DE19825385C1 - Kopplungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Kopplungseinrichtung umfaßt einen Lichtwellenleiter-Halter (1), der eine Oberseite (1a) und eine Unterseite (1b) mit dazwischenliegenden Schmalseitenflächen (1c, 1d) hat. In den Übergangsbereichen (1e, 1f) zwischen den Schmalseitenflächen (1c, 1d) und der Oberseite bzw. der Unterseite sind Übergangsflächen (1g bis 1k) vorgesehen. Eine Aufnahme (2), in die der Halter (1) axial eingeführt ist, weist innenseitig Berührungsbereiche (z. B. 20c) auf, die mit den Übergangsflächen in spielfreiem Kontakt sind.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der optischen Verbindungs­ technik, insbesondere der lösbaren mehrkanaligen optischen Verbindungen mittels Steckverbinder.

Die Erfindung betrifft eine Kopplungseinrichtung mit einem Lichtwellenleiter-Halter, der eine Oberseite und eine Unter­ seite mit dazwischenliegenden Schmalseitenflächen aufweist, und mit einer Aufnahme, in die der Halter in Längsrichtung eingeführt ist.

Eine derartige Kopplungseinrichtung ist aus einer Veröffent­ lichung von H. Kosaka et al. mit dem Titel "Plastic-Based Receptacle-Type VCSEL-Array Modules with One and Two Dimen­ sions Fabricated Using the Self-Alignment Mounting Technique", in ECTC Proceedings 1997 (Electronic Components and Technology Conference), Seiten 383 und 384 bekannt. Bei dieser Einrichtung ist ein als Steckverbinder zur Aufnahme mehrerer paralleler Lichtwellenleiterenden ausgebildeter Hal­ ter mit stirnseitig hervorstehenden Ausrichtstiften vorgese­ hen. Derartige Halter werden auch als MT-Ferrulen bezeichnet. Der Halter ist seinerseits in ein Steckverbindergehäuse mit Verriegelungselementen eingebracht und in diesem schwimmend gelagert. Der Halter weist eine Oberseite, eine Unterseite und rechtwinklig dazwischen verlaufende Schmalseitenflächen auf. Der Halter hat dadurch eine im wesentlichen quaderför­ mige Geometrie.

Der Halter ist in Längsrichtung (Steckrichtung) zusammen mit dem Steckverbindergehäuse in eine auch als Adapter oder Steckbucht bezeichnete Aufnahme einführbar, wobei aufnahme­ seitige Verriegelungshaken mit den Verriegelungselementen des Steckverbindergehäuses zusammenwirken. Im eingesteckten Zu­ stand kann der Halter über die Ausrichtstifte mittels korre­ spondierender Ausrichtbohrungen in einem anzukoppelnden Lasermodul oder Kopplungspartner derart ausgerichtet werden, daß die von dem Halter aufgenommenen einzelnen Lichtwel­ lenleiterenden auf optisch aktive, lichtabstrahlende Zonen eines vertikal emittierenden Laserarrays innerhalb des Moduls ausgerichtet sind.

Dies ist allerdings nur dann möglich, wenn es während des Steckprozesses gelingt, die Ausrichtung des Halters im Zusam­ menspiel mit den Ausrichtstiften und den korrespondierenden Ausrichtbohrungen zu gewährleisten. Dies erfordert wiederum eine äußerst präzise Fertigung, insbesondere des Halters einerseits und der Positionierung der Aufnahme (Adapter) in bezug auf das Modul bzw. die optisch aktiven Zonen anderer­ seits. Dies wird insbesondere im Hinblick auf den Trend pro­ blematisch, zunehmend größere Anzahlen von Lichtwellenleitern in einem gemeinsamen Halter aufzunehmen. Die sich damit erge­ bende flache Bauform des Halters läßt im übrigen aus der Ver­ bindungstechnik von Einzel-Lichtwellenleitersteckern bekannte Konstruktionen zur gegenseitigen Ausrichtung der Kopplungs­ partner ungeeignet erscheinen.

Da bei der bekannten Einrichtung sowohl Positionierungstole­ ranzen zwischen Halter und Aufnahme (Adapter) als auch zwi­ schen Aufnahme und Kopplungspartner (beispielsweise dem elek­ trooptischen Modul) einfließen, erfordert die bekannte Ein­ richtung bei der Herstellung der einzelnen Komponenten, bei der Montage und bei der Positionierung höchste Präzision.

Aus der DE 31 03 797 A1 geht ein Lichtleiterverbinder hervor, der eine exakt fluchtende Ausrichtung eines Lichtleiterendes auf einen Kopplungspartner ermöglicht. Das Lichtleiterende ist in einem Stecker gehalten, der in ein offenes Ende einer Buchse einführbar ist. Miteinander in Eingriff bringbare, an der Buchse und am Stecker ausgebildete axiale Stege/Nuten dienen insbesondere im Zusammenwirken mit buchsenseitig ausgebildeten Federn der präzisen Ausrichtung des Steckers und damit des Lichtleiterendes.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Kopplungseinrichtung, bei der der Lichtwellenleiter-Halter in bezug auf die Aufnahme in vorbestimmter relativer Position spielfrei und positionsgenau reproduzierbar gehalten ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Kopplungseinrichtung der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Übergangsbereich zwischen den Schmalseitenflächen und der je­ weils angrenzenden Oberseite oder Unterseite Übergangsflächen vorgesehen sind und die Aufnahme innenseitige Berührungsbe­ reiche aufweist, die mit den Übergangsflächen in spielfreiem Kontakt sind.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die halterseitigen Übergangsflächen und die aufnahmeseitigen Be­ rührungsbereiche korrespondierende Ausrichtkonturen bilden, so daß ohne weitere Justage eine präzise vorbestimmbare rela­ tive Lage zwischen Halter und Aufnahme gewährleistet ist. Daraus ergibt sich der erhebliche fertigungstechnische Vor­ zug, daß eine Relativjustage zwischen Halter und Aufnahme und ein ggf. anschließend erforderliches wechselseitiges Fixieren mittels einer Fixiermasse oder anderer Hilfsmittel nicht er­ forderlich ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist darin zu sehen, daß die Lagerung des Halters in der Aufnahme auch eine spielfreie Halterung eines anzukop­ pelnden Kopplungspartners (beispielsweise eines Steckverbin­ ders) ermöglicht. Auf den Kopplungspartner wirkende Zug- und Querkräfte können infolge der spielfreien Halterung besser abgeleitet werden, was eine höhere mechanische Stabilität des Halters zur Folge hat.

Eine fertigungstechnisch bevorzugte Weiterbildung der Erfin­ dung sieht vor, daß der Halter im wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist, wobei die Übergangsflächen durch entlang der ursprünglichen Quader-Längskanten erzeugte Fasen gebildet sind.

Grundsätzlich können die zur Spielfreiheit der Verbindung zwischen dem Halter und der Aufnahme notwendigen Andruck­ kräfte der Berührungsbereiche oder Pressungen durch elasti­ sche, plastische oder elasto-plastische Auffederungen aufnah­ meseitiger Strukturen erzeugt werden. In diesem Zusammenhang sieht eine konstruktiv und fertigungstechnisch bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Berührungsbereiche Teil einer in Längsrichtung verlaufenden V-förmigen Ausneh­ mung sind.

Je nach Anwendungsfall und Werkstoffkombination kann es gemäß einer Fortbildung der Erfindung vorteilhaft sein, wenn die V- förmige Ausnehmung zwischen zwei elastisch auffederbaren Schenkeln einer Schiene gebildet ist.

Eine zumindest teilplastische Verformung dafür vorgesehener Bereiche der Aufnahme wird nach einer bevorzugten Ausgestal­ tung der Erfindung dadurch realisiert, daß die V-förmige Aus­ nehmung zwischen zwei Schenkeln gebildet ist, wobei die Be­ rührungsfläche von einem zumindest teilweise plastisch ver­ formten Abschnitt der Schenkel gebildet ist.

Die Erfindung findet bevorzugten Einsatz bei der Realisierung von Koppeleinheiten oder Kopplungsbuchten mehrkanaliger elek­ trooptischer Module. Diesbezüglich ist es vorteilhaft, wenn die Aufnahme Teil einer Kopplungs-Steckbucht ist, in deren eine offene Seite ein anzukoppelnder Lichtwellenleiter-Steck­ verbinder einführbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines zeichnerisch dar­ gestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung und

Fig. 2 in stirnseitiger Ansicht die Fixierung eines Halters in einer Aufnahme.

Fig. 1 zeigt in stark vergrößerter Darstellung eine erfin­ dungsgemäße Kopplungseinrichtung, die einen Lichtwellenlei­ ter-Halter 1 umfaßt. Der Halter 1 ist nur aus Gründen einer klareren Darstellung getrennt von einer Aufnahme 2 gezeigt, die ihrerseits Teil einer Koppelbucht 3 ist. Die Koppelbucht 3 hat ein rückwärtiges Ende 3a, das zur mechanischen Fixie­ rung an einem nicht näher dargestellten elektrooptischen Sende/Empfangsmodul vorgesehen ist und dazu einen Monta­ geflansch 4 aufweist. Eine Öffnung 5 am frontseitigen Ende 3b der Koppelbucht 3 ist zur Einführung eines weiteren Lichtwel­ lenleiter-Halters ausgebildet, der im wesentlichen dem darge­ stellten Halter 1 entsprechen kann und einen Kopplungspartner für den Halter 1 bildet. Seitliche Öffnungen 7, 8 der Koppel­ bucht dienen zum Verrasten korrespondierender Rasthaken des Kopplungspartners, wie dies beispielsweise aus der eingangs genannten Veröffentlichung bekannt ist.

Der Halter 1 hat eine Oberseite 1a und eine Unterseite 1b und enthält zwischen seiner vorderen Stirnseite und seiner hinte­ ren Stirnseite im längsparallelen Verlauf (entlang der Längs­ richtung L) wie andeutungsweise gezeigt mehrere, beispiels­ weise zwölf Lichtwellenleiterenden 10. Zwischen der Oberseite 1a und der Unterseite 1b verlaufen Schmalseitenflächen 1c, 1d. Die Schmalseitenflächen 1c, 1d gehen in jeweiligen oberen 1e bzw. unteren Übergangsbereichen 1f in die jeweils angren­ zende Oberseite 1a bzw. Unterseite 1b über. Die Übergangsbe­ reiche 1e, 1f sind bevorzugt dadurch gebildet, daß der ur­ sprünglich quaderförmig ausgebildete Körper des Halters 1 un­ ter Entfernung der jeweiligen Längskanten 12 jeweils mit einer Fase 14 versehen worden ist. Die ursprünglichen Längs­ kanten und die bei der Herstellung der Fasen jeweils entfern­ ten Materialbereiche des Halters 1 sind andeutungsweise ge­ strichelt in Fig. 1 dargestellt. Damit verläuft im Über­ gangsbereich zwischen den Schmalseitenflächen 1c, 1d und der jeweils angrenzenden Oberseite 1a, 1b jeweils eine schräge Übergangsfläche 1g, 1h und zwischen der Unterseite 1b und der jeweils angrenzenden Schmalseite 1c, 1d jeweils eine schräge Übergangsfläche 1i und 1k. Selbstverständlich können die Übergangsflächen entgegen dem in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel auch nicht als Ebenen, sondern beispiels­ weise mit leichter Wölbung ausgebildet sein. Bei der Bemes­ sung der Außenkontur des Halters und der Form der Übergangs­ flächen kommt es im wesentlichen darauf an, daß die nachfol­ gend geschilderte Wechselwirkung zwischen den Übergangsflä­ chen und Berührungsbereichen der Aufnahme 2 gewährleistet ist.

Wie die Sicht in das rückwärtige Ende 3a der Koppelbucht 3 verdeutlicht, weist die Aufnahme 2 innenseitig an den Längs­ wänden einander gegenüberliegende Schienen 20, 21 auf, die bevorzugt zusätzlich mit einem längsverlaufenden Schlitz 22, 23 versehen sein können. Damit haben die Schienen Schenkel 20a, 20b bzw. 21a, 21b, zwischen denen eine im Querschnitt V- förmige Ausnehmung 24, 25 (vgl. Fig. 2) besteht.

In der montierten Position ist der Halter 1 in Längsrichtung in L die Aufnahme 2 derart eingeführt, daß jeweils Körperkon­ takt zwischen den Übergangsflächen 1g bis 1k und den korre­ spondierenden zugewandten Berührungsbereichen 20c, 20d bzw. 21c, 21d der Schenkel 20a, 20b bzw. 21a, 21b besteht. Dabei können die Schenkel vorzugsweise elastisch durch den Halter 1 aufgeweitet sein, so daß sich die V-förmigen Ausnehmungen 24, 25 unter elastischer Auffederung der Schenkel erweitern. Die elastische Auffederung der Schenkel bewirkt einen zuverlässi­ gen Anpreßdruck zur Erzeugung eines ausreichenden Körperkon­ taktes zwischen dem Berührungsbereich z. B. 20c und der zuge­ ordneten Übergangsfläche 1g. Die Berührungsbereiche (z. B. 20c) können mit vorstehenden Quetschrippen versehen sein (in den Figuren nicht explizit dargestellt), die beim Einführvor­ gang des Halters 1 in die Aufnahme 2 plastisch verformt wer­ den und damit für einen besonders guten Körperkontakt sorgen.

Der Halter 1 kann in an sich bekannter Weise Durchgangsboh­ rungen 30, 31 aufweisen, die bis zu seiner kopplungsseitigen Stirnfläche 32 (Fig. 1) führen und Zentrierstifte aufnehmen oder mit Zentrierstiften eines Kopplungspartners zur präzisen Ausrichtung zusammenwirken. Bevorzugt ist der Kopplungspart­ ner als Steckverbinder mit einem Lichtwellenleiter-Halter ausgestaltet, der in entsprechender Weise wie der darge­ stellte Halter ausgebildet ist und somit ebenfalls von dem hochpräzisen Zentriermechanismus zwischen seinen Übergangs­ flächen und den Berührungsbereichen der Aufnahme profitiert. Bevorzugt sind die Berührungsflächen symmetrisch zu der Ebene der Lichtwellenleiterenden 10 ausgebildet.

Claims (7)

1. Kopplungseinrichtung

• 1. mit einem Lichtwellenleiter-Halter (1), der eine Oberseite (1a) und eine Unterseite (16) mit dazwischenliegenden Schmalseitenflächen (1c, 1d) aufweist, und
• 2. mit einer Aufnahme (2), in die der Halter (1) in Längsrich­ tung (L) eingeführt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. im Übergangsbereich (1e, 1f) zwischen den Schmalseitenflä­ chen (1c, 1d) und der jeweils angrenzenden Oberseite (1a) oder Unterseite (1b) Übergangsflächen (1g, 1h, 1i, 1k) vor­ gesehen sind und
• 2. die Aufnahme (2) innenseitige Berührungsbereiche (20c, 20d; 21c, 21d) aufweist, die mit den Übergangsflächen (1g, 1h, 1i, 1k) in spielfreiem Kontakt sind.

2. Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (1) im wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist, wobei die Übergangsflächen (1g, 1h, 1i, 1k) durch entlang der ursprünglichen Quader-Längskanten (12) erzeugte Fasen (14) gebildet sind.

3. Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsbereiche (20c, 20d; 21c, 21d) Teil einer in Längsrichtung (L) verlaufenden V-förmigen Ausnehmung (24, 25) sind.

4. Kopplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die V-förmige Ausnehmung (24, 25) zwischen zwei elastisch auffederbaren Schenkeln (20a, 20b; 21a, 21b) einer Schiene (20, 21) gebildet ist.

5. Kopplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die V-förmige Ausnehmung (24, 25) zwischen zwei Schenkeln (20a, 20b; 21a, 21b) gebildet ist, wobei die Berührungsfläche von einem zumindest teilweise plastisch verformten Abschnitt der Schenkel (20a, 20b; 21a, 21b) gebildet ist.

6. Kopplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (1) eine Koppeleinheit eines mehrkanaligen Sende- und/oder Empfangsmodules ist.

7. Kopplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (2) Teil einer Kopplungs-Steckbucht (3) ist, in deren eine offene Seite (36) ein anzukoppelnder Lichtwellen­ leiter-Steckverbinder einführbar ist.