DE2812404A1

DE2812404A1 - Stecker zur verbindung optischer signalleitungen und elektrischer signalleiter

Info

Publication number: DE2812404A1
Application number: DE19782812404
Authority: DE
Inventors: Richard J Hanson
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1978-03-21
Publication date: 1978-09-28
Also published as: JPS53117442A; US4075477A; AU3393878A; FR2385108A1; IT7848516A0; GB1550805A; CA1083252A; FR2385108B1; MX144967A; AU508599B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlußelement zur Verbindung einer optischen Signalleitung und eines elektrischen Signalleiters und läßt sich in einem Multiplex-System einsetzen, bei dem von einer elektrischen Vorrichtung kodierte Signale erzeugt und längs einer optischen Signalleitung zum Empfang durch eine weitere elektrische Vorrichtung übertragen werden. Ein derartiges optisches Multiplex-System könnte eines Tages bei elektrischen Systemen eines Kraftfahrzeuges verwendet werden, um das gegenwärtige elektrische Schaltungssystem mit seiner immer mehr wachsenden Zahl von Drähten und Verkabelungen zu ersetzen.

Ein Anschlußelement für ein optisches Multiplex-System muß zwischen einem eingeschlossenen opto-elektronischen Signalumwandlungselement und dem Ende der optischen Faserleitung eine sichere Positionierung bewirken, den komplizierten Aufbau minimal halten, den Einsatz von teuren Bauelementen im wesentlichen vermeiden, service- und reparaturfreundlich sein und einen Eingriff mit einer gedruckten Schaltungsplatte ermöglichen, wenn es in einer derartigen Kraftfahrzeugsumgebung Verwendung finden soll. Bekannte Anschlußelemtente, die beispielsweise in der US-PS 3 878 397 beschrieben wurden, konnten all diese Erfordernisse im allgemeinen nicht zufriedenstellend erfüllen.

Ein erfindungsgemäßer Stecker bzw. ein erfindungsgemäßes Anschlußelement zeichnet sich durch ein erstes Gehäuseteil mit einem Längsteil aus, dessen freies Ende den Körper des optischelektronischen Signalumwandlungselements aufnimmt; weiterhin besitzt der Längsteil eine Vielzahl von Seiten; eine jede davon ist so angepaßt, daß sie eine elektrisch leitfähige Zuleitung des Signalumwandlungselements aufnehmen kann; ein zweites Gehäuseteil·besitzt eine Öffnung, die den Längsteil des ersten Gehäuseteils aufnimmt, und ist weiterhin mit einer

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Einrichtung zur Aufnahme des Endes der optischen Signalleitung in S"ignalverbindung mit dem optisch-elektronischen Signalumwandlungselements ausgestattet; ein elastomerer Ring umfaßt eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Schichten aus abwechselnd elektrisch leitfähigen und isolierenden elastomeren Materialien; der Ring ist zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil angeordnet und erstreckt sich um den Längsteil des ersten Gehäuseteils, wobei eine separate Schicht aus elektrisch leitfähigem Material für jede elektrisch leitfähige Zuleitung vorgesehen und in Kontakt mit der Zuleitung vorgespannt ist; ein Teil des Rings, der die elektrisch leitfähigen Schichten enthält, erstreckt sich von seiner Position zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil nach außen; ein drittes Gehäuseteil, das das erste und das zweite Gehäuseteil aufnimmt, besitzt einen oder mehrere interne elektrische Kontakte, die einen Kontakt mit den elektrisch leitfähigen Materialschichten in dem nach außen sich erstreckenden Teil des elastomeren Rings mit dem ersten und zweiten Gehäuseteil nach deren Aufnahme herstellt; die Kontakte stehen mit der elektrischen Signalleitungsvorrichtung zum Anschluß der elektrischen Zuleitungen des Signalumwandlungselements an die elektrischen Signalleitungsvorrichtung in Verbindung.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,wobei Teile weggelassen wurden;

Fig. 2 eine Axialschnittansicht der Ausführungsform, die in Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform;

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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform; dabei wurden Teilbereiche weggeschnitten ;

Fig. 5 eine Axialschnittansicht der Ausführungsform, die in Fig. 4 dargestellt ist; und

Fig. 6 eine in auseinandergezogener Anordnung ausgeführte Ansicht der in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsform.

Nach Fig. 6 besitzt ein erstes Gehäuseteil 10 einen flachen Abdeckteil 12 und einen Längsteil 14, der vom Abdeckteil 12 vorsteht. Der Längsteil· 14 besitzt ein freies Ende 16, das zur Aufnahme des Körpers 18 eines optisch-eiektronischen Signalumwandlungselements 20 angepaßt ist. Weiterhin besitzt der Längsteil 14 eine oder mehrere Seiten 22, von denen eine jede so angepaßt ist, daß sie in Seitenlängsrichtung eine eiektrische Zuleitung 24 des Signalumwandlungselements 20 aufnehmen kann.

Das Signalumwandlungselement 20 ist eine der vielen, in der Technik bekannten Vorrichtungen, die zur ümwandiung optischer Signaie in elektrische Signale, zur Umwandlung elektrischer Signaie in optische Signaie geeignet sind oder so angepaßt sind, daß sie beide Signaie simultan umwandeln können. Die in Fig. 6 wiedergegebene Ausführungsform ist von letzterem Typ; sie besitzt deshalb vier elektrische Zuleitungen 24, so daß zwei separate Kommunikationskanäle möglich sind. Diese Zuleitungen 24 werden an den vier Seiten 22 des Längsteils 14 untergebracht. Das Signalumwandlungselement 20 enthält an der entferntliegenden Seite 26 des Körpers 18 zur Aufnahme optischer Signale eine optische Signalaufnahmevorrichtung, die nicht wiedergegeben ist. Diese Signaiaufnahmevorrichtung ist natüriich auch für zwei Kanäie ausgebiidet, wobei einer intern mit jedem Paar von Zuieitungen 24 verbunden ist; auf diese

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Weise ist eine simultane, zweiwegige Signalumwandlung möglich.

Ein elastomerer Ring 30 besitzt eine Vielzahl von axial sich erstreckenden leitfähigen Schichten, die in der Fig. 6 mit dem Bezugszeichen 32, 34, 36, 38 und 40 bezeichnet sind. Diese leitenden Schichten wechseln sich mit einer Vielzahl von isolierenden Schichten ab, die mit dem einzigen Bezugszeichen 42 bezeichnet sind. Die Isolierschichten 42 sind aus einem isolierenden elastomeren Material hergestellt, während die leitfähigen Schichten 32 - 40 aus einem isolierenden elastomeren Material bestehen, das mit Graphit oder einem ähnlich leitenden Material versetzt bzw. imprägniert sind. Es lassen sich lange Streifen dieser leitfähigen und isolierenden elastomeren Materialien schichtartig in sich abwechselnden Schichten anordnen; das sich damit ergebende Produkt kann senkrecht zur Achse geschnitten werden, wodurch sich eine Vielzahl derartiger Ringe 30 herstellen läßt.

Der elastomere Ring 30 besitzt eine axial verlaufende Mittelöffnung 44, die sich durch den Ring erstreckt und deren Gestalt so gewählt ist, daß sie nach Einsetzen des Längsteils 14 durch die öffnung um den Längsteil 14 einen engen Paßsitz bildet. Die Öffnung 44 dieser Ausführungsform ist von ihrem Querschnitt her im wesentlichen rechteckig; dabei sind die Seiten 46 und 47 aus leitfähigen Schichten 34 bzw. 38 gebildet, während die Seiten 48 und 49 die Teile 36a bzw. 36b der leitfähigen Schicht 36 aufweisen, welche durch die Öffnung 44 getrennt wird. Wenn der Ring 30 über den Längsteil 14 gedrückt wird, drückt sich jede der Seiten 46 bis 49 der öffnung 44 fest gegen eine der Zuleitungen 24 des Signalumwandlungselements so daß die Zuleitung 24 mit der entsprechenden leitfähigen Schicht des Rings 30 in elektrischen Kontakt steht. Auf den Seiten 22 ist eine wulstartige Erhebung 28 vorgesehen, die guten elektrischen Kontakt zwischen den Zuleitungen 24 und den entsprechenden leitfähigen Schichten des Rings 30 gewährleistet.

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Ein zweiter Gehäuseteil 50 besitzt eine zentrale Axialöffnung 52; auf diese Weise kann das Gehäuseteil 50 über den Längsteil 14 des ersten Gehäuseteils 10 gedrückt werden, wobei der elastomere Ring 30 sandwichartig zwischen dem flachen Abdeckteil 12 des ersten Gehäuseteils 10 und einer Endfläche 54 des zweiten Gehäuseteils 50 angeordnet ist. Die zentrale Axialöffnung 52 ist, wie es aus Fig. 6 zu erkennen ist, an der Enfläche 54 und auf eine gewisse Axialtiefe bezüglich ihres Querschnitts rechteckig, so daß sie über den Längsteil· 14 bündig paßt. Wie sich jedoch aus Fig. 1 erkennen läßt, wird die Gestalt der zentralen Axiaiöffnung 52 an der anderen Endfläche 56 des zweiten Gehäuseteils 50 so gewählt, daß sie das Ende 58 (Fig. 6) einer optischen Signalleitung 60 aufnehmen kann. Wie sich aus Fig. 6 erkennen läßt, wird das Ende 58 der optischen Signa^eitung 60 durch das zweite Gehäuseteil 50 in axialer Ausrichtung mit dem Körper 18 des Signalumwandlungselements 20 so gehalten, daß die Enden der optischen Faserelemente, welche die optische Signalleitung 60 umfassen, in Verbindung mit einer (nicht gezeigten) optischen Signal-Sende- und/oder Empfangsvorrichtung stehen, welche an der abgewandten Seite 26 des Körpers 18 lokalisiert ist.

Ein drittes Gehäuseteil 70 umfaßt ein flaches Grundelement 72, das ein Teil einer gedruckten Schaltungsplatte darstelltjund besitzt ein U-förmiges Gehäuseelement 74, das darauf angeordnet ist. Die Elemente 72 und 74 legen einen Innenraum . 76 fest, der wenigstens an einem Ende 78 zur Aufnahme des Aufbaus aus erstem Gehäuseteil 10, Signalumwandlungselement 20, elastomerem Ring 30 und zweitem Gehäuseteil 50 offen ist, sowie es sich in Fig. 1 erkennen läßt. Aus Fig. 2 wird deutlich, daß die Innenfläche 80 des flachen Grundelements 72 innerhalb des Innenraum 76 mit einer Anzahl axial orientierter leitfähiger Streifen 82, 83,

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84, 85 und 86 ausgestattet ist. Diese Leitungsstreifen, die in der Querschnittsfläche in Fig. 2 zur Sichtbarmachung übertrieben wurden, sind leitende Bänder, die auf der Oberfläche ' 80 des flachen Grundelements 72 angeordnet sind.

Aus Fig. 3 läßt sich erkennen, daß der elastomere Ring 30 so geformt ist, daß die untere Seite 31 des Rings über das erste Gehäuseteil 10 und das zweite Gehäuseteil 50 nach außen sich erstreckt. Die untere Seite 31 wird gegen die Oberfläche 80 des flachen Grundelements 72 in der zusammengefügten Vorrichtung so gepreßt, daß die leitfähigen Schichten 32, 34, 36b, 38 und 40 des elastomeren Rings 30 die entsprechenden leitenden Streifen 82, 83, 84, 85 und 86 auf der Oberfläche 80 berühren. Da jede der leitfähigen Schichten 34, 36b und 38 in Kontakt mit einer der Zuleitungen 24 des Signalumwandlungselements 20 steht, stehen die Zuleitungen 24 somit mit den leitfähigen Streifen 83, 84 und 85 in elektrischer Verbindung. Die vierte elektrische Zuleitung 24 steht mit der leitfähigen Schicht 36a in Kontakt, welche selbst in keinem direkten Kontakt mit einem der leitenden Streifen 82 bis 86 steht. Jedoch besitzt ein leitfähiger Rückhaltekeil 88 in einem Schlitz 89 innerhalb des U-förmigen Gehäuseelements 74 einen Mittelfinger 90, der die leitfähige Schicht 36a berührt und weist Außenfinger 91 und 92 auf, welche einen Kontakt mit den leitfähigen Schichten 32 bzw. 40 herstellen. Die vierte Zuleitung 24 steht damit über die leitfähige Schicht 36a, über das Element 88 und über die leitfähigen Schichten 32 und 40 mit den leitfähigen Streifen 82 und 86 in Verbindung. Das Element 88 hilft auch mit, die ersten und zweiten Gehäuseteile im Inneren 76 des dritten Gehäuseteils 70 zurückzuhalten.

In den Fig. 4 und 5 wird eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform wiedergegeben. Diese Ausführungsform ist mit der Ausnahme mit der zuerst beschriebenen Ausführungsform identisch, daß gewisse Änderungen vorgenommen wurden, welche

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die erfindungsgemäße Ausführungsform an ein optisch-elektronisches Signalumwandlungselement mit drei Zuleitungen anpassen, welche als Zuleitungen 124 in Fig. 5 zu sehen sind. Der erste Gehäuseteil 110 und der zweite Gehäuseteil 150, die in Fig. 4 zu erkennen sind, sind im wesentlichen mit dem ersten Gehäuseteil 10 und dem zweiten Gehäuseteil 50, welche bereits beschrieben wurden, identisch. Jedoch besitzt der elastomere Ring 130 nur drei leitfähige Schichten 132, 134a und b und 136. Aus Fig. 5 wird deutlich, daß jede der Zuleitungen 124 in Kontakt mit einer der leitfähigen Schichten 132, 134a und 136 durch den Längsteil 114 des ersten Gehäuseteils 110 gepreßt wird. Das dritte Gehäuseteil 170 ist mit einem flachen Grundelement 172 ausgestattet, dessen Oberfläche 180 leitfähige Axialstreifen 182, 184 und 186 aufweist, die in Kontakt mit entsprechenden leitfähigen Schichten 132, 134a und 136 stehen. Da in diesem Falle keine Zuleitung 124 in Kontakt mit der leitfähigen Schicht 134b steht, muß kein Kontakt für die leitfähige Schicht 134b bereitgestellt werden; tatsächlich wird dieser Bereich nur deshalb als leitfähig wiedergegeben, da eine Herstellung eines elastomeren Rings 130 auf diese Weise einfacher ist.

Obwohl das dritte Gehäuseteil in beiden erfindungsgemäßen Ausführungsformen, die bereits beschrieben wurden, ein flaches Basiselement besitzt, das einen Teil einer gedruckten Schaltungsplatte darstellt, können andere Kontakte bereitgestellt werden, während das Basiselement des Gehäuseteils kein Teilbereich einer gedruckten Schaltungsplatte sein muß.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

MANITZ. FINSTERWALD & CRÄMKOW

GENERAL MOTORS CORPORATION München, den 21. März

Detroit, Michigan, USA P/4/Ru-G 3254

Stecker zur Verbindung optischer Signalleitungen und elektrischer Signalleiter

Pa tentansprüche :

./ Stecker zur lösbaren Verbindung eines Endes einer optischen Signalleitung mit einer elektrischen Signalleitungsvorrich— tung, mit einem optisch-elektronischen Signalumwandlungselement, dessen Körper mit einer Einrichtung zur Signalverbindung mit dem Ende der optischen Signalleitung und eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Zuleitungen aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß ein erstes Gehäuseteil (10) einen Längsteil (14) mit einem freien Ende (16) besitzt, das zur Aufnahme des Körpers (18) des optischelektronischen Signalumwandlungselementes (20) dient, daß der Längsteil weiterhin eine Vielzahl von Seiten (22) aufweist, von denen eine jede zur längs der Seite erfolgenden Aufnahme einer elektrisch leitfähigen Zuleitung des Signalumwandlungselementes ausgebildet ist, daß ein zweites Gehäuseteil (50) eine Öffnung (52) zur Aufnahme des Längsteils des ersten Gehäuseteils besitzt und weiterhin Einrich-

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DR. CMANlTZ · DIPL.-INC. M. FINSTERWALD DIPL.-INC. W. G R A M K O W ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO. (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMM.ER 7270

TEL. (089) 22 43 11 · TELEX 8-29673 PATMF SEELBERCSTR. 23/25.TEL.(O7I1>56720I POSTSCHECK! MÖNCHEN 770 62 - β OS

tungen (52,56) aufweist, welche das Ende (60) der optischen Signalleitung in Signalverbindung mit dem optisch-elektronischen Signalumwandlungselement (20) aufnehmen, daß ein elastomerer Ring (30) eine Vielzahl von axial sich erstreckenden Schichten (32,34,36a,36b,38,40,42) von abwechselnd elektrisch leitfähigen und isolierenden elastomeren Materialien umfaßt und zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil um den Längsteil des ersten Gehäuseteils herum angeordnet ist, wobei für jede elektrisch leitfähige Zuleitung eine separate Schicht aus elektrisch leitfähigem Material auf die Zuleitung und in Kontakt mit der Zuleitung vorgespannt ist, daß ein Teil des Rings mit den elektrisch leitfähigen Schichten sich von der Position zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil nach außen erstreckt, daß ein drittes Gehäuseteil (70), welches das erste und das zweite Gehäuseteil in sich aufnimmt, einen oder mehrere innere elektrische Kontakte (82,83,84,85,86) enthält, welche bei Aufnahme der ersten und zweiten Gehäuseteile die elektrisch leitfähigen Materialschichten im sich nach außen erstreckenden Teil des elastomeren Rings berühren und daß die Kontakte zum Anschluß der elektrischen Zuleitungen des Signalumwandlungselements an die elektrischen Signalleitungseinrichtungen mit den elektrischen Signalleitungseinrichtungen in Verbindung stehen.
2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Gehäuseteil (70) ein flaches Basiselement (72) enthält, das einen Teil einer gedruckten Schaltungsplatte bildet.
3. Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Längsteil (14) um seine Seiten-

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flächen herum eine wulstartige Erhebung (28) besitzt, die zwischen den Zuleitungen (24) und den entsprechenden leitfähigen Schichten (32,36,38,40) des elastomeren Rings (30) einen guten elektrischen Kontakt gewährleistet.

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