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Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung für einen Lichtwellenleiter gemäß Patentanspruch 1.
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Datensignale können elektrisch über elektrische Leitungen oder optisch über Lichtwellenleiter übertragen werden. Einzelne Lichtwellenleiterabschnitte können über Steckverbinder miteinander verbunden werden. Aus dem Stand der Technik sind auch Wandler bekannt, die einen Umsetzung zwischen optischen und elektronischen Datensignalen vornehmen. Solche Wandler können beispielsweise als Anschlussvorrichtungen ausgeführt sein, die auf einer Seite einen oder mehrere elektrische Kontakte, auf der anderen Seite eine Anschlussmöglichkeit für einen oder mehrere Lichtwellenleiter aufweisen. Solche Anschlussvorrichtungen werden auch als Pigtail bezeichnet.
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Die
US 2002/0154868 A1 beschreibt eine Anschlussvorrichtung für einen Lichtwellenleiter, bei der der Lichtwellenleiter durch einen Stopfen im Gehäuse gehalten wird.
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Die
US 4,730,892 A beschreibt eine Vorrichtung zum Verbinden zweier optischer Fasern, bei der die Faserenden in einen zylindermantelförmigen Hohlkörper aus Elastomer geführt werden, der mittels eines Stempels in einem Gehäuse fixiert wird.
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Die
DE 195 33 296 A1 beschreibt eine Befestigungsvorrichtung für einen Lichtwellenleiter, bei der der Lichtwellenleiter mittels einer Halteplatte durch einen Formschluss klemmend in einem Gehäuse gehalten wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Anschlussvorrichtung für einen Lichtwellenleiter bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Anschlussvorrichtung für einen Lichtwellenleiter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung für einen Lichtwellenleiter weist ein Gehäuse mit einem darin angeordneten ersten Lichtwellenleiter auf. Dabei ist der erste Lichtwellenleiter durch einen Stopfen in dem Gehäuse fixiert. Außerdem weist das Gehäuse einen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des ersten Lichtwellenleiters orientierten Stift und der Stopfen eine Durchgangsöffnung auf. Dabei ist der Stift in der Durchgangsöffnung angeordnet. Vorteilhafterweise lässt sich eine solche Anschlussvorrichtung sehr einfach montieren. Der Stift erleichtert vorteilhafterweise die Positionierung des Stopfens und verhindert ein Verrutschen des Stopfens.
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Bevorzugt ist der Stopfen aus einem dauerelastischen Material gefertigt. Vorteilhafterweise kann der Stopfen dann so dimensioniert werden, dass er fest im Gehäuse sitzt und den Lichtwellenleiter sicher fixiert.
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Bevorzugt ist der Stopfen aus einem Material gefertigt, das temperaturstabil bis zu einer Temperatur von mindestens 200°C ist. Vorteilhafterweise kann die Anschlussvorrichtung dann in einem Wiederaufschmelzlötverfahren weiterverarbeitet werden.
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Bevorzugt besteht der Stopfen aus Silikon. Dies hat den Vorteil, dass Silikon günstige elastische Eigenschaften aufweist und diese auch während und nach einer Hochtemperaturbehandlung beibehält.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Anschlussvorrichtung weist das Gehäuse eine erste Führungsrille auf, in der der erste Lichtwellenleiter angeordnet ist. Dabei wird der Lichtwellenleiter durch den Stopfen in die Führungsrille gedrückt. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass die Führungsrille eine einfache und zuverlässige Positionierung und Ausrichtung des Lichtwellenleiters garantiert.
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Es ist zweckmäßig, wenn das Gehäuse eine Ausnehmung aufweist und die erste Führungsrille in einer Wand der Ausnehmung und der Stopfen in der Ausnehmung selbst angeordnet ist. Vorteilhafterweise ermöglicht diese Ausführung einen platzsparenden Aufbau und eine einfache Montage der Anschlussvorrichtung.
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Bevorzugt weitet sich die erste Führungsrille zur Ausnehmung hin auf. Vorteilhafterweise wird dadurch eine genaue Zentrierung des Lichtwellenleiters sichergestellt.
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Ebenfalls bevorzugt weist die erste Führungsrille eine Kontur eines Prismas auf. Vorteilhafterweise wird auch dadurch eine gewünschte Zentrierung des Lichtwellenleiters sichergestellt.
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Zweckmäßigerweise weist ein Ende des Stifts mindestens einen Widerhaken auf, der ein unbeabsichtigtes Entfernen des Stopfens erschwert.
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Bevorzugt ist der erste Lichtwellenleiter ein Glaslichtwellenleiter. Vorteilhafterweise sind Glaslichtwellenleiter temperaturunempfindlich und können daher einem nachfolgenden Wiederaufschmelzlötprozess (reflow-Lötprozess) unterzogen werden.
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In einer Weiterbildung der Anschlussvorrichtung ist im Gehäuse ein zweiter Lichtwellenleiter parallel zum ersten Lichtwellenleiter vorgesehen und der Stopfen zwischen dem ersten und dem zweiten Lichtwellenleiter angeordnet. Vorteilhafterweise gestattet diese Weiterbildung den Anschluss zweier Lichtwellenleiter, ohne dass das Gehäuse der Anschlussvorrichtung wesentlich vergrößert werden muss.
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Zweckmäßigerweise ist der Stopfen im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet.
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Bevorzugt weist er Stopfen drei im Wesentlichen quaderförmige Abschnitte auf, die in Erstreckungsrichtung des ersten Lichtwellenleiters hintereinander angeordnet sind. Dabei weisen dem ersten Lichtwellenleiter zugewandte Oberflächen des ersten und des dritten Abschnitts des Stopfens eine senkrecht zur Erstreckungsrichtung des ersten Lichtwellenleiters orientierte Rippung auf. Vorteilhafterweise unterstützt diese Rippung die elastischen Eigenschaften des Stopfens.
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Bevorzugt weist die Anschlussvorrichtung mindestens ein elektrisches Kontaktelement auf. Vorteilhafterweise kann die Anschlussvorrichtung dann beispielsweise zur Umsetzung zwischen optischen und elektronischen Datensignalen verwendet werden.
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Besonders bevorzugt weist die Anschlussvorrichtung einen optoelektronischen Wandler auf, der dazu vorgesehen ist, eine Umsetzung zwischen optischen und elektronischen Datensignalen vorzunehmen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Dabei werden für gleiche oder gleich wirkende Teile einheitliche Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Schrägansicht einer Anschlussvorrichtung;
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2 eine weitere Ansicht der Anschlussvorrichtung;
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3 eine perspektivische Ansicht eines Stopfens;
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4 einen ersten Schnitt durch die Anschlussvorrichtung; und
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5 einen zweiten Schnitt durch die Anschlussvorrichtung.
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1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Aufsicht auf eine Anschlussvorrichtung 100 für einen ersten Lichtwellenleiter 110 und einen zweiten Lichtwellenleiter 120. Die Anschlussvorrichtung 100 kann auch als Pigtail bezeichnet werden.
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Die Anschlussvorrichtung 100 umfasst ein Gehäuse 200, das beispielsweise aus Kunststoff bestehen kann. Das Gehäuse 200 weist eine in etwa quaderförmige Grundform auf.
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An einem Ende der quaderförmigen Grundform des Gehäuses 200 sind ein erster Anschlussstutzen 235 mit einer ersten Zugangsöffnung 230 und ein zweiter Anschlussstutzen 245 mit einer zweiten Zugangsöffnung 240 angesetzt.
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Am gegenüberliegenden Ende der quaderförmigen Grundform des Gehäuses 200 ist ein Schirmgehäuse 290 angesetzt, das ebenfalls eine quaderförmige Grundform aufweist. Das Schirmgehäuse 290 kann beispielsweise aus einem Metall bestehen und dient einer elektromagnetischen Abschirmung der im Schirmgehäuse 290 angeordneten Bauteile. Im Schirmgehäuse 290 können beispielsweise ein oder mehrere optoelektronische Wandler angeordnet sein, die eine Umsetzung zwischen optischen und elektrischen Datensignalen vornehmen.
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Aus dem Schirmgehäuse 290 ragen eine Mehrzahl erster elektrischer Kontaktelemente 270 und eine Mehrzahl zweiter elektrischer Kontaktelemente 280 heraus, die elektrischer Anschlüsse für die im Schirmgehäuse 290 angeordneten elektrischen Bauteile, beispielsweise für im Schirmgehäuse 290 angeordnete optoelektronische Wandler, bereitstellen. Beispielsweise können jeweils vier erste elektrische Kontaktelemente 270 und zweite elektrische Kontaktelemente 280 vorhanden sein. Es können jedoch auch lediglich ein erstes elektrisches Kontaktelement 270 und ein zweites elektrisches Kontaktelement 280 oder eine andere Anzahl erster elektrischer Kontaktelemente 270 und zweiter elektrischer Kontaktelemente 280 vorgesehen sein. Die elektrischen Kontaktelemente 270, 280 können beispielsweise als Kontaktstifte ausgebildet sein. Die elektrischen Kontaktelemente 270, 280 können dazu vorgesehen sein, durch Wiederaufschmelzlöten (reflow-Löten) mit einer Leiterplatte verbunden werden.
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Das Gehäuse 200 weist eine von einer Oberfläche des Gehäuses 200 zugängliche Ausnehmung 210 auf. Die Ausnehmung 210 kann ebenfalls eine quaderförmige Gestalt haben. Die Ausnehmung 210 wird durch einen Gehäuseboden 220, durch eine erste Gehäusewand 223 und durch eine zweite Gehäusewand 227 begrenzt. Der Gehäuseboden 220, die erste Gehäusewand 223 und die zweite Gehäusewand 227 verlaufen jeweils von der die Anschlussstutzen 235, 245 aufweisend Seite des Gehäuses 200 zur das Schirmgehäuse 290 aufweisenden Seite des Gehäuses 200. Die erste Gehäusewand 223 liegt der zweiten Gehäusewand 227 gegenüber.
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In der ersten Gehäusewand 223 ist eine erste Führungsrille 340 vorgesehen, die sich von der den ersten Anschlussstutzen 234 aufweisenden Seite des Gehäuses 200 zur das Schirmgehäuse 290 aufweisenden Seite des Gehäuses 200 erstreckt. In die erste Führungsrille 340 ist der erste Lichtwellenleiter 110 eingelegt. Ein erstes Ende des ersten Lichtwellenleiters 110 ist im ersten Anschlussstutzen 234 angeordnet. Von dort erstreckt sich der erste Lichtwellenleiter 110 durch eine Öffnung im Gehäuse 200 in die Ausnehmung 210, verläuft dort in der in der ersten Gehäusewand 223 angeordneten ersten Führungsrille 340 bis zu einer zweiten Öffnung im Gehäuse 200 und einer Öffnung im Schirmgehäuse 290. Im Schirmgehäuse 290 endet der erste Lichtwellenleiter 110 an einem im Schirmgehäuse 290 angeordneten Bauteil, beispielsweise einem optoelektronischen Wandler.
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In der ersten Gehäusewand 223 gegenüberliegenden zweiten Gehäusewand 227 ist eine zweite Führungsrille 350 angeordnet, die sich parallel zur ersten Führungsrille 340 erstreckt. In der zweiten Führungsrille 350 ist der zweite Lichtwellenleiter 120 eingelegt. Der zweite Lichtwellenleiter 120 erstreckt sich vom zweiten Anschlussstutzen 245 durch die zweite Führungsrille 350 bis zu einem im Schirmgehäuse 290 angeordneten Bauteil. Die zweite Führungsrille 350 und der zweite Lichtwellenleiter 120 sind in 1 nicht sichtbar.
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Der erste Lichtwellenleiter 110 ist durch die erste Zugangsöffnung 230 im ersten Anschlussstutzen 235 zugänglich. Der zweite Lichtwellenleiter 120 ist durch die zweite Zugangsöffnung 240 im zweiten Anschlussstutzen 245 zugänglich.
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In der Ausnehmung 210 ist weiter ein etwa zylindrischer Stift 245 angeordnet. Der Stift 250 steht senkrecht auf dem Gehäuseboden 220 und ist mit dem Gehäuseboden 220 verbunden. Dadurch verläuft der Stift 250 parallel zur ersten Gehäusewand 223 und zur zweiten Gehäusewand 227. Der Stift 250 ist mittig zwischen der ersten Gehäusewand 223 und der zweiten Gehäusewand 227 und etwa mittig zwischen der den ersten Anschlussstutzen 234 aufweisenden Seite des Gehäuses 200 und der das Schirmgehäuse 290 aufweisenden Seite des Gehäuses 200 angeordnet.
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Das dem Gehäuseboden 220 abgewandte Ende des Stifts 250 weist zwei Widerhaken 260 auf, deren steile Seiten dem Gehäuseboden 220 zugewandt sind und deren flache Seiten vom Gehäuseboden 220 fort weisen. Alternativ kann auch lediglich ein Widerhaken 260 oder gar kein Widerhaken 260 vorgesehen sein.
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2 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Anschlussvorrichtung 100. In der Darstellung der 2 ist eine Staubschutzkappe 300 auf den ersten Anschlussstutzen 235 und den zweiten Anschlussstutzen 245 aufgesetzt, die die erste Zugangsöffnung 230 und die zweite Zugangsöffnung 240 verschließt, um den im ersten Anschlussstutzen 235 angeordneten ersten Lichtwellenleiter 110 und den im zweiten Anschlussstutzen 245 angeordneten zweiten Lichtwellenleiter 120 vor einer Verschmutzung zu bewahren.
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Außerdem ist in der Darstellung der 2 ein Stopfen 310 in die Ausnehmung 210 im Gehäuse 200 eingesetzt. Der Stopfen 310 besteht aus einem dauerelastischen und hitzebeständigen Material, beispielsweise aus Silikon.
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3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Stopfens 310. Der Stopfen 310 weist eine in etwa quaderförmige Grundform auf, deren Abmessungen den Abmessungen der Ausnehmung 210 entsprechen. Der Stopfen 210 besteht aus einem ersten Abschnitt 360, einem zweiten Abschnitt 370 und einem dritten Abschnitt 380. Die drei Abschnitte 360, 370, 380 sind ihrerseits jeweils etwa quaderförmig ausgebildet und hintereinander angeordnet. Die beiden außen liegenden Abschnitte 360, 380 des Stopfens 310 weisen jeweils eine zylindrische Öffnung 330 auf. Jede der Öffnungen 330 erstreckt sich von einer Oberfläche des Stopfens 310 zu einer gegenüberliegenden Oberfläche des Stopfens 310. Die Öffnungen 330 können beispielsweise dazu dienen, das Gewicht des Stopfens 310 zu reduzieren und die elastischen Eigenschaften des Stopfens 310 zu verbessern. Die Öffnungen 330 können auch entfallen.
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Der mittige Abschnitt 370 des Stopfens 310 weist eine Durchgangsöffnung 320 auf, die ebenfalls eine zylindrische Kontur hat und sich zwischen zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen des Stopfens 310 erstreckt. Die Durchgangsöffnung 320 ist parallel zu den Öffnungen 330 orientiert. 2 zeigt, dass der Durchmesser der Durchgangsöffnung 320 etwas größer oder genauso groß wie der Durchmesser des Stifts 250 des Gehäuses 200 der Anschlussvorrichtung 100 ist. Die Durchgangsöffnung 320 des Stopfens 310 ist auf den Stift 250 in der Ausnehmung 210 gesteckt. Anders ausgedrückt, erstreckt sich der Stift 250 durch die Durchgangsöffnung 320 des Stopfens 310. Die Länge des Stifts 250 ist dabei so bemessen, dass die Widerhaken 260 des Stifts 250 außerhalb des Stopfens 310 angeordnet sind und ein versehentliches Entfernen des Stopfens 310 aus der Ausnehmung 210 des Gehäuses 200 erschweren oder verhindern.
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Die beiden der ersten Gehäusewand 223 und der zweiten Gehäusewand 227 zugewandten Außenflächen des ersten Abschnitts 360 des Stopfens 310 und die beiden der ersten Gehäusewand 223 und der zweiten Gehäusewand 227 zugewandten Flächen des dritten Abschnitts 380 des Stopfens 310 weisen jeweils eine Rippung 390 auf. Die Rippung 390 besteht aus senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Führungsrillen 340, 350 orientierten Gräben und Wellen in den jeweiligen Oberflächen des Stopfens 310. Die Rippung 390 kann die elastischen Eigenschaften des Stopfens 310 verbessern. Die Rippung 390 kann auch entfallen.
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Der Stopfen 310 ist so bemessen, dass er die Ausnehmung 210 des Gehäuses 200 vollständig ausfüllt. Insbesondere füllt der Stopfen 310 die Ausnehmung 210 in die Richtung zwischen der ersten. Gehäusewand 223 und der zweiten Gehäusewand 227 vollständig aus. Dadurch drückt der Stopfen 310 den ersten Lichtwellenleiter 110 in die erste Führungsrille 340 und den zweiten Lichtwellenleiter 120 in die zweite Führungsrille 350. Die Lichtwellenleiter 110, 120 werden durch den Stopfen 310 also in den Führungsrillen 340, 350 gehalten.
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4 zeigt die Anschlussvorrichtung 100 in einer Schnittdarstellung. Der Schnitt verläuft parallel zur Erstreckungsrichtung der Lichtwellenleiter 110, 120 und durch die Lichtwellenleiter 110, 120. Es ist zu erkennen, dass die Positionen der Führungsrillen 340, 350 bzw. der Abstand zwischen dem ersten Lichtwellenleiter 110 und dem zweiten Lichtwellenleiter 120, der Abstand zwischen dem ersten Anschlussstutzen 235 und dem zweiten Anschlussstutzen 245 und die Breite des Stopfens 310 derart aufeinander abgestimmt sind, dass der erste Lichtwellenleiter 110 und der zweite Lichtwellenleiter 120 geradlinig zwischen dem ersten Anschlussstutzen 235 bzw. dem zweiten Anschlussstutzen 245 und dem Schirmgehäuse 290 verlaufen. Der erste Lichtwellenleiter 110 ist im ersten Anschlussstutzen 235 durch die erste Zugangsöffnung 230 zugänglich. Der zweite Lichtwellenleiter 120 ist im zweiten Anschlussstutzen 245 durch die zweite Zugangsöffnung 240 zugänglich.
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5 zeigt die Anschlussvorrichtung 100 in einer weiteren Schnittdarstellung. In der Darstellung der 5 verläuft der Schnitt senkrecht zum ersten Lichtwellenleiter 110 und zum zweiten Lichtwellenleiter 120. Aus 5 wird deutlich erkennbar, dass der Stopfen 310 den ersten Lichtwellenleiter 110 in die erste Führungsrille 340 in der ersten Gehäusewand 223 und den zweiten Lichtwellenleiter 120 in die zweite Führungsrille 350 in der zweiten Gehäusewand 227 drückt.
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Die Tiefe der ersten Führungsrille 340 ist geringer als der Durchmesser des ersten Lichtwellenleiters 110. Dadurch ragt der erste Lichtwellenleiter 110 aus der ersten Führungsrille 340 in die Ausnehmung 210 hinein. Die Tiefe der ersten Führungsrille 340 kann beispielsweise den halben Durchmesser des ersten Lichtwellenleiters 110 betragen. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Stopfen 310 den ersten Lichtwellenleiter 110 wirksam in die erste Führungsrille 340 hineindrücken kann.
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Die erste Führungsrille 340 kann in Erstreckungsrichtung beispielsweise eine dreieckige Kontur aufweisen. Dadurch verjüngt sich die erste Führungsrille 340 von der Ausnehmung 210 in die erste Gehäusewand 223 hinein. Anders ausgedrückt weitet sich die erste Führungsrille 340 zur Ausnehmung 210 hin auf. Eine solche Kontur der ersten Führungsrille 340 gewährleistet eine genaue Positionierung des ersten Lichtwellenleiters 110 in der ersten Führungsrille 340. Die erste Führungsrille 340 kann auch eine andere als eine dreieckige Kontur aufweisen. Beispielsweise kann die erste Führungsrille 340 eine beliebige Prismenkontur aufweisen. Die zweite Führungsrille 350 ist bevorzugt analog zur ersten Führungsrille 340 ausgebildet.
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Die Führungsrillen 340, 350 erlauben eine einfache Montage der Anschlussvorrichtung 100, während der die Lichtwellenleiter 110, 120 lediglich in die Führungsrillen 340, 350 eingelegt werden müssen und dadurch bereits mit hoher Genauigkeit in der gewünschten Orientierung ausgerichtet sind. Anschließend können die Lichtwellenleiter 110, 120 durch Einsetzen des Stopfens 310 fixiert werden.
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Die Lichtwellenleiter 110, 120 sind bevorzugt Glaslichtwellenleiter. Derartige Glaslichtwellenleiter haben den Vorteil, unempfindlich gegenüber einer Behandlung mit einer hohen Temperatur zu sein. Dadurch wird es möglich, die Anschlussvorrichtung 100 mit bereits montierten Lichtwellenleitern 110, 120 einer Hochtemperaturbehandlung, beispielsweise einem Wiederaufschmelzlöten, zu unterziehen. Bevorzugt sind auch die anderen Komponenten der Anschlussvorrichtung 100 und der Stopfen 310 unempfindlich gegenüber einer hohen Temperatur. Eine solche hohe Temperatur kann beispielsweise bei 200°C oder darüber liegen.
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Fachmännische Variationen der Anschlussvorrichtung 100 können lediglich einen Lichtwellenleiter oder mehr als zwei Lichtwellenleiter aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Anschlussvorrichtung
- 110
- erster Lichtwellenleiter
- 120
- zweiter Lichtwellenleiter
- 200
- Gehäuse
- 210
- Ausnehmung
- 220
- Gehäuseboden
- 223
- erste Gehäusewand
- 227
- zweite Gehäusewand
- 230
- erste Zugangsöffnung
- 235
- erster Anschlussstutzen
- 240
- zweite Zugangsöffnung
- 245
- zweiter Anschlussstutzen
- 250
- Stift
- 260
- Widerhaken
- 270
- erstes elektrisches Kontaktelement
- 280
- zweites elektrisches Kontaktelement
- 290
- Schirmgehäuse
- 300
- Staubschutzkappe
- 310
- Stopfen
- 320
- Durchgangsöffnung
- 330
- Öffnung
- 340
- erste Führungsrille
- 350
- zweite Führungsrille
- 360
- erster Abschnitt
- 370
- zweiter Abschnitt
- 380
- dritter Abschnitt
- 390
- Rippung