CN1902518A - 光学的连接器结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于光波导体的连接器结构，用来例如按MOST地标准在汽车内建立多媒体连接。本发明的目的是提供一种连接器结构，其操作简单安全且制造成本低。按本发明此目的这样得以解决，即至少一第一和第二纤维部段分别被一套筒包围，并与之固定相连，其中这两个套筒构成一个用于两个纤维部段的一体构成的共同的纤维支架，所述纤维支架作为一个单元可插入到连接器壳体后侧的纤维容纳部中。

Description

光学的连接器结构
技术领域
本发明涉及一种连接器结构，其通常用来连接光学纤维和例如按照专门的MOST标准在汽车内建立多媒体连接。
背景技术
由于在汽车电子信息领域中的应用越来越复杂，此处可称之为多媒体，所以有必要对于不同设备的交联提出新理念。
例如，至少汽车收音机、移动电话和导航系统应该能够彼此双向地联系，所以当使用者想打电话的时候，例如汽车收音机的音乐播放要关至静音，并通过收音机扬声器启动无线电波连接。然而很明显，这只是一个非常简单的应用情况，为满足顾客的需求，车用电子的多媒体交联几乎是无止境的。
为了胜任复杂的需求，已经成功运用光学数据传输用于汽车领域内的连接。就此而言，开发一种称为MOST的新标准。此MOST标准的说明书是在http://www.mostnet.de/downloads/Specifications/MAMACSpecification～IV0-00.pdf和http://www.mostnet.de/downloads/Specifications/MOST％20Physical％20Layer％20Specification/010223 WgPhy Drawings.zip下作为“MAMAC Specification”Rev 1.0，11/2002，Version 1.0-00公布的。此处涉及到了前面提到的说明书，其内容最大程度地被引入作为本申请的内容。
光学的MOST连接器用来连接至少两个光学的光波导体。现在已知有一系列这种类型的连接器。
关于光波导体(LWL)的尾部连接到连接器上可知的是，光波导体设有套圈(Ferrule)，并把它安装在一支架上，其中每个套圈都被一螺旋弹簧压紧。
当然这种结构包括至少六个零配件，这是与相当高的生产成本联系在一起。
然而更严重的是多部分部件的复杂安装，在手动安装时可被称之为“繁琐”，手动安装例如在修理时可能是必要的。
其中还存在例如这样的危险，即零配件，如螺旋弹簧或支架在拆卸或安装过程中可能丢失，因此在能够结束安装之前，必须先提供备用件。此外还由于它的复杂性，这个连接器很容易出现故障。
总而言之，这个方案需要大幅度改进，特别为了在激烈的市场竞争中保持质量和价格方面的竞争能力，并能够经受严酷的车间生产。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种连接器结构，其可简单安全地操作。
本发明还有一个目的是，提供一种连接器结构，其不容易出现故障且生产成本低。
本发明的另一目的是，提供一种连接器结构，其可保证一衰减较小的光学连接。
本发明还有一个目的是，提供一种连接器结构，其避免或至少减少已知连接器的缺点。
本发明的目的以非常简单的方式通过独立权利要求的内容就已经实现了。从属权利要求说明了本发明的其它有利构造。
依照本发明，提供了一种用于光学纤维或光波导体的连接器结构，尤其是用来在汽车内建立多媒体连接。这种连接也被设置成例如用来将可拆卸的多媒体汽车收音机与其它车用电子技术设备连接，以实现协调操作。因此这种连接器结构尤其是按照MOST标准的说明书来构造的。
这种连接器结构包括一具有一连接器壳体的连接器，此连接器壳体具有一前侧的对应连接器容纳部(Gegenverbinderaufnahme)，用来与对应连接器(Gegenverbinder)配对连接。在连接器壳体的与前侧对置的后侧上，所述壳体还具有一纤维容纳部或套筒容纳部，用来插入至少一第一和第二纤维部段，或一具有第一或第二纤维部段的第一和第二套筒。
纤维容纳部尤其具有至少一第一和第二管道，第一或第二纤维部段、确切地说是第一或第二套筒可导入、更确切地说是可插入到所述第一和第二管道中，或在安装状态或运行状态时已插入其中。
此外，此连接器结构还具有第一纤维部段或光波导体部段，其持久以及牢固地与基本呈圆柱形的第一套筒相连。换句话说，第一套筒牢固地包围着第一纤维部段的前端。
此连接器结构还具有至少另一第二纤维部段或光波导体部段，其持久以及牢固地与基本呈圆柱形的第二套筒相连，其中第二套筒牢固地包围着第二纤维部段的前端。
此外，第一和第二套筒牢固而持久地、尤其是构成为一体地彼此连接，一起构成为一个持久牢固地连接的、特别是一体构成的纤维支架(Faserhaltung)。换句话说，包括第一和第二套筒的纤维支架构成为整体，因而它作为一体的单元可以导入到后侧的纤维容纳部中，在运行状态下是已插入其中的。两个纤维部段因此通过一体的纤维支架彼此连接，不需要一单独的套圈壳体。因此，在纤维支架还没有导入到纤维容纳部中时，纤维支架也可以与两个纤维部段一起通过粘结、焊接、围铸(Umspritzung)或相似的持久连接方式构成为一个牢固而持久的、在不损坏时不可松开的单元。
换句话说，第一和第二套筒构成一体的纤维支架的一基本呈圆柱形的套筒式的第一或第二纤维支架部段。第一和第二套筒因此代表了一第一或第二套圈或分别代表纤维支架的一套圈部段，纤维支架也可以被称为包含第一和第二套圈的一体的套圈构件。应用这样的整体纤维支架或一件式的双套筒或双套圈是最有利的，纤维部段可直接安装在其中，因为整个结构大大简化了。因此在安装时可以保证一简单又安全的操作，实现明显的成本优势。
尤其是可以放弃用来连接两个套筒的单独的连接元件，如一专门的套上的套圈壳体。由于复杂性较低，也不容易发生故障。
纤维部段也可称为“尾纤”，优选直接粘贴或焊接在所属套筒上，或与套筒或纤维支架一起围铸。
为实现连接，首先要把两个套筒插入到连接器壳体中所属的管道中，随后将连接器结构与对应连接器插接在一起。
在纤维部段或尾纤的后端或第二端部处，该端与第一端对置，在每个尾纤上分别连接一个光电换能器。因此，尾纤的运用实现了换能器与连接器的空间分隔，因此可以期望一好的信号断联。
优选设置有一弹簧，其直接紧挨着共同的纤维支架或支架，以在基本朝连接器壳体前端的方向上或纤维支架的导入方向上实现力加载，因此将纤维部段直接预压紧在连接器壳体上。这也是有利的，为在纤维部段和对应连接器的光波导体之间产生一压紧力，以达到一小衰减。
纤维支架特别优选具有一连接部段，其设置在第一和第二套筒之间，通过此连接部段第一和第二套筒彼此隔开，但与这个连接元件一体连接，且借助它彼此相连，从而形成一基本呈双T形的结构。
此外优选的是，弹簧仅仅是一单个的弹簧，此单个弹簧为两个纤维部段共同产生预紧力。这样可以避免为每个套筒或每个纤维部段配备一个弹簧，从而达到结构的进一步简化。
此外此弹簧优选构成为金属的板式弹簧，直接固定在连接器壳体上、更确切的说是在连接器壳体后侧的纤维容纳部的周围。这种实施方法是特别简单而可靠的。
还建议了一种如下的合适的固定方式，连接器壳体具有定位槽，板式弹簧横向于纤维支架的导入或插入方向插入其中，以固定在连接器壳体中。
板式弹簧优选具有两个定位部段和一设置在其中的有弹性的弹簧臂，从而构成为一基本呈M形的结构，其中定位部段插入到槽中，并且在运行状态或安装状态下弹簧臂特别是直接贴靠在纤维支架的连接部段上，以产生预紧力。
这个结构有利地允许纤维支架的翻转，因此通过分别配对的光波导体可以对在两个纤维部段上的不同的压力作出反应。
为了这个目的，纤维支架优选具有一凸缘式的导向元件，其可插入到连接器壳体的纤维容纳部中，并且特别是同样与纤维支架构成为一体，其中凸缘式的导向元件构造成在横向上或与横向于插入方向比纤维容纳部小，使得存在一侧面间隙，此间隙的尺寸设计得足够大，以允许纤维支架在连接器壳体内的翻转或倾斜运动。
在实践中证明合适的是，纤维支架和在相应位置处的纤维容纳部之间的间隙为50μm到1mm。
此外优选的是，凸缘式的导向元件横向上构成为非对称的，因而可提供一反极性保护。
此外纤维支架优选具有止挡部段，其在纤维支架插入到连接器壳体内的方向上设置在凸缘式导向元件的前面，因此在导入纤维支架时它构成为一止挡，用于克服预紧力。
用于每个套筒的止挡部段优选在横向上彼此分开，从而实现材料的节省，并且扩大用于倾斜运动的自由空间。
止挡部段还优选构成为非对称的，从而在纤维支架插入的早期阶段就提供了另一反极性保护。此外优选止挡部段在横向上比凸缘式的导向元件更小，从而保证一简单而安全的插入。
此外优选的是，两个套筒或导向管道分别具有一导向部段和一中间部段，其中中间部段在纤维支架的插入方向上设置在各自的导向部段后面，此导向部段可相当配合精确地导入到管道中，中间部段具有一比导向部段小的直径。因此一方面可以使得套筒横向精确地导入管道中，但还可以实现一个大的翻转角度。
特别优选的是，此连接器是一具有额外电子接口的混合连接器，从而用一个接插工序就可以基本同时建立光学的以及电子的连接。
除了连接器结构外，本发明的内容在整体上也可以是像这样的一体的双纤维支架和像这样的连接器。
附图说明
下面借助实施例和参照附图进一步描述本发明，其中相同或相似的元件部分使用了相同的附图标记。其中：
图1具有两个尾纤的纤维支架的斜前侧透视图；
图2图1中的纤维支架的斜上侧透视图；
图3图1中的纤维支架的斜后侧透视图；
图4具有弹簧的连接器的斜后侧透视图；
图5图4中的连接器的斜后侧透视图，其具有在插入位置的弹簧；
图6具有图4中的连接器和纤维支架的连接器结构的斜后侧透视图；
图7图6中的连接器结构的斜后侧透视图，其具有插入的纤维支架；
图8图6中的连接器结构的斜后侧透视图，其具有插入的纤维支架和处于闭锁位置的弹簧；
图9图8中的连接器结构的前侧俯视图；
图10沿着图9中的线10-10的连接器结构的水平横截面；和
图11沿着图9中的线11-11的连接器结构的垂直横截面。
具体实施方式
图1示出了由塑料制成的纤维支架2，其具有第一和第二套筒4、6；中心的连接元件8；凸缘式的导向元件10；中心的水平延伸的横向支撑件12；以及第一和第二止挡元件14、16，其中特别是所有这些元件彼此一体构成，共同组成为纤维支架2。
此外这两个套筒4、6在其前端分别具有一环形的凸缘24、26，其把套筒4、6导入连接器壳体的管道中。
在套筒4、6上分别粘结一纤维部段或尾纤34、36，其中每个尾纤都具有一护套44、46和一光导的芯体54、56，如在被套筒4、6包围的各尾纤前端64、66处可看到。
纤维部段34、36与套筒4、6的前边缘是齐平的或相对于前边缘退回大约50μm，构成为塑料光波导体，所谓的“塑料光纤”(POF)。
凸缘式的导向元件10基本上构成为具有倒圆棱角的长方形，其中上棱角74、76比下棱角84、86具有更大的弯曲半径，从而构成为一非对称的形状，这提供了反极性保护。
此外此导向元件10设置在套筒4、6的后半部分，止挡元件或止挡面14、16位于前半部分，也就是在插入方向E上在导向元件10之前。
纤维部段34、36的后端94、96可以连接光电换能器(没有示出)。
在图2中以另外一个视角示出纤维支架或纤维支架元件2，纤维支架与纤维部段34、36构成了一固定连接的单元，从所述特定的角度纤维支架2可以看得更清楚。
在图3可见，纤维支架2更确切地说是平面的、横向设置在套筒4、6之间的连接元件8在其后侧具有一凸起102，此凸起具有一倾斜的上侧104和一垂直的后侧106。
此外还示出了后面的套筒或套圈部段114、116，它们设置在导向元件10和连接元件8之后。
图4中示出了具有连接器壳体122的连接器120。连接器壳体122在其后侧124上具有纤维容纳部或套筒容纳部126，其由一共同的空腔128和两个管道或套圈管道134、136构成，其中此共同的空腔横向遮盖两个管道134、136。此外，纤维容纳部或纤维支架容纳部126还有一后侧的止挡平面130，在安装状态或运行状态下止挡元件14、16和横向支撑件12贴靠在所述止挡平面130上，从而构成一用于纤维支架2的前止挡。
最好由图10中可见，基本呈圆柱形的管道134、136由圆柱形导管135、137包围或构成，套筒4、6与纤维部段34、36一起导入所述导管内，其中在这个示例中基本呈圆柱形的导管135、137与连接器壳体122是一体构成的，并伸入对应连接器容纳部的开口180中。这保证了一很高的尺寸稳定性及用少量部件实现一特别简单的构造。
再次参看图4，此连接器120是一个具有四个电子连接角142、144、146、148的混合连接器，且在下方150处具有两个装配脚154、156。
此外还示出了一M形的板式弹簧160，其具有一在两个定位侧臂164、166之间弹性悬挂的弹簧臂162。此板式弹簧160具有一中心孔168，在此处板式弹簧可以被拔出，板式弹簧160还具有一圆形拱顶或一卡锁球170。此连接器壳体具有一在从后侧124凸出的凸出部174(plateau)中的圆形凹部172，此凸出部174在上端被一倾斜的基本呈半圆形的推开面(Aufschubflche)176所限定。
在图5中示出了处于插入位置的板式弹簧160，其中拱顶170嵌入到凹部172中，从而板式弹簧160卡锁在插入位置。板式弹簧160还通过插入到定位槽174、176中的定位侧臂164、166可松开地固定在连接器壳体122上。
如图6所示，在插入位置纤维支架2导入套筒容纳部或套圈容纳部126中。此处后面的坡口129(Fasung)使插入空腔128更容易。
图7示出了处于完全插入状态的纤维支架2。
为可松开地固定纤维支架2，板式弹簧160紧接着从其插入位置向下移到锁止位置，其中拱顶170被引导越过凸起102，以便在其后面锁止。
现在达到了图8所示的运行状态。此外，在运行状态下弹簧臂162的预紧力比在插入位置的要大。
在图9中示出了对应连接器容纳部180，其构成为连接器壳体122的前侧182中的开口。一未示出的对应连接器现在可以插入到这个开口180中，以建立光电连接。
在图10中可以最佳地看到，在套筒4、6前端的导向部段或凸缘24、26实现了在管道134、136内部的精确导向，横向支撑件12紧贴在止挡平面130上。
板式弹簧160以其拱顶170在背面紧贴在连接元件8上，所以纤维支架2预压紧在连接器壳体122上，更确切地说是横向支撑件12预压紧在止挡平面130上。
为进一步改善翻转可能性并使插入更加方便，两个管道134、136设有在后侧的坡口184、186，并且在凸缘24、26和止挡平面14、16之间延伸的中间部段194、196具有一比凸缘24、26以及管道134、136小的直径。
此外还示出了，不仅止挡元件14、16而且导向元件10相对于容纳部或开口126具有横向的间隙188，以便当对应连接器(没有示出)的两个光波导体具有不同的长度时，或此对应连接器倾斜地插入时，允许倾斜运动。
与图11和图10对比可以看出，导向元件8的垂直间隙190比水平间隙188小。
对专业人员来说很明显的是，上述实施例应当理解成示例性的，本发明并不限定于此，而是可以具有各种各样的方案，这不背离本发明的理念。

Claims (22)

1.一种用来连接光学纤维特别是用来在汽车内建立多媒体连接的连接器结构，包括：
一具有一连接器壳体(122)的连接器(120)，此连接器壳体(122)具有一用来与对应连接器配对连接的对应连接器容纳部(180)和一纤维容纳部(126)；
一第一纤维部段(34)，其具有一第一端部(64)，此第一端部被一第一套筒(4)包围，其中第一套筒(4)持久以及牢固地与第一纤维部段(34)相连接；
至少一另外的第二纤维部段(36)，其具有一第一端部(66)，此第一端部被一第二套筒(6)包围，其中第二套筒(6)持久以及牢固地与第二纤维部段(36)相连接；
其中纤维容纳部(126)构造成用来导入第一以及第二纤维部段(34，36)的各第一端部；以及
其中第一以及第二套筒(4，6)构成为一用于第一和第二纤维部段(34，36)的纤维支架(2)，此纤维支架(2)作为一持久以及牢固地连接的单元可导入连接器壳体(122)的纤维容纳部(126)中。
2.按权利要求1所述的连接器结构，其中连接器壳体(122)具有第一和第二圆柱形导管(135，137)，纤维容纳部(126)具有至少一个第一和第二管道(134，136)，它们由第一或第二圆柱形导管(135，137)构成，其中第一和第二套筒(4，6)可导入第一或第二管道(134，136)中。
3.按以上权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，包括一弹簧(160)，纤维支架(2)基本在纤维支架(2)的插入方向(E)上通过此弹簧实现力加载，因而将纤维部段(34，36)预压紧在连接器壳体(122)上。
4.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，纤维支架(2)具有一连接部段(8)，此连接部段设置在第一和第二套筒(34、36)之间并且通过它第一和第二套筒(34，36)彼此连接成一体。
5.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，弹簧(160)是一个单个的弹簧，其中此单个的弹簧为两个纤维部段(34、36)共同预紧。
6.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，弹簧(160)可直接固定在连接器壳体(122)上。
7.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，弹簧构成为板式弹簧(160)。
8.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，连接器壳体(122)具有定位槽(174，176)，板式弹簧(160)可插入其中。
9.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，板式弹簧(160)具有两个定位部段(164，166)和一设置在其间的弹性的弹簧臂(160)，其中定位部段可插入槽(174、176)中，在安装状态下弹簧臂贴靠在纤维支架(2)的连接部段上，以产生预紧。
10.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，纤维支架(2)具有一凸缘式的导向元件(10)，此导向元件可插入连接器壳体(122)的纤维容纳部(126)中。
11.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，凸缘式的导向元件(120)在横向上非对称地构成。
12.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，凸缘式的导向元件(10)在横向上至少比纤维容纳部(2)小，使得存在一侧面的间隙(188)，此间隙的尺寸设计得足够大，以便允许纤维支架(2)在连接器壳(122)内的倾斜运动。
13.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，凸缘式的导向元件(10)比在相应位置处的纤维容纳部(126)小50μm到1mm。
14.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，纤维支架(2)具有止挡部段(14，16)，所述止挡部段在纤维支架(2)插入到连接器壳体(122)内的方向(E)上设置在凸缘式导向元件(10)之前。
15.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，纤维支架(2)分别在每个套筒(4，6)上具有一止挡部段(14，16)，其中止挡部段(14，16)在横向上是分开的。
16.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，止挡部段(14，16)构成为非对称的。
17.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，止挡部段(14，16)在横向上比凸缘式的导向元件(10)小。
18.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，第一和第二套筒(4，6)具有一第一或第二导向部段(24，26)和一第一或第二中间部段(194，196)，其中中间部段在纤维支架(2)的插入方向(E)上设置在各个导向部段(24，26)之后，且中间部段具有一比导向部段小的直径。
19.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，连接器(120)是一个混合连接器，其具有用来建立电子连接的电子接口(142，144，146，148)。
20.按上述权利要求之任一所述的连接器结构，其特征在于，所述连接器结构包括至少两个光电换能器，它们在空间上被连接器壳体(122)分隔开来，分别设置在纤维部段(34，36)的一与第一端部(64，66)对置的第二端部(94，96)上，使得在光电换能器和所属纤维部段的第一端部之间建立光学的连接。
21.按上述权利要求之任一所述的纤维支架(2)，包括彼此一体连接的第一和第二套筒(4，6)，其中纤维支架(2)构成为一体的单元，并布置成可导入连接器壳体(122)后侧的纤维容纳部(126)中。
22.按上述权利要求之任一所述的连接器(120)，包括一连接器壳体(122)，其具有一前侧的对应连接器容纳部(180)用来配对连接对应连接器，和一后侧的纤维容纳部(126)，其中纤维容纳部布置成用于插入纤维支架(2)。
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