DE10015259C2 - Steckerbuchse, Verfahren zu deren Herstellung, sowie ein die Steckerbuchse aufweisender Steckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Steckverbinder zur Verwendung in verschiedenen Übertragungs-Schaltkreisen in Fahrzeugen, wie z. B. Kraftfahrzeugen, eine Steckerbuchse, die einen Teil des optischen Steckverbinders bildet, und ein Verfahren zur Herstellung der Steckerbuchse.

Ein optischer Steckverbinder als solcher ist aus dem japanischen Gebrauchsmuster, Veröffentlichungs-Nr. H 6-33443, allgemein bekannt, in dem sich eine Kupplung zwischen einer optischen Faser und einem optoelektronischen Elementmodul (auch als Lichtaufnahme-/Lichtemissions-Modul, Receiver-/Übertragungs-Modul oder Faser-Optic-Transceiver (FOT) bezeichnet) befindet.

Ein Paar dieser Kupplungen 101 und ein optischer Steckverbinder 102 sind zum Stand der Technik in der Fig. 14 gezeigt.

Jede Kupplung 101, die in einer Steckerbuchse 103 (einem Seitensteckverbinder) befestigt wird und die einen Teil des optischen Steckverbinders 102 bildet, befindet sich zwischen einem entsprechenden optoelektronischen Elementmodul 104 (ein Lichtemissions-Elementmodul 104 oder ein Lichtaufnahme-Elementmodul 104), das ebenso in der Steckerbuchse 103 angebracht ist, und einer entsprechenden Lichtleitfaser 106 (in Fig. 14 ist nur eine der beiden Fasern gezeigt, die jedoch beide gleich sind), die in einem optischen Stecker 105 (ein optischer Faser-Seiten-Steckverbinder) befestigt ist, der in die Steckerbuchse 103 gesteckt wird, um den optischen Steckverbinder 102 zusammenzusetzen. Folglich kann die Kupplung 101 als ein Bestandteil des optischen Steckverbinders betrachtet werden, der einen optischen Anschluss zwischen dem optoelektronischen Elementmodul 104 und der Lichtleitfaser 106 ermöglicht.

Der optische Steckverbinder 102 aus dem Stand der Technik besteht aus der Steckerbuchse 103 und dem optischen Stecker 105, der in die Steckerbuchse 103 gesteckt wird.

Gemäß den Fig. 14 und 15 weist die bekannte Steckerbuchse 103 ein Gehäuse 107 aus synthetischem Harz (bzw. Kunststoff) auf, in dem ein Paar Räume 108 vorgesehen ist, um das entsprechende optoelektronische Elementmodul 104 darin aufzunehmen, das durch eine entsprechende Rückwand 109 gehalten wird, die aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi besteht und deren Oberseite mit einer Verschlusskappe 110 abgedeckt ist. Unterhalb der zwei Räume 108, in denen das entsprechende optoelektronische Elementmodul 104 aufgenommen ist, ist jeweils ein entsprechender Zylinder 112 vorgesehen, der sich nach unten derart erstreckt, dass eine Achse eines jeden Zylinders 112 mit der Achse der entsprechenden Linse 111 zur Deckung kommt.

Die Kupplung 101 im Stand der Technik ist derart konstruiert, dass eine optische Faser 113 (plastische Mehrfach-Moden-Lichtleitfaser), die aus einem Kern und einem Mantel besteht (in den Figuren nicht gezeigt), durch Verkleben in einer zylindrischen Halterung 114 fixiert wird und beide Endflächen der Kupplung 101 extrafein poliert sind.

Demgegenüber weist der in die herkömmlich bekannte Steckerbuchse 103 einzusteckende optische Stecker 105 gemäß den Fig. 14 und 16 ein Paar Rundkontaktteile 115 auf, die jeweils die entsprechende optische Faser 106 umschließen, so dass eine Endfläche der optischen Faser 106 freigelegt ist, ein Steckergehäuse 117 mit einer zylindrischen Trennwand 116, das ein Paar Rundkontaktteile 115 darin aufnimmt und schützt, eine Federkappe 118, die auf das Steckergehäuse 117 gepasst und fixiert wird, und eine Schutzmanschette 119, die auf den unteren Teil der Federkappe gepasst wird.

In dem Steckergehäuse 117 ist ein Paar Schulteransätze 117a ausgebildet, die jeweils auf einen entsprechenden Flansch 115a passen, der um den Außenumfang eines unteren Abschnitts des entsprechenden Rundkontaktteils 115 angeordnet ist, und überdies ist ein Paar Federn 120 vorgesehen, die jeweils zwischen dem entsprechenden Flansch 115a und einem entsprechenden Innenzylinder 118a der Federkappe 118 liegen, um so das Rundkontaktteil 115 fortwährend nach oben zu drücken.

Gemäß Fig. 16 tritt ein Ende a des Rundkontaktteils 115, das einer Endfläche der optischen Faser 106 entspricht, niemals von einem vorderen Ende b des Steckergehäuses 117 nach außen, wenn der Schulteransatz 117a an dem Flansch 115a angreift.

Im Folgenden wird mit Bezug auf Fig. 14 nun ein Anschluss zwischen der Steckerbuchse 103 und dem optischen Stecker 105 im Stand der Technik erklärt.

Wenn der optische Stecker 105 in die Steckerbuchse 103 gesteckt wird, tritt jeder Zylinder 112 in das Steckergehäuse 117 ein und gleichzeitig tritt jedes Rundkontaktteil 115 in den entsprechenden Zylinder 112 ein. Das Rundkontaktteil 115 stößt gegen ein Ende des Zylinders 112, wobei die Feder 120 dafür einen angemessenen Kontaktdruck vorsieht.

In der oben geschilderten Situation sind das Ende a (siehe Fig. 16) und die Kupplung 101 derart angeordnet, dass ein minimaler Spalt dazwischen bestehen bleibt, wodurch ein durch einen Spalt verursachter Verlust möglichst minimal gehalten wird.

Bei diesem Stand der Technik wird die Kupplung 101 und das optoelektronische Elementmodul 104 getrennt voneinander in dem Gehäuse 107 installiert, was einen aufwendigen Zusammenbau, eine mangelhafte Verarbeitungsmöglichkeit und hohe Kosten verursacht.

Überdies wird die Kupplung 101 und das optoelektronische Element­ modul 104 separat hergestellt, was zu einem dazwischen liegenden Spalt und einem Lichtverlust aufgrund dieses Spaltes führt, genauso wie zu einem oben erwähnten Lichtverlust aufgrund des Zwischenraums zwischen dem Ende a (siehe Fig. 16) und der Kupplung 101. Diese Lichtverluste können den optischen Datentransfer beeinträchtigen.

Darüber hinaus sind zur Herstellung der bekannten Steckerbuchse 103 folgende Schritte nötig: Ausbilden des Gehäuses 107; Herstellen des optoelektronischen Elementmoduls 104; Herstellen der Kupplung 101; Ausbilden der Verschlusskappe 110; schrittweiser Zusammenbau der so hergestellten Bestandteile in der Steckerbuchse 103. Damit sind zu viele Verfahrensschritte erforderlich, was dadurch zu hohen Kosten führt.

Überdies beinhaltet die Herstellung des optoelektronischen Elementmoduls 104 die Schritte der Herstellung eines Führungs­ stegs mit einem optischen Element und das Ausbilden eines den Führungssteg schützenden Formteils unter Verwendung eines transparenten Kunststoffs.

Darüber hinaus ist aus der DE 197 33 174 A1 eine Steckverbin­ deranordnung für Lichtwellenleiter mit einer optoelektonischen Umwandlungseinheit zur Umwandlung von optischen in elektronische Signale beziehungsweise in umgekehrter Richtung mit mindestens einem elektrischen Anschluß bekannt, bei der zur Weiterleitung der optischen beziehungsweise elektrischen Signale zwischen der Umwandlungseinheit und dem Lichtwellenleiter eine Kupplungseinheit vorgesehen ist.

Schließlich ist aus der DE 197 11 138 C2 ein Herstellungs­ verfahren für ein elektrooptisches Modul mit einem Formkörper aus Träger und Wandler und mit einer der Kopplung dienenden Funk­ tionsfläche bekannt. Gemäß diesem Verfahren wird der Träger mit einem Positionierelement versehen, in einer Bestückungseinrich­ tung gegenüber dem Wandler in relativer Lage positioniert und mit einem formbaren Material umgeben.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Steckerbuchse vorzusehen, die hinsichtlich einer besseren Verarbeitungsmöglichkeit, eines geringeren Lichtverlustes und geringeren Kosten verbessert ist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung aufzuzeigen. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstigen optischen Steckverbinder vorzusehen, der zu einer besseren optischen Datenübertragung beiträgt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Steckerbuchse und einen Steckverbinder nach den Merkmalen der Ansprüche 9 bis 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind weiterhin in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.

Gemäß der Erfindung wird die Anzahl der Verfahrensschritte zur Herstellung einer Steckerbuchse im Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren gering, was zu einer Kostenreduzierung genauso wie zu einer verbesserten Verarbeitungsmöglichkeit führt.

D. h., dass bei Verwendung des Mantels und des darin eingefüllten transparenten Harzes das optoelektronische Elementmodul selbst als eine herkömmliche Kupplung funktioniert, womit ein herkömmlicher Herstellungsprozess einer Kupplung eingespart wird. Demgemäß ist ein superfeines Polieren der Endflächen der optischen Fasern durch Fixieren derer in einer zylindrischen Halterung unter Verwendung eines Haftmittels nicht erforderlich. Überdies befindet sich das optoelektronische Elementmodul als ein Teil in einem Steckerbuchsengehäuse, was zur Folge hat, dass das optoelektronische Elementmodul nicht unterstützt werden muss, wodurch ein herkömmlicher Herstellungsprozess für eine Verschlusskappe eingespart wird. Darüber hinaus kann ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Elementmoduls genauso wie ein Verfahren zum Zusammenbau vereinfacht werden. Dadurch wird ein verbessertes Verarbeitungsverfahren zur Herstellung der Steckerbuchse erreicht.

Da das optoelektronische Elementmodul selbst die Funktion als herkömmliche Kupplung hat, funktioniert das optische Elementmodul derart, wie wenn sich eine herkömmliche Kupplung gegenüber einem Ende der optischen Faser befindet, wenn der optische Stecker in die Steckerbuchse gesteckt ist. Des Weiteren wird ein durch einen Spalt verursachter optischer Verlust, der normalerweise zwischen einer Kupplung und einem optoelektronischen Elementmodul auftritt, minimiert, weil kein derartiger Zwischenraum vorhanden ist, wodurch ein besserer optischer Datentransfer möglich ist.

Der in diesem Herstellungsschritt eines Leiterrahmens hergestellte Leiterrahmen wird vorzugsweise in den folgenden Verfahrensschritt mit einem daran befestigten Träger übergeben, der in diesem Herstellungsverfahren gebildet wird.

Demgemäß wird eine Form des Leiterrahmens im nachfolgenden Schritt stabil, da der nachfolgende Schritt leicht mit einem an dem Leiterrahmen angebrachten Träger ausgeführt werden kann, wenn sich der Leiterrahmen aus einer Mehrzahl an Teilen zusammensetzt. Überdies wird der Leiterrahmen leicht gehalten, da ein Bereich zum Halten des Leiterrahmens durch einen Anteil des Trägers vergrößert ist, der insbesondere in dem Fall zu tragen kommt, wenn der Leiterrahmen in einer Form gehalten wird. Darüber hinaus ist ein Anordnen der Leiterrahmen zueinander einfach, wenn zwei Leiterrahmen in dem Raum aufgenommen werden. Das verbessert des Weiteren die Verarbeitungsfähigkeit und verringert die Kosten zur Herstellung der Steckerbuchse.

Im Falle der Herstellung zweier Leiterrahmen wird vorzugsweise der Leiterrahmen mit dem Lichtemissions-Element und der Leiterrahmen mit dem Lichtaufnahme-Element abwechselnd ausgebildet.

Demgemäß können die zwei Leiterrahmen in dem Raum des Steckerbuchsengehäuses zugleich aufgenommen werden. Deshalb wird des Weiteren die Verarbeitungsfähigkeit verbessert und die Kosten zur Herstellung der Steckerbuchse verringert.

Vorzugsweise ist ein weiterer Schritt des Durchtrennens des Trägers nach diesem Folgeschritt mit eingeschlossen.

Demgemäß ist ein Durchtrennen des Trägers nicht notwendigerweise in dem Verfahrensschritt zur Herstellung des Leiterrahmens erforderlich, wodurch des Weiteren die Verarbeitungsfähigkeit verbessert und die Kosten zur Herstellung der Steckerbuchse verringert werden.

Der Mantel wird vorzugsweise durch einen Doppel-Spritzguß hergestellt.

Demgemäß wird ein Schritt der Zusammensetzung der Steckerbuchse überdies vereinfacht, was eine bessere Verarbeitungsfähigkeit und geringere Kosten zur Herstellung der Steckerbuchse ermöglicht.

Der Mantel wird vorzugsweise in einem separaten Schritt im Voraus hergestellt und in der Phase der Ausbildung des Mantels eingesetzt.

Demgemäß ist die Anzahl der Verfahrensschritte geringer, selbst wenn die Herstellung und der Einsatz des Mantels mit in Betracht gezogen werden, wodurch die Verarbeitungsfähigkeit verbessert und die Kosten zur Herstellung der Steckerbuchse verringert werden.

Vorzugsweise wird im Falle der Herstellung zweier Leiterrahmen eine lichtabschirmende Wand in diesem Raum des Steckerbuchsengehäuses vorgesehen.

Demgemäß trifft das Licht des Lichtemissions-Elements nie das Lichtaufnahme-Element, wodurch eine überkreuzte Kommunikation verhindert und ein besserer optischer Datentransfer ermöglicht wird.

Gemäß der Erfindung wird ferner eine Steckerbuchse erhalten, in der ein Steckerbuchsengehäuse und ein optoelektronisches Elementmodul in einem Körper ausgebildet sind, indem ein transparenter Kunststoff verwendet wird, der in den Innenraum des Mantels und den Raum des Steckerbuchsengehäuses gefüllt wird. Ein optischer Wellenleiter wird gebildet, der aus dem Mantel und dem transparenten Kunststoff besteht, der in den Innenraum des Mantels gefüllt wird, so dass das optoelektronische Elementmodul selbst die Funktion einer herkömmlichen Kupplung besitzt. Darüber hinaus wird eine Steckerbuchse erhalten, die weder eine herkömmliche Kupplung noch eine Verschlusskappe hat. Demgemäß sind die Herstellungs- und Zusammenbauverfahren vereinfacht, wodurch eine verbesserte Verarbeitungsfähigkeit und geringere Kosten zur Herstellung der Steckerbuchse möglich sind. Darüber hinaus gibt es keinen derartigen Zwischenraum zwischen der Kupplung und dem optoelektronischen Elementmodul, wie das bei einer herkömmlichen Steckerbuchse der Fall ist, da der Kern und das Formteil in einem Körper ausgebildet sind

Durch die Erfindung wird insgesamt ein kostengünstiger, optischer Steckverbinder geschaffen, der optischen Verlust minimiert und einen besseren optischen Datentransfer ermöglicht.

Das optoelektronische Elementmodul funktioniert derart, wie wenn sich eine herkömmliche Kupplung gegenüber einem Ende der optischen Fasern befindet, wenn der optische Stecker in die Steckerbuchse gesteckt ist. Demgemäß wird, wenn ein optoelektronisches Element in dem Leiterahmen ein Lichtemissions-Element ist, das von dem Lichtemissions-Element emittierte Licht durch das Formteil und den optischen Wellenleiter übertragen, das dann in das Ende der optischen Fasern eintritt. Im Gegensatz dazu wird das aus den optischen Fasern austretende Licht durch den optischen Wellenleiter und das Formteil übertragen, wenn ein optoelektronisches Element in dem Leiterrahmen ein Lichtaufnahme-Element ist, und es wird dann durch das Lichtaufnahme-Element aufgenommen. Im Falle zweier Leiterrahmen, die gleichzeitig ein Lichtemissions-Element und ein Lichtaufnahme-Element aufweisen, hat das optoelektronische Elementmodul beide der oben beschriebenen Funktionen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung ausführlich erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines optischen Steckverbinders mit einer bevorzugten Ausführung einer Steckerbuchse gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht des in Fig. 1 gezeigten optischen Steckers;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von der Rückseite der in Fig. 1 gezeigten Steckerbuchse;

Fig. 4 eine Schnittansicht der in Fig. 1 gezeigten Steckerbuchse;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht von der Rückseite eines Steckerbuchsengehäuses;

Fig. 6 eine Vorderansicht eines Steckerbuchsengehäuses;

Fig. 7 eine Rückansicht eines Steckerbuchsengehäuses;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus Fig. 6;

Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B aus Fig. 6;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Leiterrahmen- Zusammensetzung, die einen Herstellungsschritt eines Leiterrahmens darstellt;

Fig. 11A einen Längsschnitt eines Steckerbuchsengehäuses, der einen Zustand darstellt, in dem ein Mantel durch ein Doppelspritzguss-Verfahren ausgebildet ist; und Fig. 11B einen Längsschnitt eines Steckerbuchsengehäuses, der einen Zustand darstellt, in dem ein Mantel durch Einsetzen einer entsprechenden Komponente ausgebildet ist, die im Voraus in einem separaten Schritt hergestellt wurde;

Fig. 12 einen Längsschnitt eines Steckerbuchsengehäuses, der einen Schritt der Aufnahme eines Leiterrahmens in einen Raum darstellt;

Fig. 13 einen Längsschnitt eines Steckerbuchsengehäuses, der einen Herstellungsschritt eines optoelektronischen Elementmoduls darstellt;

Fig. 14 eine Schnittansicht eines herkömmlichen optischen Steckverbinders;

Fig. 15 eine Schnittansicht der in Fig. 14 gezeigten herkömmlichen Steckerbuchse; und

Fig. 16 eine Schnittansicht des in Fig. 14 gezeigten herkömmlichen optischen Steckers.

Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erklärt.

Zunächst werden die einen optischen Steckverbinder bildenden Bestandteile erklärt, wonach auf die Produktion (Zusammenbau) einer Steckerbuchse eingegangen wird.

In Fig. 1 ist ein optischer Steckverbinder 1 zur Verwendung in verschiedenen Übertragungs-Schaltkreisen gezeigt, wie er in Fahrzeugen, z. B. Kraftfahrzeugen eingebaut ist, bei dem der optische Steckverbinder 1 aus einem optischen Stecker 2 und einer Steckerbuchse 3 besteht.

Die Steckerbuchse 3 ermöglicht eine wesentlich bessere Verarbeitung für ihren Zusammenbau, verglichen mit einer herkömmlichen Steckerbuchse, einen minimalen optischen Verlust und eine Reduktion der Kosten. Der optische Steckverbinder 1 ist so konstruiert, dass er durch Einsatz der Steckerbuchse 3 zu einem besseren optischen Datentransfer genauso wie zur kostengünstigeren Herstellung beiträgt.

Gemäß Fig. 2 besteht der optische Stecker aus einem Paar Rundkontaktteilen 4, einem Steckergehäuse 5, in das die Rundkontaktteile 4 eingesetzt und von dem Gehäuse aufgenommen sind, und einer Federkappe 6, die auf der Rückseite des Steckergehäuses 5 aufgesteckt wird.

Das Rundkontaktteil 4 besteht aus: einer optischen Faser 7, einem an dem Ende der optischen Faser 7 befestigten Rundkontaktstift 8, und einer Feder 9, in die die optische Faser 7 eingesetzt ist.

Die aus einem Kern 10, der unter Verwendung eines transparenten Kunststoffes, wie beispielsweise PMMA (Poly(Methyl-Methacrylat) (methacrylischer Kunststoff)) hergestellt ist, einem ersten Mantel 11, der aus einem synthetischen Harz/Kunststoff gefertigt ist, und einem zweiten Mantel 12, der ebenso aus einem synthetischen Harz/Kunststoff gefertigt ist, bestehende optische Faser 7 ist in einem Rundkontaktstift 8 mit ihren abgemantelten Enden befestigt.

Der aus einem synthetischen Harz/Kunststoff gefertigte Rundkontaktstift hat einen im Durchmesser kleineren zylindrischen Abschnitt 13 und einen im Durchmesser größeren zylindrischen Abschnitt 14, wobei der Kern 10 der optischen Faser 7 in dem Abschnitt 13 mit dem kleinen Durchmesser aufgenommen wird und der erste Mantel 11 in dem zylindrischen Abschnitt 14 mit dem großen Durchmesser aufgenommen wird. Der Rundkontaktstift 8 und die optische Faser 7 sind unter Verwendung eines Haftmittels fest miteinander verbunden, um so zu verhindern, dass die optische Faser 7 aus dem Rundkontaktstift 8 herausrutscht.

Zwei Flansche 15 sind um den entsprechenden im Durchmesser großen zylindrischen Abschnitt 14 angeordnet, und die Feder 9 befindet sich zwischen dem Flansch 15 und der Federkappe 6.

Das rechteckförmige Steckergehäuse 5 hat ein Paar Vertiefungen 16, die die zwei Rundkontaktstifte 4 aufnehmen. Auf der oberen Wand des Steckergehäuses 5 sind ein Riegelarm 17, ein Paar Führungsschienen 18 und ein Paar Führungs-Flansche 19 zum Führen der entsprechenden optischen Faser 7 in einem Körper ausgebildet.

Auf beiden Seitenwänden des Steckergehäuses 5 ist ein Vorsprung 20 vorgesehen (von denen nur einer in Fig. 2 gezeigt ist), um in der Federkappe 6 einzugreifen.

Die Führungsschiene 18 ist ein rechteckig geformtes Teil, das sich entlang einer Eingriffsrichtung der Federkappe 6 erstreckt, und auf derselben Ebene wie die obige Seitenwand angeordnet ist, und aus dem rückseitigen Ende in etwa zum Zentrum des Steckergehäuses 5 ausgebildet ist.

Der Führungsflansch 19, der ein überstehender Vorsprung ist, der an einer Einführposition der optischen Faser 7 ausgebildet ist, die in das Steckergehäuse 5 von seinem rückseitigen Ende aus eingeführt wird, ist flexibel, um zu verhindern, dass die optische Faser 7 zu sehr nach oben gebogen wird.

Die Federkappe 6 besteht aus einer Basiswand 21, die einer Bodenwand des Steckergehäuses 5 zugewandt ist, einem Paar Seitenwände 22, die sich von beiden Seitenenden der Basiswand 21 vertikal erstrecken und einer Seitenwand des Steckergehäuses 5 zugewandt sind, und einer Rückwand 23, die sich vertikal von einem rückseitigen Ende der Basiswand 21 erstreckt und bis zu einem Ende der Seitenwände 22 kontinuierlich durchgeht. Die Federkappe 6 ist so ausgebildet, dass sie auf den rückwärtigen Teil des Steckergehäuses 5 passt.

Auf jeder Seitenwand 22 ist eine zu dem Vorsprung 20 passende Aussparung 24 ausgebildet, wie ebenso jede Führungsrille 25, die auf der entsprechenden Führungsschiene 18 gleitet, wenn die Federkappe 6 auf das Steckergehäuse 5 gesetzt wird.

Ein Paar Schlitze 26 ist ausgebildet, um die Steifheit der Federkappe 6 zu verringern, wenn die Federkappe 6 auf das Steckergehäuse 5 gesetzt wird.

Die Führungsrille 25, die sich entlang der Einpassrichtung erstreckt, ist im Querschnitt in umgekehrter U-Form (in der Figur nicht gezeigt) mit ihrer der Basiswand 21 zugewandten offenen Seite ausgebildet, an deren einem Ende die Führungsschiene 18 des Steckergehäuses 5 eingesetzt wird. Ein anderes Ende der Führungsrille 25 wird durch die Rückwand 23 verschlossen.

An der Rückwand 23, an der ein Ende der Feder 9 anliegt, ist ein Paar Öffnungen 27 zum jeweiligen Aufnehmen der entsprechenden optischen Faser 7 und ein Paar Halterungen 28 ausgebildet, die jeweils die von der Öffnung 27 eingeführte entsprechende optische Faser 7 halten, welche Halterungen im Querschnitt in U-Form ausgebildet sind.

Im Folgenden wird die Steckerbuchse 3 erklärt. Gemäß den Fig. 3 und 4 besteht die Steckerbuchse 3 aus einem Steckerbuchsengehäuse 31 und einem optoelektronischen Elementmodul 32 (auch als Lichtaufnahme-/Lichtemissions-Modul, Receiver-/Übertragungs-Modul oder Faser-Optik-Transceiver (FOT) bezeichnet), das mit dem Steckerbuchsengehäuse 31 in einem Körper ausgebildet ist.

Der optische Stecker 2 (siehe Fig. 1 oder 2) wird in eine Frontöffnung 33 des Steckerbuchsengehäuses 31 gesteckt. Das optoelektronische Elementmodul 32 ist in einem Körper an der rückseitigen Öffnung 34 des Steckerbuchsengehäuses 31 vorgesehen.

Im Folgenden wird das Steckerbuchsengehäuse 31 mit Bezug auf die Fig. 5 bis 9 erklärt.

Eine Außenummantelung des Steckerbuchsengehäuses 31, die beispielsweise aus einem Kohlenstoff enthaltenden synthetischen Kunststoff hergestellt und als ein rechteckförmiges Gehäuse mit einer Stufe um ihr Zentrum in deren Rück- und Vorwärtsrichtung ausgebildet ist. An einer oberen Wand 35 des Steckerbuchsengehäuses 31 ist ein Führungsteil 36 ausgebildet. An einer linken Wand 37 und an einer rechten Wand 38 des Steckerbuchsengehäuses 31 ist ein zylindrisches Teil 39 zum Zusammenstecken ausgebildet. An einer Bodenwand 40 des Steckerbuchsengehäuses 31 ist ein Paar Stifte 41 vorgesehen, um das Steckerbuchsengehäuse 31 mit dem anderen Objekt (nicht gezeigt), wie beispielsweise einer Platine, zu befestigen.

In dem Steckerbuchsengehäuse 31 ist ein Sockel-Hohlraum 42 ausgebildet, in den der optische Stecker 2 (siehe Fig. 1 oder 2) durch die Frontöffnung 33 eingesteckt wird, ein Paar Räume 43, die das optoelektronische Elementmodul 32 durch die rückseitige Öffnung 34 aufnehmen, und ein Paar Zylinder 44, die mit dem Sockel-Hohlraum 42 und dem entsprechenden Raum 43 in Verbindung stehen.

Der Führungsteil 36 auf der oberen Wand 35 steht nach außen hervor, innerhalb dessen ein Paar Führungsrillen 45 ausgebildet sind, die mit dem Sockel-Hohlraum 42 in Verbindung stehen, und eine Sperr-Nut 46 zum Verriegeln des optischen Steckers 2 (siehe Fig. 1 oder 2).

Der Sockel-Hohlraum 42 ist derart ausgebildet, dass das Steckergehäuse 5 (siehe Fig. 1 oder 2) des optischen Steckers 2 darin eingesetzt werden kann, in welchem Sockel-Hohlraum ein Paar vertikaler Wände 47 einwärts vertikal nach oben stehen, die um das Zentrum der Bodenwand 40 des Steckerbuchsengehäuses 31 ausgebildet sind. Ein Frontabschnitt eines jeden Zylinders 44 steht in den Sockel-Hohlraum 42 vor.

Eine Wand 48, die Licht abschirmen kann (d. h. eine überkreuzte Kommunikation verhindert), trennt die zwei Räume 43 voneinander. An der Bodenwand 40 des Steckerbuchsengehäuses 31 ist ein Paar End-Einführungsteile 49 ausgebildet.

Das End-Einführungsteil 49, das durch Einkerben der Bodenwand 40 an der Seite der rückwärtigen Öffnung 34 ausgebildet ist, ist nach hinten offen.

Der Zylinder 44 ist mit einer Stufe an sowohl seiner Innen- als auch Außenseite ausgebildet, in den jeder Rundkontaktstift 8 des optischen Steckers 2 (siehe Fig. 1 oder 2) in einen entsprechenden Frontabschnitt 50 mit kleinerem Durchmesser eingesetzt wird, während die Mäntel 61 und 62 (nachfolgend beschrieben) jeweils in einem entsprechenden rückseitigen Abschnitt 51 ausgebildet sind, der einen größeren Durchmesser hat.

Der Zylinder 44 ist derart ausgebildet, dass die Achsen des Rundkontaktstifts 8 und des Kerns 59 oder 60 mit einer Achse des entsprechenden Zylinders 44 deckungsgleich sind (in der Figur nicht gezeigt).

Gemäß nachfolgender Erklärung ist der rückwärtige Abschnitt 51 mit großem Durchmesser vorzugsweise zum Beispiel mit Press-Sitz-Vorsprüngen (in der Figur nicht gezeigt) in gleichen Intervallen versehen, wenn die Mäntel 61 und 62 in einem separaten Schritt im Voraus hergestellt und in den rückwärtigen Abschnitt 51 mit seinem großen Durchmesser (siehe Fig. 11B) eingesetzt werden.

Im Folgenden wird ein Aufbau des optoelektronischen Elementmoduls 32 erklärt.

Gemäß den Fig. 3 und 4 besteht das optoelektronische Elementmodul 32 aus einem Paar Führungsstegen 54 und 55, die entsprechende optoelektronische Elemente 52 und 53 aufweisen, einem Formteil 56 zum Schützen der Führungsstege, und einem Paar optischer Wellenleiter 57 und 58, die gemäß den Positionen der entsprechenden optoelektronischen Elemente 52 und 53 vorgesehen sind.

In Fig. 4 ist beispielsweise, wenn das optoelektronische Element 52 auf dem Leiterrahmen 54 ein Lichtemissions-Element (beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED)) ist, das optoelektronische Element 53 auf dem Leiterrahmen 55 ein Lichtaufnahme-Element (beispielsweise eine Fotodiode (PD)).

Das Formteil 56, das aus einem lichtübertragenden, transparenten Kunststoff (beispielsweise Epoxyd-Harz; vorzugsweise mit einem gleichen Brechungsindex entsprechend der optischen Faser 7), gefertigt ist, ist derart ausgebildet, dass das Formteil 56 ca. die Hälfte der Leiterrahmen 54 und 55 überdeckt, die jeweils die optoelektronischen Elemente 52 und 53 enthalten.

Der optische Wellenleiter 57 besteht aus einem Kern 59, der aus demselben Material wie das Formteil 56 hergestellt ist, und einem Mantel 61, der um den Kern 59 ausgebildet ist, wobei das optoelektronische Element 52 auf einer Achse des Kerns 59 angeordnet ist. Der optische Wellenleiter 58 ist entsprechend konstruiert.

Eine Endfläche des Kerns 59 und die des Mantels 61 befindet sich in derselben Ebene. Ebenso befindet sich eine Endfläche des Kerns 60 und die des Mantels 62 in derselben Ebene.

Der Mantel 61 besteht aus einem transparenten Kunststoff mit einem kleineren Brechungsindex als der des Kerns 59. Auch der Mantel 62 ist aus einem transparenten Kunststoff mit einem kleineren Brechungsindex als der des Kerns 60 gefertigt.

Die numerische Apertur (N. A.) des Wellenleiters 57 und die des Wellenleiters 58 sind größer gesetzt, als die des entsprechenden Kerns 10 (siehe Fig. 2) der optischen Faser 7.

Die Außenform des Wellenleiters 57 und 58 ist in dieser bevorzugten Ausführung passend zu der einer herkömmlichen Kupplung 101 (siehe Fig. 14 und 15).

Eine Innenoberfläche des Mantels 61 und 62 können verjüngt sein, so dass die Form des entsprechenden Kerns 59 und 60 ein kreisförmiger Kegelstumpf ist.

Im Folgenden wird ein Verfahren (Herstellungsschritte) zur Herstellung der Steckerbuchse 3 (siehe Fig. 3) mit Bezug auf die Fig. 10 bis 13 erklärt.

Die Steckerbuchse 3 wird durch ein Verfahren hergestellt, das die Schritte der Herstellung des Leiterrahmens, Ausbilden des Steckerbuchsengehäuses, Ausbilden der Ummantelung, Aufnehmen des Leiterrahmens in den Raum und Herstellen des optoelektronischen Elementmoduls aufweist.

Im Folgenden wird der Schritt zur Herstellung des Leiterrahmens erklärt.

Gemäß Fig. 10 wird in dem Herstellungsschritt des Leiterrahmens eine elektrisch leitende Metallplatte durch Ausstanzen gebildet, dann werden die optoelektronischen Elemente 52 und 53 darauf nacheinander befestigt, dann werden die Leitungsanschlüsse vorgesehen, und dann werden die entsprechenden Leiterrahmen 54 und 55 gesetzt und dann die Leiterrahmen in einer Reihe durch einen Träger 63 angeschlossen. Anders als im obigen Schritt können die das optoelektronische Element 52 haltenden Anschluss-verschalteten Leiterrahmen in gegenseitiger Verbindung in einer Reihe hergestellt werden.

In Fig. 10 ist eine derart hergestellte Leiterrahmen-Zusammensetzung 64 gezeigt, in der die Leiterrahmen in einer Reihe miteinander verbunden sind.

Ein Abstand 51 zwischen jedem Satz mit den Leiterrahmen 54 und 55 ist derart lang angelegt, dass eine Mehrzahl an Steckerbuchsen 3 (siehe Fig. 3) gleichzeitig hergestellt werden kann. Ein Abstand 52 zwischen den Leiterrahmens 54 und 55 ist derart angelegt, dass ein Abstand zwischen den optoelektronischen Elementen 52 und 53 einem Abstand zwischen den zwei Zylindern 44 (siehe Fig. 4 und 7) gleicht.

Der Träger 63 ist in dem vorliegenden Schritt zur Herstellung des Leiterrahmens nicht durchtrennt, was bedeutet, dass die Leiterrahmen 54 und 55 in den folgenden Schritt mit einem daran befestigten Träger übergeben werden. Demgemäß wird eine Form des Leiterrahmens im folgenden Schritt stabil. Darüber hinaus werden die Leiterrahmen 54 und 55 leicht gehalten. Des Weiteren wird ein gegenseitiges Anordnen der Leiterrahmen 54 und 55 einfach, wenn sie in den Räumen 43 (siehe Fig. 4) aufgenommen werden.

Ein Schritt zum Durchtrennen der Träger 63 wird irgendwann in der folgenden Phase ausgeführt. Der Träger 63 kann in dem gegenwärtigen Verfahrensschritt zur Herstellung des Leiterrahmens durchtrennt werden, wobei jedoch in diesem Fall Vorsicht geboten ist, um zu verhindern, dass sie auseinandergehen. Der Träger 63 wird an einer Stelle durchtrennt, die durch die strichpunktierte Linie gemäß der Fig. 10 aufgezeigt ist.

Der Träger 63 kann für jeden Satz mit Leiterrahmen 54 und 55 durchtrennt werden. Die Leiterrahmen 54 und 55 können separat hergestellt werden, wobei dann ein aus den Leiterrahmen 54 und 55 bestehender Satz mit dem daran befestigten Träger 63 hergestellt werden kann.

Im Folgenden wird der Schritt der Ausbildung des Steckerbuchsengehäuses erklärt. In diesem Schritt, der separat von dem Herstellungsschritt des Leiterrahmens ausgeführt wird, wird das Steckerbuchsengehäuse 31, dessen Form in den Fig. 5 bis 9 gezeigt ist, durch Spritzguß hergestellt.

Nach Beendigung der Herstellungsschritte des Leiterrahmens und des Spritzgießens des Steckerbuchsengehäuses wird die Ummantelung ausgebildet.

Gemäß den Fig. 11A und 11B werden die Mäntel 61 und 62 in der Ausbildungsphase des Mantels auf einer Innenfläche des entsprechenden rückwärtigen Abschnitts 51 mit dem großen Durchmesser des Zylinders 44 ausgebildet. Jedes der folgenden zwei Verfahren kann eingesetzt werden.

In der Fig. 11A ist ein Verfahren gezeigt, in dem die Mäntel 61 und 62 auf der Innenfläche des entsprechenden rückwärtigen Abschnitts 51 mit dem großen Durchmesser durch doppelten Spritzguß ausgebildet sind. Daneben ist in Fig. 11B ein Verfahren aufgezeigt, in dem die zylindrischen Mäntel 61 und 62 in separaten Schritten im Voraus hergestellt wurden und dann in den entsprechenden rückwärtigen Abschnitt 51 mit dem großen Durchmesser eingeführt werden. Beide Verfahren tragen zur Kostenreduzierung bei.

Nach Abschluss der Verfahrensschritte zur Ausbildung des Mantels wird der Leiterrahmen 54, 55 in dem Raum 43 aufgenommen.

Gemäß Fig. 12 werden die Leiterrahmen 54 und 55 mit dem daran befestigten Träger 63 im Verfahrensschritt zur Aufnahme des Leiterrahmens in dem entsprechenden Raum 43 des Steckerbuchsengehäuses 31 aufgenommen, der in eine Form (nicht gezeigt) gesetzt ist. Die Leiterrahmen 54 und 55 werden in den entsprechenden Räumen 43 derart aufgenommen, dass die optoelektronischen Elemente 52 und 53 auf einer Achse der entsprechenden Zylinder 44 angeordnet sind.

Nach Abschluss des Verfahrensschritts zur Aufnahme des Leiterrahmens in den Raum, wird das optoelektronische Elementmodul hergestellt.

Gemäß Fig. 13 wird der transparente Kunststoff im Verfahrensschritt zur Herstellung des optoelektronischen Elementmoduls in den Innenraum der Mäntel 61 und 62 der Räume 43 gefüllt, um so den geformten Teil 56 und den Kern 59 und 60 zu bilden, wodurch das optoelektronische Elementmodul 32 fertiggestellt ist.

Das optoelektronische Elementmodul 32 ist demzufolge mit dem Steckerbuchsengehäuse 31 in einem Körper ausgebildet. Eine Kombination des Kerns 59 mit dem Mantel 61 bildet den optischen Wellenleiter 57, der mit dem geformten Teil 56 in einem Körper ausgebildet ist. Ebenso bildet die Kombination des Kerns 60 mit dem Mantel 62 den optischen Wellenleiter 58, der mit dem Formteil 56 in einem Körper ausgebildet ist.

Letztendlich wird der Träger 63 abgetrennt, wodurch die Steckerbuchse 3 fertiggestellt ist.

Die Steckerbuchse 3 trägt demzufolge gemäß dem obigen Verfahren zur Kostenreduzierung genauso wie zu einer verbesserten Verarbeitung bei, da die Anzahl der Verfahrensschritte zur Herstellung der Steckerbuchse verglichen mit der eines herkömmlichen Verfahrens klein wird.

Das optoelektronische Elementmodul 32 besitzt selbst eine Funktion als Kupplung 101 (siehe Fig. 14 und 15), indem die Mäntel 61 und 62 genauso wie das in den Innenraum der Mäntel 61 und 62 gefüllte transparente Kunststoff eingesetzt werden, wodurch ein Verfahrensschritt für eine herkömmliche Kupplung eingespart wird. Demzufolge ist ein superfeines Polieren der Endflächen der optischen Fasern 113 durch Fixieren derer in der zylindrischen Halterung 114 unter Verwendung eines Haftmittels nicht nötig.

Das optoelektronische Elementmodul 32 liegt in dem Steckerbuchsengehäuse 31 als ein Teil vor, was zur Folge hat, dass das optoelektronische Elementmodul 32 keine Unterstützung benötigt, wodurch ein Verfahren zur Herstellung einer herkömmlichen Kappe 110 (siehe Fig. 14 und 15) eingespart wird.

Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Elementmoduls 104 (siehe Fig. 14 und 15), genauso wie ein Zusammenbauverfahren können vereinfacht werden, da das optoelektronische Elementmodul 32 als ein Teil in dem Steckerbuchsengehäuse 31 vorliegt. Dadurch wird eine bessere Verarbeitung zur Herstellung der Steckerbuchse erreicht.

Ein optischer Verlust, der durch einen Spalt verursacht wird, der herkömmlich zwischen der Kupplung 101 (siehe Fig. 14 und 15) und dem optoelektronischen Elementmodul 104 vorliegt, wird minimiert, da in der Steckerbuchse 3 kein derartiger Zwischenraum vorliegt.

Da das optoelektronische Elementmodul 32 selbst die Funktion der herkömmlichen Kupplung 101 (siehe Fig. 14 und 15) hat, funktioniert das optoelektronische Elementmodul 32 derart, als ob die konventionelle Kupplung 101 gegenüber einem Ende der optischen Faser 7 ist, wenn der optische Stecker 2 in die Steckerbuchse 3 gesteckt ist.

Deshalb ist die Steckerbuchse gemäß der Erfindung hinsichtlich einer besseren Verarbeitung, einem geringeren Lichtverlust und geringeren Kosten von Vorteil.

Da der optische Steckverbinder 1 die Steckerbuchse 3 in seiner Konstruktion beinhaltet, kann ein kostengünstiger optischer Steckverbinder vorgesehen werden, der zu einem besseren optischen Datentransfer beiträgt.

Die Erfindung ist durch die aufgezeigten Ausführungen nicht beschränkt, da innerhalb des Umfangs der Ansprüche Modifikationen möglich sind. Beispielsweise ist das zuvor erwähnte Steckerbuchsengehäuse 31 derart konstruiert, dass das Steckerbuchsengehäuse 31 ein Paar Leiterrahmen 54 und 55 des optoelektronischen Elementmoduls 32 aufnimmt. Im Unterschied zu dieser Konstruktion kann das optische Steckerbuchsengehäuse 31 derart konstruiert sein, dass das Steckerbuchsengehäuse 31 entweder den Leiterrahmen 54 oder den Leiterrahmen 55 aufnimmt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung einer Steckerbuchse (3), in die ein optischer Stecker (2) mit rundkontaktiert befestigten optischen Fasern (7) an seinem Ende eingesteckt wird, umfassend die folgenden Schritte:
Herstellen entweder eines Leiterrahmens (54, 55) mit einem optoelektronischen Element (52, 53), entweder mit einem Lichtemissions-Element oder einem Lichtaufnahme-Element oder zweier Leiterrahmen, von denen der eine ein Lichtemissions-Element und der andere ein Lichtaufnahme-Element aufweist;
Formen eines Steckerbuchsengehäuses (31), das einen Sockel-Hohlraum (42), einen Raum (43) zum Aufnehmen des Leiterrahmens (54, 55) und einen damit in Verbindung stehenden Zylinder (44) aufweist, wobei der optische Stecker (2) in das Steckerbuchsengehäuse (31) gesteckt wird, und wobei der Zylinder (44) derart angeordnet ist, dass er dem Ende des optischen Steckers (2) gegenüberliegt, wenn der optische Stecker (2) in den Sockel-Hohlraum (42) gesteckt ist;
Formen eines transparenten, hohlen und zylindrischen Mantels (61, 62) an einer Innenoberfläche des Zylinders (44) nach dem Formen des Steckerbuchsengehäuses (31)
Aufnehmen des Leiterrahmens (54, 55) in den Raum (43) derart, dass das optoelektronische Element (52, 53) axial zu dem Zylinder (44) angeordnet ist, in dem der Mantel (61, 62) angeordnet ist, und
Herstellen eines optoelektronischen Elementmoduls (32), das mit dem Steckerbuchsengehäuse (31) durch Befüllen des Innenraums des Mantels (61, 62) und des Raums (43) mit einem lichtübertragenden, transparenten Kunststoff verbunden wird, der einen Brechungsindex hat, der größer als der des Mantels (61, 62) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Leiterrahmen (54, 55) in den Schritt zur Herstellung eines Leiterrahmens (54, 55) in den folgenden Schritt mit einem daran befestigten Träger (63) übergeben wird, der in dem Herstellungsprozess ausgebildet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Leiterrahmen (54, 55) mit dem Lichtemissions-Element und der Leiterrahmen (54, 55) mit dem Lichtaufnahme-Element im Falle der Herstellung zweier Leiterrahmen (54, 55) in dem Träger (63) abwechselnd ausgebildet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Schritt des Abtrennens des Trägers (63) nach diesem Folgeschritt enthalten ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Mantel (61, 62) im Doppelspritzguß-Verfahren ausgebildet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Mantel (61, 62) in einem separaten Schritt im Voraus hergestellt und in dem Verfahrensschritt der Ausbildung des Mantels (61, 62) eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Lichtschutz-Wand (48) in dem Raum (43) des Steckerbuchsengehäuses (31) im Falle der Herstellung zweier Leiterrahmen (54, 55) ausgebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 7, wobei die Lichtschutz-Wand (48) in diesem Raum (43) des Steckerbuchsengehäuses (31) im Falle der Herstellung zweier Leiterrahmen (54, 55) ausgebildet wird.

9. Steckerbuchse, die aufweist:
ein optoelektronisches Elementmodul (32), das entweder einen Leiterrahmen (54, 55) mit einem optoelektronischen Element (52, 53), ein Lichtemissions-Element, ein Lichtaufnahme-Element oder zwei Leiterrahmen (54, 55) aufweist, die aus einem Leiterrahmen (54, 55) mit einem Lichtemissions-Element und einem weiteren Leiterrahmen (54, 55) mit einem Lichtaufnahme-Element bestehen;
ein Steckerbuchsengehäuse (31) mit einem Raum (43) zum Aufnehmen und Anordnen des Leiterrahmens (54, 55), wobei in das Steckerbuchsengehäuse (31) ein optischer Stecker (2) mit rundkontaktiert befestigten optischen Fasern (7) an dessen Ende eingesteckt ist,
wobei das Steckerbuchsengehäuse (31) einen Sockel-Hohlraum (42) zur Aufnahme des optischen Steckers (2) und einen Zylinder (44) aufweist, der mit dem Sockel-Hohlraum (42) und dem Raum (43) in Verbindung steht,
wobei der Zylinder (44) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er dem Ende des optischen Steckers (2) gegenüberliegt, wenn der optische Stecker (2) in den Sockel-Hohlraum (42) gesteckt ist,
und wobei das optoelektronische Elementmodul (32) aufweist:
einen transparenten, hohlen und zylindrischen Mantel (61, 62), der auf einer Innenoberfläche des Zylinders (44) ausgebildet ist;
einen Kern (59, 60), der einen optischen Wellenleiter (57, 58) in Kombination mit dem Mantel (61, 62) bildet; und
ein Formteil (56), das mit dem Kern (59, 60) zum Schutz des Leiterrahmens (54, 55) verbunden ist,
wobei der Kern (59, 60) und das Formteil (56) aus einem lichtübertragenden, transparenten Kunststoff gefertigt sind, der in den Innenraum des Mantels (61, 62) und den Raum (43) des Steckerbuchsengehäuses (31) gefüllt wird und einen höheren Brechungsindex als der Mantel (61, 62) hat.

10. Optischer Steckverbinder, bestehend aus einer Steckerbuchse (3), die durch das Verfahren zur Herstellung einer Steckerbuchse gemäß Anspruch 1 hergestellt ist, und einem optischen Stecker (2), der in die Steckerbuchse (3) einsteckbar ist und an seinem Ende rundkontaktiert befestigte optische Fasern aufweist.

11. Optischer Steckverbinder, bestehend aus einer Steckerbuchse (3) gemäß Anspruch 9 und einem optischen Stecker (2) mit rundkontaktiert befestigten optischen Fasern an seinem Ende, der in die Steckerbuchse (3) einsteckbar ist.