DE102004013969A1

DE102004013969A1 - Optischer Verbinder

Info

Publication number: DE102004013969A1
Application number: DE102004013969A
Authority: DE
Inventors: Otto Schempp
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-20
Also published as: WO2005091034A1; CN1950741B; DE602005014750D1; US7637671B2; EP1725900A1; EP1725900B1; CN1950741A; DE102004013969B4; US20080037937A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen optischen Verbinder zum Verbinden von Kunststofffasern zum Herstellen von Multimedia-Verbindungen in Kraftfahrzeugen gemäß dem MOST·R·-Standard mit einem ESD-Schutz. DOLLAR A Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Verbinder bereitzustellen, welcher resistent gegen Spannungsüberschläge ist und insbesondere auch nach Feuchtigkeitseinwirkung einfach handhabbar ist. DOLLAR A Die Aufgabe wird durch einen optischen Verbinder mit einem dielektrischen Verbindergehäuse mit einer Gegenverbinderaufnahme, einem optischen Anschlusselement und einem elektro-optischen Wandler gelöst, wobei zumindest ein elektrisch leitfähiges Schutzelement gegen elektrische Entladungen im Bereich der Gegenverbinderaufnahme vorgesehen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen optischen Verbinder zum Verbinden von Kunststofffasern im Allgemeinen und zum Herstellen von Multimedia-Verbindungen in Kraftfahrzeugen, z.B. gemäß dem MOST^®-Standard mit einem ESD-Schutz im Speziellen.
Hintergrund der Erfindung
Aufgrund der zunehmenden Komplexität von Anwendungen im Bereich der informativen Kraftfahrzeugelektronik, welche inzwischen als multimedial bezeichnet werden kann, sind neue Konzepte für die Vernetzung verschiedener Geräte notwendig geworden.
Z.B. sollen zumindest Autoradio, Mobiltelefon und Navigationssystem bidirektional miteinander kommunizieren können, so dass z.B. die Musikwiedergabe des Autoradios stumm geschaltet und die Mobilfunkverbindung über die Radiolautsprecher betrieben werden, wenn der Benutzer telefonieren möchte. Es ist jedoch ersichtlich, dass dies nur ein sehr einfacher Anwendungsfall ist und der multimedialen Vernetzung der Bordelektronik kaum Grenzen gesetzt sind, um die Ansprüche der Kunden zu befriedigen.
Um diesen komplexen Anforderungen gerecht zu werden, hat sich für diese Verbindungen im Automobilbereich inzwischen die optische Datenübertragung durchgesetzt. Diesbezüglich ist eigens ein neuer Standard namens MOST^® entwickelt worden. Die Spezifikationen des MOST^®-Standards sind unter anderem als "MAMAC Specification" Rev 1.0, 11/2002, Version 1.0-00 unter http://www.mostnet.de/downloads/Specifications/MAMACSpecification_1V0-00.pdf und unter http://www.mostnet.de/downloads/Specifications/MOST%20Physical%20Layer%20Specification/010223 WgPhy Drawings.zip veröffentlicht. Auf die dem MOST^®-Standard zugrunde liegenden Spezifikationen wird hiermit Bezug genommen und deren Inhalt durch Referenz vollumfänglich zum Gegenstand dieser Offenbarung gemacht.
Eine kompakte Sorte von optischen MOST^®-Verbindern umfasst elektro-optische Wandler, welche rückseitig an dem Verbinder befestigt sind. Diese Verbinder enthalten im Inneren kurze Wellenleiterabschnitte zum Anschluss der Wandler.
Es ist bekannt, eine elektrische Abschirmung an dem Gehäuse des Verbinders anzubringen, um die empfindlichen elektrooptischen Wandler vor elektrischen Entladungen zu schützen, wenn der Verbinder z.B. von einer Person in die Hand genommen wird. Zu diesem Zweck sind derartige Abschirmungen typischer Weise außen am Verbindergehäuse angebracht und umgeben mehr oder weniger den Bereich der elektro-optischen Wandler nach Art eines Käfigs. Es ist auch bekannt die Wandler mit eigenen metallischen Gehäusen zu versehen.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Abschirmmaßnahmen unter Umständen nicht ausreichend vor elektrischen Entladungen schützen. Auf der anderen Seite kann eine elektrische Entladung in Form eines "Blitzschlages" auf den elektro-optischen Wandler diesen zerstören, was eine kostenträchtige Reparatur, typischer Weise sogar den vollständigen Ersatz des Verbinders nach sich zieht.
Zum Beispiel im Automobilbereich, wo derartige Verbinder den Anforderungen des harten Werkstatt-Alltags standhalten müssen, hat sich gezeigt, dass die bekannten Schutzmaßnahmen häufig unzureichend sind.
Insbesondere schützt diese Art der Abschirmung die empfindlichen Bauelemente lediglich gegen eine Entladung von außen. Sie bietet jedoch keinerlei Schutz vor einer Entladung im Inneren des Verbinders.
Diesbezüglich wurde im Rahmen der hier vorliegenden Erfindung aber herausgefunden, dass ein elektrischer Überschlag auf die in dem Verbinder eingefügten Faserabschnitte stattfinden können und über diese an die elektro-optischen Wandler weiter geleitet werden kann, wenn z.B. eine elektrostatisch aufgeladene Person mit dem Finger in das Innere des Verbinders hineingreift und die optischen Fasern berührt oder nur in deren Nähe kommt.
Diese Gefahr mag auf den ersten Blick als unwesentlich erscheinen, da die optischen Fasern aus Kunststoff bestehen, welcher eine extrem niedrige Leitfähigkeit besitzt.
Allerdings kann bereits die Leitfähigkeit des Kunststoff-Faserabschnitts z.B. an seiner Oberfläche genügen, wenn die Überschlagspannung nur hoch genug ist.
Diese Gefahr tritt gerade bei MOST^®-Verbindern auf, da bei diesen der Faserabschnitt in eine Kunststoffhülse eingesetzt ist. Weiter kann der Verbinder im Automotive-Bereich Feuchtigkeit ausgesetzt sein, welche sich zwischen dem Faserabschnitt und der Hülse festsetzen kann und die Leitfähigkeit um Größenordnungen erhöhen kann. Dadurch wird die Gefahr eines Spannungsüberschlags auf den Wandler erheblich vergrößert.
Alles in allem sind die bekannten Lösungen diesbezüglich stark verbesserungsbedürftig. Andererseits genügen in diesem hart umkämpften Markt häufig bereits geringfügig erscheinende qualitative und/oder kostenmäßige Vorteile, um einen entscheidenden Wettbewerbsvorsprung am Markt zu erzielen.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen optischen Verbinder bereit zu stellen, welcher robust ist, um auch schwierigen Einsatzbedingungen standzuhalten und insbesondere resistent gegen Spannungsüberschläge ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen optischen Verbinder bereit zu stellen, welcher auch nach Feuchtigkeitseinwirkung einfach handhabbar ist.
Noch eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen, kostengünstigen optischen Verbinder bereit zu stellen, welcher eine hohe Lebenserwartung aufweist.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen optischen Verbinder bereit zu stellen, welcher die Nachteile bekannter Verbinder vermeidet oder zumindest mindert.
Die Aufgabe der Erfindung wird in überraschend einfacher Weise bereits durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Der erfindungsgemäße optische oder elektro-optische Verbinder ist insbesondere gemäß dem MOST^®-Standard zum Herstellen von Multimedia-Verbindungen in einem Kraftfahrzeug ausgebildet. Er umfasst zumindest ein dielektrisches Verbindergehäuse, vorzugsweise aus Kunststoff mit einer Gegenverbinderaufnahme, in welche der komplementäre Gegenverbinder eingeführt oder eingesteckt werden kann. Die Erfindung ist aber in entsprechender Weise auch auf den Gegenverbinder anwendbar, sofern dort ein Überschlagsschutz angezeigt erscheint.
Im Inneren des Verbinders, genauer in dem Verbindergehäuse, bzw. in der Gegenverbinderaufnahme befindet sich zumindest ein optisches Anschlusselement zum paarenden Verbinden mit einem komplementären optischen Anschlusselement des Gegenverbinders. Das Anschlusselement wird z.B. durch eine einstückig mit dem Gehäuse ausgebildete Führungshülse in welcher ein kurzer optischer Kunststofffaserabschnitt festgelegt ist, gebildet. Das Anschlusselement ragt dabei relativ weit (etwa fast 1 cm) in die Gegenverbinderaufnahme hinein, was die Überschlagsgefahr zunächst vergrößert.
Ferner beinhaltet der Verbinder zumindest ein elektrooptisches Bauelement, z.B. einen elektro-optischen Wandler - auch Fiber Optic Transceiver (FOT) genannt – mit elektronischen Schaltkreisen. Der Transceiver ist dabei bei dieser besonderen Form des MOST^®-Verbinders – auch als Kompakt-Verbinder bezeichnet – unmittelbar oder direkt an dem Verbindergehäuse, genauer an seiner Rückseite befestigt, so dass er einen Teil des Kompakt-Verbinders bildet und gemeinsam mit diesem auf eine Schaltungsplatte aufgelötet werden kann.
Erfindungsgemäß ist ferner zumindest ein elektrisch leitfähiges Schutzelement gegen elektrische Entladungen vorgesehen, welches vorzugsweise das Verbindergehäuse von der Rückseite her penetriert und nach dem Prinzip eines Blitzableiters funktioniert, das heißt Spannungsüberschläge definiert gegen Erde ableitet. Hierzu ist das Schutzelement vorzugsweise geerdet, wenn der Verbinder auf einem Schaltungsträger aufgebracht ist. Der Blitzanziehende Bereich des Schutzelements ist weiter im Bereich, des rückwärtigen Endes der Gegenverbinderaufnahme angeordnet, derart dass innerhalb der Gegenverbinderaufnahme eine wirksame Entladung bereitgestellt ist. Ein solcher Schutz wird auch als ESD-Schutz bezeichnet (ESD: electro static discharge).
Ein großer Vorzug des erfindungsgemäßen Verbinders ist folglich das Bereitstellen eines ESD-Schutzes im Inneren des Verbinders.
In vorteilhafter Weise kann somit eine elektrische Entladung über das im Betriebszustand geerdete Schutzelement anstatt über die optischen Faserabschnitte stattfinden, so dass die Transceiver wirksam vor Überspannung geschützt sind.
Es mag zunächst widersinnig erscheinen einen optischen Verbinder mit einem derartigen ESD-Schutz versehen, jedoch ist dies aufgrund der integrierten Transceiver höchst vorteilhaft.
Vorzugsweise umfasst das Schutzelement einen elektrisch leitenden, insbesondere metallischen Entladefinger mit einem freien oder an einem Ende des Entladefingers befindlichen Entladeabschnitt. Der Entladeabschnitt kann im Sinne eines Blitzableiters auch als Entladespitze bezeichnet werden, wobei diese Bezeichnung nicht dahingehend beschränkend auszulegen ist, dass die Spitze eine besonders spitze Form aufweisen muss. Versuche haben gezeigt, dass auch aus Metallblech gestanzte Streifen mit einer relativ stumpfen Stirnfläche eine hinreichende Sicherheit bieten, wobei die beim Stanzen in natürlicher Weise entstehenden scharfkantigen Grate sogar vorteilhaft für die Erfindung genutzt werden kann, da diese zur Erhöhung der elektrischen Feldstärke führen können.
Der Entladeabschnitt ist hierfür insbesondere in der Nähe des optischen Anschlusselements angeordnet, insbesondere neben dem optischen Anschlusselement, derart dass der Entladefinger das optische Anschlusselement vor einem elektrischen Spannungsüberschlag aus dem Inneren der Gegenverbinderaufnahme schützt. Derartige Entladefinger sind einfach und kostengünstig durch Stanzen und Formen/Biegen herstellbar, andererseits aber auch flexibel an die jeweiligen Anforderungen anpassbar.
Vorzugsweise erstreckt sich der Entladeabschnitt im Wesentlichen parallel zur Einführrichtung des Gegenverbinders, so dass seine Stirnfläche der Gegenverbinderaufnahme zugewandt ist, um die Spannungsüberschläge abzuleiten.
Die Gegenverbinderaufnahme ist bevorzugt als ein Hohlraum oder eine Kavität ausgebildet, welche an einer Vorderseite des Verbindergehäuses bzw. des Hohlraums eine Öffnung zum Einführen des Gegenverbinders besitzt (Einführseite). Der Entladefinger ist hierbei an einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite des Hohlraums angeordnet, so dass die Nähe zu dem optischen Anschlusselement gewährleistet ist.
Das Verbindergehäuse wird ferner durch zwei Seitenwände, einen Boden, einen Deckel und eine Rückwand gebildet, welche allesamt einstückig gespritzt sind und wobei die Rückwand des Gehäuses gleichzeitig die innere Rückwand des Hohlraums bildet. Das Schutzelement ist nun entgegen der Einführrichtung des Gegenverbinders zumindest mit seinem Entladeabschnitt in die innere Rückwand eingesteckt und erstreckt sich vorzugsweise bis an die Vorderseite der inneren Rückwand, um bündig mit dieser abzuschließen.
Dadurch wird eine Verletzungsgefahr vermieden und dennoch ein ausreichender Überschlagsschutz gewährleistet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Schutzelement einen oder mehrere elektrisch leitende Entladefinger mit jeweils einem vorkragenden Entladeabschnitt, wobei die Entladeabschnitte in Öffnungen in der inneren Rückwand eingreifen und somit das Verbindergehäuse bzw. dessen Rückwand penetrieren.
Besonders bevorzugt weist das Schutzelement mehrere, z.B. zumindest zwei oder drei sich in verschiedene Richtungen erstreckende Entladefinger auf, so dass lateral ein weiter Bereich abgedeckt werden kann.
Zumindest einige der Entladefinger werden bevorzugt von jeweils einem sich quer zur Einführrichtung des Gegenverbinders erstreckenden Armabschnitt, einem Verbindungsabschnitt an welchem der Armabschnitt aufgehängt ist und von dem sich an den Armabschnitt angrenzenden Entladeabschnitt gebildet. In vorteilhafter Weise sind somit die Entladeabschnitte an verschiedenen lateralen (quer zur Einführrichtung) Orten angeordnet.
Typischerweise weist der MOST^®-Verbinder ein erstes und zweites elektro-optisches Bauelement auf. Bei einer diesbezüglich bevorzugten Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft erwiesen, jedem elektro-optischen Bauelement einen eigenen Entladefinger zuzuordnen. Insbesondere verlaufen dabei die Armabschnitte des ersten und zweiten Entladefingers entlang einer Vorderseite des zugeordneten elektro-optischen Bauelements, wodurch ein großflächiger Überschlagsschutz erreicht wird.
Besonders vorteilhaft ist es, den ersten und zweiten Entladefinger, genauer deren Armabschnitte vertikal oder quer zur Einführrichtung zu versetzen. Dadurch wird ein Doppelnutzen dahingehend erzielt, dass die Entladefinger einstückig aus einem Metallblech gestanzt werden können und andererseits der geschützte Bereich vergrößert wird. Demgemäß sind die Entladefinger vorzugsweise asymmetrisch ausgebildet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Schutzelement zumindest drei Entladefinger mit jeweils zumindest einem Entladeabschnitt auf. Ferner sind das erste optische Anschlusselement zwischen einem ersten und einem dritten der Entladeabschnitte, das zweite optische Anschlusselement zwischen einem zweiten und dem dritten der Entladeabschnitte und der dritte Entladeabschnitt zwischen dem ersten und zweiten optischen Anschlusselement angeordnet. Folglich wechseln sich in Bezug auf die laterale Anordnung Entladeabschnitte und optische Anschlusselemente ab, so dass beide Anschlusselemente beidseits von Entladeabschnitten eingerahmt sind. Die Entladeabschnitte erstrecken sich bei dieser Ausführungsform durch Öffnungen in der inneren Rückwand, wobei die Öffnungen den optischen Anschlusselementen lateral benachbart sind.
Vorzugsweise sind der erste Entladefinger zu einer ersten Seite und der zweite Entladefinger zu einer entgegengesetzten zweiten Seite abgewinkelt. Weiter erstreckt sich der dritte Entladefinger im Wesentlichen geradlinig entgegen der Einführrichtung zwischen dem ersten und zweiten Entladefinger, so dass ein Dreibein gebildet ist, bei welchem jedoch die drei Entladeabschnitte wiederum abgewinkelt sind und parallel zueinander sowie im Wesentlichen senkrecht zu den Armabschnitten des ersten und zweiten Entladefingers verlaufen.
Zur einfachen Erdung besitzt das Schutzelement ein eigenes Anschlusselement, z.B. einen Lötstift an seiner Unterseite zum Verbinden mit einer Schaltungsplatte.
Weiter bevorzugt besitzt der Verbinder eine äußere elektrische Abschirmung, bevorzugt mit eigenen Anschlusselementen oder Lötstiften. Die Abschirmung ist insbesondere in Form einer im Wesentlichen U-förmigen Klammer ausgebildet ist, welche das Verbindergehäuse rückwärtig umgreift und mit diesem lösbar verrastet ist und welche ggf. elektrisch mit dem Schutzelement verbunden ist. Hierdurch wird eine weitere Sicherung gegen Überspannung geschaffen.
Besonders einfach ist es, das Schutzelement mittig zumindest abschnittsweise zwischen den optischen Anschlusselementen innerhalb der U-förmigen Klammer anzuordnen. Insbesondere ist das Schutzelement separat von der Abschirmung und/oder separat von metallischen Gehäusen der elektro-optischen Wandler ausgebildet.
Durch den modularen Aufbau können die Teile unabhängig voneinander wie folgt montiert werden. Zunächst wird das Verbindergehäuse bereit gestellt und das Schutzelement entgegen der Einführrichtung des Gegenverbinders von hinten auf das Verbindergehäuse aufgesteckt. Nachfolgend werden die elektro-optischen Wandler mit ihren optischen Faserabschnitten in entsprechende Führungshülsen in dem Verbindergehäuse eingeführt und nachfolgend die Abschirmung an dem Verbindergehäuse befestigt.
Besonders bevorzugt weist auch die äußere Abschirmung einen oder mehrere Entladeabschnitte auf, welche in Öffnungen in die innere Rückwand eingreifen oder diese penetrieren und somit weitere "Blitzableiter" im Inneren des Verbinders bereitstellen. Insbesondere ist ein Abschnitt, genauer ein Deckabschnitt der äußeren Abschirmung von der Abschirmung abgewinkelt, um sich entgegen der Einführrichtung mit dem Entladeabschnitt bis an oder in den Hohlraum zu erstrecken. Daher bildet auch die äußere Abschirmung ein Schutzelement im Sinne dieser Beschreibung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt die Klammer durch Ausstanzen integral ausgebildete Andrucklaschen, welche gegen die Rückseite der elektrooptischen Bauelemente vorgespannt sind, um diese entgegen der Einführrichtung kraftzubeaufschlagen. Damit wird die Qualität der optischen Verbindung gewährleistet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Kurzbeschreibung der Figuren
Es zeigen:
1A eine Draufsicht von oben auf die U-förmige Klammer mit eingesetzten elektro-optischen Wandlern einschließlich Faserabschnitten und einer Ausführungsform des Schutzelements,
1B wie 1A mit dem Verbindergehäuse,
2A eine Vorderansicht auf die Anordnung aus 1A,
2B wie 2A mit dem Verbindergehäuse,
3A eine Seitenansicht auf die Anordnung aus 1A,
3B wie 3A mit dem Verbindergehäuse,
4A eine Draufsicht von unten auf die Anordnung aus 1A,
4B wie 4A mit dem Verbindergehäuse,
5 eine perspektivische Ansicht auf die Anordnung aus 1A von schräg vorne oben,
6 eine perspektivische Ansicht auf die Anordnung aus 1A von schräg vorne unten,
7 eine perspektivische Ansicht auf die Anordnung aus 1A von schräg hinten unten,
8 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 8-8 in 2B und
9 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 9-9 in 2B.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1A zeigt eine äußere Abschirmung in Form einer U-förmigen Abschirmklammer 2 mit einem linken und rechten Seitenarm 4, 6 und einem Rückenabschnitt 8, welcher einstückig mit den Seitenarmen verbunden ist. An dem Rückenabschnitt 8 ist ein horizontaler Deckabschnitt 10 aufgehängt, welcher entlang einer Kante 12 einstückig mit dem Rückenabschnitt 8 verbunden ist.
Die Klammer 2, genauer der Deckabschnitt 10 weist zumindest ein, in diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von vier Entladeabschnitten 14 auf, welche sich von dem Deckabschnitt 10 horizontal entgegen der Einführrichtung E des Gegenverbinders (nicht dargestellt) erstrecken. Die Entladeabschnitte 14 sind im Wesentlichen als rückseitig aufgehängte und im Übrigen freitragende rechteckige Vorsprünge ausgebildet.
Die Klammer 2 weist weiter vier gestanzte Schlitze 16 auf, welche sich von dem Deckabschnitt 10 um die Kante 12 bis in den Rückenabschnitt 8 erstrecken, um zwei freitragende federnde Andrucklaschen 18 zu bilden.
Weiter sind in 1A, zwei optische Faserabschnitte 24, 26 und drei Entladeabschnitte 34, 36, 38 eines Schutzelements oder inneren Überspannungsableiters 30 zu erkennen.
Die jeweiligen vorderen Stirnflächen 14a, 34a, 36a und 38a der Entladeabschnitte 14, 34, 36 bzw. 38 verlaufen bündig in einer lateralen Ebene A, welche in Bezug auf die Vorderseiten 24a und 26a der optischen Faserabschnitte 24 und 26 zurückgesetzt ist. Der Rücksatz beträgt vorzugsweise 1 mm bis 10 mm, in diesem Beispiel etwa 2,5 mm.
Bezug nehmend auf 1B ist der Verbinder 1 umfassend die gestanzte und geformte Klammer 2 zusammen mit einem dielektrischen Verbindergehäuse 40, welches von der Klammer 2 rückseitig umgriffen wird, dargestellt. Die seitlichen Arme 4, 6 der Klammer 2 sind mittels seitlichen Rastnasen 44, 46, mit dem Verbindergehäuse 40 verrastet.
Bezug nehmend auf 2A sind zwei elektro-optische Wandler 54, 56 mit jeweils mehreren Lötstiften 55 bzw. 57 dargestellt.
Teilweise zwischen den Wandlern 54, 56 ist das metallische Schutzelement 30 mittig angeordnet und weist einen ersten Entladefinger 64 mit einem um 90° abgewinkelten Verbindungsabschnitt 74, mit einem ersten Armabschnitt oder Schenkel 84 und dem abschließenden Entladeabschnitt 34 auf. Der Schenkel 84 des ersten Entladefingers ist L-förmig gestanzt.
Das innere Schutzelement 30 weist ferner einen zweiten Entladefinger 66 mit einem um 90° abgewinkelten Verbindungsabschnitt 76, mit einem zweiten Armabschnitt oder Schenkel 86 und dem abschließenden Entladeabschnitt 36 auf. Der erste und zweite Schenkel 84, 86 sind einander entgegengesetzt transversal ausgerichtet und vertikal versetzt.
Die beiden Armabschnitte 84, 86 sind in Form von schmalen Streifen ausgestanzt.
Weiter umfasst das Schutzelement 30 einen in 2A sich senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckenden und zwischen dem ersten und zweiten Entladefinger 64, 66 angeordneten geradlinigen dritten Entladefinger 68, welcher oberhalb des ersten und zweiten Entladefingers an einem Rumpfabschnitt 32 des Schutzelements 30 aufgehängt ist.
Das Schutzelement 30 besitzt einen unteren Lötstift 39 welcher mittels des Rumpfabschnitts mit den drei Entladefingern 64, 66, 68 verbunden ist. Auch die Klammer 2 weist vier eigene Lötstifte 3 auf, wobei die Lötstifte 3 und 39 etwas länger ausgebildet sind als die Lötstifte 55 und 57.
Der erste und zweite Schenkel 84, 86 erstreckt sich zumindest teilweise vor dem zugehörigen Wandler 54, 56, so dass das Schutzelement 30 selbst auch eine elektrische Abschirmung bildet.
2B zeigt den Verbinder 1 mit dem Kunststoffverbindergehäuse 40, welches in seiner Vorderseite 40a eine Öffnung 48 aufweist. Die Öffnung 48 gibt den Weg frei in einen Hohlraum 49 in dem Verbindergehäuse 40, wodurch eine Aufnahme 50 zum paarenden Verbinden mit einem Gegenverbinder (nicht dargestellt) gebildet wird.
In dem Hohlraum 49 sind zwei optische Anschlusselemente 94, 96 in Form von zylindrischen Anschlusshülsen mit den darin eingeführten optischen Faserabschnitten 24, 26 angeordnet, wobei die Anschlusshülsen einstückig mit dem Verbindergehäuse 40 ausgebildet sind.
Das Verbindergehäuse 40 wird von der Vorderseite 40a, einer Rückwand oder inneren Rückwand 40b, zwei Seitenwänden 40c, 40d sowie einem Boden 40e und einem Deckel 40f einstückig gebildet. Eine dem Hohlraum 49 zugewandte Vorderseite 41 der Rückwand 40b bildet dabei die rückwärtige Begrenzung des Hohlraums 49.
Der Hohlraum 49 erstreckt sich von der Vorderseite 40a bis zu der Rückwand 40b des Verbindergehäuses 40. Von der Rückwand 40b ragen ferner die beiden optischen Anschlusselemente 94, 96 in den Hohlraum 49 hinein. Zum Verbinden wird ein Abschnitt des Gegenverbinders durch die Öffnung 48 in den Hohlraum 49 eingesteckt.
Die Rückwand 40b weist vier in einer horizontalen Linie angeordnete längliche, rechteckige Öffnungen 104 auf, welche oberhalb der optischen Anschlusselemente 94, 96 angeordnet sind und in welche die Entladeabschnitte 14 der Klammer 2 eingreifen oder hineinragen. Ferner sind drei weitere Öffnungen 114, 116 und 118 in der Rückwand 40b vorhanden, in welche die Entladeabschnitte 34, 36 bzw. 38 des Schutzelements 30 eingreifen oder hineinragen. Folglich penetrieren sowohl die Entladefinger 64, 66 als auch die Abschirmung 2 die Rückwand 40b des Verbindergehäuses 40.
Die erste Öffnung 114 ist schräg rechts unterhalb, die zweite Öffnung 116 schräg links unterhalb der Anschlusselemente 94, 96 und die dritte Öffnung 118 zwischen den Anschlusselementen 94, 96 angeordnet, so dass ein flächiger Schutz erzielt wird und eine sichere Ableitung gewährleistet ist, unabhängig davon, an welcher Stelle jemand z.B. mit dem Finger in den Hohlraum 49 hineinfährt.
Bezug nehmend auf 3A ist eine seitliche Rastöffnung 45 in der Klammer 2 dargestellt.
Bezug nehmend auf 3B ist zu erkennen, dass der Deckabschnitt 10 der Klammer 2 horizontal in einen Schlitz 42 in dem Gehäuse 40 eingreift.
Bezug nehmend auf 4A ist dargestellt, dass die Wandler 54, 56 zumindest teilweise zwischen den Armabschnitten 84, 86 einerseits und dem Rückenabschnitt 8 der Klammer 2 andererseits angeordnet sind.
Das Schutzelement 30 ist zumindest abschnittsweise außerhalb des Gehäuses 40 angeordnet. Insbesondere befinden sich das Rumpfelement 32 und die Armabschnitte 84, 86 außerhalb des Gehäuses 40.
Bezug nehmend auf 4B ist zu erkennen, dass die Andrucklaschen 18 die Wandler 54, 56 entgegen der Einführrichtung E gegen Rückwand 40b des Gehäuses 40 pressen.
Ferner weist der Boden 40e des Gehäuses 40 Ausnehmungen 120, zur Führung zumindest einiger der Lötstifte 55, 57 sowie Montagezapfen 122 zur Befestigung an einer Schaltungsplatte (nicht dargestellt) auf.
Bezug nehmend auf die 5 bis 7 ist in den perspektivischen Ansichten am besten zu sehen, dass das Schutzelement 30 mittels der drei Entladefinger 64, 66, 68 ein Dreibein definiert. Mit anderen Worten sind die beiden äußeren Entladefinger 64 und 66 flügelartig von dem Rumpfelement 32 weggebogen, wobei das Rumpfelement 32 durch eine im Wesentlichen rechteckige Platte gebildet wird, welche den Lötstift 39 und die drei Entladefinger 64, 66, 68 einstückig miteinander verbindet.
Eine rückwärtige Kante 31 des Rumpfelements 32 verläuft entlang des Rückenabschnitts 8 der Klammer 2, wobei ggf. ein elektrischer Kontakt hergestellt sein kann.
Bezug nehmend auf die 8 und 9 sind horizontale Schnitte durch den Verbinder 1 dargestellt, welche die in die Öffnungen 104 eingreifenden und vorderseitig miteinander und mit der Vorderseite 41 der Rückwand 40b bündigen Entladeabschnitte 14 zeigen.
Ferner sind die optischen Fasern 24, 26, eingepresst in die Anschlusselemente 94 bzw. 96, gut zu erkennen.
Die Wandler 54, 56 sind ferner von Wandlergehäusen 124, 126 umgeben, welche mit jeweils zwei vorderseitigen Führungsarmen in entsprechende Ausnehmungen 130 in dem Rückwand 40b des Wandlergehäuses 40 eingreifen.
Der vorstehend beschriebene Verbinder 1 mit verbessertem ESD-Schutz wurde mit einem Testfinger unter 16 kV dahingehend geprüft, dass dieser in den Hohlraum 49 eingeführt wurde, bis ein Überschlag gegen die Entladeabschnitte stattgefunden hat. Eine Zerstörung der FOTs fand in vorteilhafter Weise nicht statt.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger weise variiert werden kann, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen.

Claims

Optischer Verbinder (1), insbesondere zum Herstellen von Multimedia-Verbindungen in einem Kraftfahrzeug gemäß dem MOST-Standard, umfassend: ein dielektrisches Verbindergehäuse (40) mit einer Gegenverbinderaufnahme (50) zum paarenden Verbinden mit einem Gegenverbinder, zumindest ein optisches Anschlusselement (94, 96) zum paarenden Verbinden mit einem komplementären optischen Anschlusselement des Gegenverbinders, zumindest ein elektro-optisches Bauelement (54, 56) mit elektronischen Schaltkreisen und zumindest ein elektrisch leitfähiges Schutzelement (30) gegen elektrische Entladungen im Bereich der Gegenverbinderaufnahme (50).
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 1, wobei das Schutzelement (30) einen elektrisch leitenden Entladefinger (64, 66, 68) mit einem Entladeabschnitt (34, 36, 38) umfasst und der Entladeabschnitt (34, 36, 38) in der Nähe des optischen Anschlusselements (94, 96) angeordnet ist, derart dass der Entladefinger (64, 66, 68) einen Blitzableiter zum Schutz des optischen Anschlusselements (94, 96) bildet.
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich der Entladeabschnitt (34, 36, 38) im Wesentlichen parallel zur Einführrichtung (E) des Gegenverbinders erstreckt.
Optischer Verbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gegenverbinderaufnahme einen Hohlraum (49) aufweist, der Hohlraum (49) an einer Vorderseite eine Öffnung zum Einführen des Gegenverbinders besitzt und der Entladefinger (64, 66, 68) an einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite des Hohlraums (49) angeordnet ist.
Optischer Verbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Hohlraum (49) an seiner Rückseite durch eine Rückwand (40b) begrenzt ist und das Schutzelement (30) die Rückwand (40b) penetriert.
Optischer Verbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schutzelement (30) einen elektrisch leitenden Entladefinger (64, 66, 68) mit einem Entladeabschnitt (34, 36, 38) umfasst und die Rückwand (40b) eine Öffnung aufweist, in welche der Entladeabschnitt (34, 36, 38) eingreift.
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 6, wobei sich der Entladeabschnitt (34, 36, 38) durch die Öffnung erstreckt und im Wesentlichen bündig mit der Rückwand (40b) abschließt.
Optischer Verbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schutzelement (30) mehrere Entladefinger (64, 66, 68) aufweist.
Optischer Verbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schutzelement (30) einen ersten und zweiten Entladefinger (64, 66) mit jeweils einem sich quer zur Einführrichtung (E) des Gegenverbinders erstreckenden Armabschnitt aufweist, wobei das eine elektro-optische Bauelement ein erstes elektro-optisches Bauelement (54) ist und der Verbinder ein zweites elektro-optisches Bauelement (56) umfasst und wobei die Armabschnitte des ersten und zweiten Entladefingers (64, 66) dem ersten bzw. zweiten elektro-optischen Bauelement zugeordnet sind.
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 9, wobei der erste und zweite Entladefinger (64, 66) jeweils einen sich entlang der Einführrichtung (E) des Gegenverbinders erstreckenden Verbindungsabschnitt aufweist, an welchem der jeweilige Armabschnitt aufgehängt ist und an welchen sich jeweils zumindest ein Entladeabschnitt (34, 36, 38) anschließt.
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei sich die Armabschnitte des ersten und zweiten Entladefingers (64, 66) entlang einer Vorderseite des ersten bzw. zweiten elektro-optischen Bauelements erstrecken.
Optischer Verbinder (1) nach einem Ansprüche 9 bis 11, wobei der erste und zweite Entladefinger quer zur Einführrichtung (E) versetzt sind.
Optischer Verbinder (1) nach einem Ansprüche 9 bis 12, wobei der erste und zweite Entladefinger (64, 66) asymmetrisch ausgebildet sind.
Optischer Verbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das optische Anschlusselement (94, 96) ein erstes optisches Anschlusselement (94, 96) ist und der Verbinder zumindest ein zweites optisches Anschlusselement (94, 96) zum paarenden Verbinden mit einem weiteren komplementären optischen Anschlusselement des Gegenverbinders aufweist, wobei das Schutzelement (30) zumindest drei Entladefinger (64, 66, 68) mit jeweils einem Entladeabschnitt (34, 36, 38) aufweist, wobei das erste optische Anschlusselement zwischen einem ersten und einem dritten der Entladeabschnitte (34, 38) angeordnet ist und wobei das zweite optische Anschlusselement zwischen einem zweiten und dem dritten der Entladeabschnitte (36, 38) angeordnet ist und wobei der dritte Entladeabschnitt (38) zwischen dem ersten und zweiten optischen Anschlusselement angeordnet ist.
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 14, wobei die Gegenverbinderaufnahme einen Hohlraum (49) aufweist, der Hohlraum (49) an einer Vorderseite eine Öffnung zum Einführen des Gegenverbinders besitzt, der Hohlraum (49) an einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite durch eine Rückwand (40b) begrenzt ist und die Rückwand (40b) zumindest drei Öffnungen aufweist, durch welche sich jeweils einer der Entladeabschnitte erstreckt.
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 14 oder 15, wobei der erste, zweite und dritte Entladefinger einstückig aus Metallblech gestanzt und geformt sind.
Optischer Verbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schutzelement (30) ein eigenes Anschlusselement zum Verbinden mit einem elektrischen Schaltungsträger aufweist.
Optischer Verbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verbinder eine äußere elektrische Abschirmung (2) aufweist.
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 18, wobei die äußere elektrische Abschirmung (2) das Verbindergehäuse (40) penetriert.
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Abschirmung (2) in Form einer im Wesentlichen U-förmigen Klammer ausgebildet ist, welche das Verbindergehäuse (40) rückwärtig umgreift.
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Schutzelement (30) mittig in der U-förmigen Klammer angeordnet ist.
Optischer Verbinder (1) nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Klammer integral ausgebildete Andrucklaschen aufweist, welche gegen die Rückseite der elektrooptischen Bauelemente vorgespannt sind, um diese entgegen der Einführrichtung (E) kraftzubeaufschlagen.
Verwendung eines Schutzelements (30) gegen elektrische Entladungen im Inneren eines optischen Verbinders (1) mit einer Gegenverbinderaufnahme (50) zum paarenden Verbinden mit einem Gegenverbinder und mit optischen Anschlusselementen (94, 96) in der Gegenverbinderaufnahme (50), insbesondere gemäß dem MOST-Standard, wobei das Schutzelement (30) derart im Bereich der optischen Anschlusselemente (94, 96) angeordnet wird, dass das Schutzelement eine elektrische Entladung von einem in die Gegenverbinderaufnahme (50) eingeführten Objekt auf die optischen Anschlusselemente (94, 96) verhindert.