DE102010041874B4

DE102010041874B4 - Optischer Substrat-Schwenkverbinder, optischer Substrat-Gegenverbinder, optische Substrat-Verbindungseinrichtung, konfektioniertes Lichtwellenleiter-Kabel sowie elektrisches Gerät

Info

Publication number: DE102010041874B4
Application number: DE102010041874.9A
Authority: DE
Inventors: Robert Würker; Bodo Bimboese
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2030-10-02
Also published as: EP2622394A1; US20130188912A1; DE102010041874A1; WO2012041780A1; JP2013543145A

Abstract

Optischer Substrat-Schwenkverbinder für eine optische, optoelektrische oder optoelektronische Verbindung auf einem Substrat (20), wobeider optische Substrat-Schwenkverbinder (100) an einem an dem Substrat (20) vorsehbaren oder vorgesehenen optischen Substrat-Gegenverbinder (200) derart vorsehbar ist, dass der Substrat-Schwenkverbinder (100) aus einer Offenstellung (O) in eine Geschlossenstellung (G) am Substrat-Gegenverbinder (200) verschwenkbar ist, wobeieine Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) mit einer optischen Einrichtung (220) des Substrat-Gegenverbinders (200) optisch koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Substrat-Schwenkverbinder für eine optische, optoelektrische bzw. optoelektronische Verbindung, insbesondere mit einer fliegenden Ferrule; sowie einen optischen Substrat-Gegenverbinder dafür, insbesondere ein Sender-, Empfänger- oder Sender/Empfänger-Modul. Ferner betrifft die Erfindung eine optische Substrat-Verbindungseinrichtung für ein optisches, optoelektrisches bzw. optoelektronisches Gerät, z. B. ein MOST-Gerät für den Kraftfahrzeugbereich; ein konfektioniertes Lichtwellenleiter-Kabel, insbesondere ein Pigtail, dafür; sowie ein elektrisches bzw. elektronisches Gerät, oder eine Baugruppe für dieses Gerät. - Im Folgenden sind, mit Ausnahme der Ansprüche, die Begriffe Substrat-Schwenkverbinder, Substrat-Gegenverbinder sowie Substrat-Verbindungseinrichtung meist zu Schwenkverbinder, Gegenverbinder und Verbindungseinrichtung verkürzt, sind jedoch jeweils als erstere zu lesen.
Die Übertragung von Daten spielt eine wichtige Rolle in der Entwicklung der elektrischen und elektronischen Märkte. Heute sind diese Anforderungen an die Datenübertragung ein entscheidender Bestandteil nahezu eines jeden Industriezweigs, wie z. B. der Computer-, der Automobil- oder der Luftfahrtindustrie. Hier werden breite Produktpaletten von elektrischen, optischen und elektrooptischen Verbindern benötigt, welche hohe Datenübertragungsraten sicherstellen. Dies sind z. B. in einem modernen Kraftfahrzeug Entertainment-/Infotainmentanwendungen und Verkehrsinformationen, die bevorzugt über einen so genannten MOST^®-Bus (MOST: Media Oriented Systems Transport) ausgetauscht werden, einem optischen Bus eines Multimedia Netzwerks des Kraftfahrzeugs. Für diese und auch andere optische Datenübertragungs-Technologien werden Verbindersysteme benötigt, die die optischen bzw. optoelektronischen Komponenten, wie Pigtails, (Hybrid-)Steckverbinder mit optischen und/oder elektrischen Kontakten sowie Glas- oder Kunststoff-Lichtwellenleiter-Kabel optisch mit einander koppeln.
Optische, optoelektrische bzw. optoelektronische Verbindungen sind im Stand der Technik, wie in den 1 und 2 der Zeichnung dargestellt, als optische Steckverbindungen 12 ausgelegt. Die optische Steckverbindung 12 umfasst dabei ein bedrahtetes Substratmodul 13 mit THM-Technologie (THM: Through Hole Mounted), welches auf einer Leiterplatte (PCB: Printed Circuit Board) oder einer Platine (bestückte Leiterplatte), elektrisch anschließbar ist. Ferner umfasst die Steckverbindung 12 korrespondierend zu ihrem Substratmodul 13, wenigstens einen Stecker 14 (Ausführungsform nach 1) oder ein Steckermodul 14 (Ausführungsform nach 2).
Ein in 1 dargestelltes Pigtail ist im Wesentlichen nur in der dort dargestellten Ausführungsform, d. h. mit eingerichteter Steckverbindung 12, auslieferbar. Hierbei ist der wenigstens eine Stecker 14 mit seinem Lichtwellenleiter meist mittels einer Bajonettverriegelung am Substratmodul 13 montiert. Bei einer Konstruktion nach 2 kann das Pigtail extern hergestellt werden. Zunächst wird, z. B. bei einem Kunden, am/im Steckermodul 14 ein Lichtwellenleiter-Kabel zusammen mit dessen Ferrule montiert, die ferner mittels einer separaten Sekundärverrastung 15 im Steckermodul 14 verrastbar ist. In einem zeitlichen Anschluss daran wird das Steckermodul 14 mit dem Substratmodul 13 optisch verbunden. Dieses derart entstandene Pigtail kann dann auf einer Leiterplatte montiert werden.
Bei solchen schon eingerichteten optischen Steckverbindungen 12 ist es problematisch, diese auf einer Leiterplatte zu montieren und zu verlöten. Dies rührt daher, dass der Steckverbindung 12 ein Rest des Pigtails, ggf. mit einem weiteren optischen Steckverbinder für eine der Steckverbindung 12 gegenüberliegende Verbindereinrichtung, zugehörig ist. Dieses Pigtail ist aufgrund dessen Sperrigkeit vergleichsweise schwierig zu handhaben, wobei es bei der Montage der Steckverbindung 12 aufgrund der räumlichen Ausdehnung des Pigtails zu Beschädigungen auf der Platine oder Leiterplatte kommen kann. Ferner treten im anschließenden Lötprozess Probleme mit Lichtwellenleitern auf Kunststoff- bzw. Polymerbasis (POF: Polymer/Plastic Optical Fibre) auf, da diese einen vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt besitzen. Hier ist es notwendig Lichtwellenleiter auf Glasbasis (GOF: Glass Optical Fibre) zu verwenden, was ein betreffendes Pigtail signifikant verteuert.
Ferner benötigt die Montage des Pigtails oder eine seitliche Steckmontage eines Steckers oder eines Steckermoduls an einem Substratmodul vergleichsweise viel Platz auf der Leiterplatte bzw. Platine, welcher anderweitig wenig nutzbar ist. Eine solche seitliche Steckmontage ist aufwändig und bevorzugt nur automatisiert durchzuführen, da der Stecker oder das Steckermodul einen erheblichen Weg oberhalb der Leiterplatte, und gegen Ende der Montage parallel nah an der Leiterplatte bzw. Platine entlang geführt werden muss. Eine Montage per Hand ist bei eng bestückten Leiterplatten oft schwierig. Jedoch ein Mangel, eine Montage per Hand durchführen zu können macht Kleinserien vergleichsweise teuer, da sich das Einrichten eines Bestückungsautomats kaum rentiert. Wird dennoch per Hand montiert, so erhöht sich das Risiko eines Ausschusses.
Die US 5 188 539 A offenbart eine fliegende optische Kupplung aus dem Medizintechnikbereich, deren zu kuppelnde Partner verschwenkbar vorgesehen sind, wobei die Kupplung keine Ferrule aufweist und keiner der zu kuppelnden Partner auf einem Substrat montierbar ist. Ein Buchsenverbinder der Kupplung weist ein Gehäuse mit einer Öffnung auf, die zu einem ovalen Hohlraum mit darin angeordneten elektrischen, faseroptischen und/oder rohrförmigen Übertragungselementen führt. Ein Steckverbinder der Kupplung weist einen ovalen Abschnitt auf, der entsprechende elektrische und/oder faseroptische Übertragungselemente auf einer Außenfläche aufweist. Wenn der ovale Abschnitt des Steckverbinders innerhalb des ovalen Hohlraums des Buchsenverbinders aufgenommen und entsprechend geschwenkt wird, werden die jeweiligen Übertragungselemente miteinander in Kontakt gebracht.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte optische Verbindung für ein optisches, optoelektrisches bzw. optoelektronisches Gerät oder eine Baugruppe dafür, und/oder ein verbessertes konfektioniertes Lichtwellenleiter-Kabel, wie z. B. ein Pigtail, anzugeben. Hierbei ist es eine Aufgabe der Erfindung, für eine verbesserte oder alternative optische Verbindungseinrichtung einen verbesserten optischen Verbinder und/oder einen verbesserten optischen Gegenverbinder anzugeben. Des Weiteren soll dementsprechend ein konfektioniertes Lichtwellenleiter-Kabel und/oder ein elektrisches bzw. elektronisches Gerät, oder eine Baugruppe dafür, angegeben werden.
Gemäß der Erfindung soll eine Montage der optischen Verbindungseinrichtung, insbesondere eine Montage des optischen Gegenverbinders an einer Leiterplatte/Platine und/oder die Montage des optischen Verbinders am Gegenverbinder verbessert sein, wobei die jeweilige Montage einfach per Hand und auch einfach automatisiert durchführbar sein soll. Hierbei soll insbesondere ein Pigtail besser handhabbar sein bzw. das Pigtail nicht zusammen mit der gesamten optischen Verbindungseinrichtung auf der Leiterplatte montiert werden müssen. Des Weiteren sollen auch bei einem Lötprozess des Gegenverbinders auf der Leiterplatte Lichtwellenleiter auf Kunststoff- bzw. Polymerbasis eingesetzt werden können. Ferner soll für die Montage des Pigtails weniger Platz auf der Leiterplatte benötigt werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist mittels eines optischen Substrat-Schwenkverbinders für eine optische, optoelektrische bzw. optoelektronische Verbindung auf einem Substrat; mittels eines optischen Substrat-Gegenverbinders ebenfalls für eine optische, optoelektrische bzw. optoelektronische Verbindung auf einem Substrat, insbesondere ein Sender-, Empfänger- oder Sender/Empfänger-Modul; mittels einer optischen Substrat-Verbindungseinrichtung für ein Gerät, z. B. ein MOST-Gerät für den Kraftfahrzeugbereich; mittels eines konfektionierten Lichtwellenleiter-Kabels, insbesondere eines Pigtails, für ein MOST-Gerät im Kraftfahrzeugbereich; und mittels eines elektrischen bzw. elektronischen Geräts für den Kraftfahrzeugbereich, oder einer Baugruppe dafür - gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße optische Substrat-Verbindungseinrichtung weist einen Substrat-Schwenkverbinder und einen Substrat-Gegenverbinder auf, wobei der Schwenkverbinder an dem auf einem Substrat vorsehbaren oder vorgesehenen Gegenverbinder derart vorsehbar und/oder vorgesehen ist, dass mittels des Schwenkverbinders eine Ferrule der Verbindungseinrichtung auf eine optische Einrichtung der Verbindungseinrichtung zubewegbar, insbesondere zuschwenkbar, ist. In einem aufeinanderzubewegten Zustand der beiden Verbinder sind die Ferrule und die optisch Einrichtung optisch miteinander gekoppelt, können also Lichtsignale übertragen. Hierbei können sowohl der Schwenkverbinder als auch der Gegenverbinder wie ein erfindungsgemäßer optischer Substrat-Schwenkverbinder bzw. wie ein erfindungsgemäßer optischer Substrat-Gegenverbinder ausgebildet sein; siehe hierzu unten. Ganz allgemein sind der Schwenkverbinder und der Gegenverbinder als zueinander korrespondierende Verbinder ausgestaltet.
Hierbei kann bei einer einstückigen optischen Verbindungseinrichtung der Schwenkverbinder schon am Gegenverbinder vorgesehen sein, d. h. der Schwenkverbinder ist mit dem Gegenverbinder bereits gelenkig verbunden. Bei einer zweiteiligen optischen Verbindungseinrichtung kann der Schwenkverbinder am Gegenverbinder vorsehbar sein, d. h. erst für das Einrichten einer optischen Verbindung wird der Schwenkverbinder am Gegenverbinder vorgesehen. Zeitlich vor dem Einrichten der optischen Verbindung durch die Ferrule und die optische Einrichtung ist eine Lagereinrichtung des Schwenkverbinders an/in einer Lagereinrichtung des Gegenverbinders vorsehbar bzw. vorgesehen. Hierbei können die beiden Lagereinrichtungen derart ausgestaltet sein, dass diese kraftfrei an/in einander vorsehbar sind und/oder beim Verschwenken des Schwenkverbinders am Gegenverbinder im Wesentlichen spielfrei zusammenwirken.
Der Schwenkverbinder ist aus einer Offenstellung am Gegenverbinder in eine Geschlossenstellung am Gegenverbinder verschwenkbar, wobei der Schwenkverbinder in der Geschlossenstellung am Gegenverbinder befestigt ist, insbesondere dort verrastet. In der Offenstellung nimmt eine optische Achse der Ferrule des Schwenkverbinders gegenüber einer optischen Achse der optischen Einrichtung des Gegenverbinders bevorzugt einen rechten oder einen kleineren Winkel ein. Andere Winkel sind natürlich anwendbar. So können die Lagereinrichtungen derart ausgestaltet sein, dass eine Montage des Schwenkverbinders am Gegenverbinder in einem bestimmten Winkel oder Winkelbereich erfolgen kann, der größer oder kleiner als 90° ist, bzw. in einer nahezu beliebigen Winkelposition der optischen Achsen. Ferner kann der Schwenkverbinder z. B. auch entgegen seiner Schließrichtung am Gegenverbinder verschwenkt werden, sodass bei Ausführungsformen der Erfindung die optischen Achsen einen Winkel von mehr als 90° zueinander einnehmen können.
In Ausführungsformen der Erfindung spannt eine Lagerschale bzw. spannen die einander zugehörigen Lagerflächen einer einzelnen Lagereinrichtung des Gegenverbinders einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Raum auf. In der Lagerschale bzw. zwischen den Lagerflächen kann ein Lagerzapfen des Schwenkverbinders drehbar vorgesehen werden bzw. ist darin bereits drehbar vorgesehen. Der Lagerzapfen kann dabei einen im Wesentlichen kreisförmigen oder ovalen, bevorzugt elliptischen, Querschnitt besitzen. Ist der Querschnitt oval, so ist es bevorzugt, dass dieser Querschnitt wenigstens eine Symmetrieachse aufweist. Ist der Querschnitt des Lagerzapfens oval oder elliptisch, so beträgt ein Abstand der Hauptscheitel bevorzugt im Wesentlichen einem Durchmesser des von der Lagerschale bzw. den Lagerflächen aufgespannten Raums.
Bevorzugt weist die Lagerschale bzw. die zugehörigen Lagerflächen des Gegenverbinders einen Lagerschlitz derart auf, dass durch diesen der Lagerzapfen des Schwenkverbinders in die Lagereinrichtung vorbewegbar ist. Hierbei wird der Lagerzapfen im Wesentlichen parallel zur dessen späterer Schwenkachse am Gegenverbinder in die Lagereinrichtung vorbewegt. Besitzt der Lagerzapfen einen kreisförmigen Querschnitt, so ist eine Breite des Lagerschlitzes bevorzugt kleiner als ein Durchmesser des Querschnitts des Lagerzapfens. Beim Vorbewegen des Lagerzapfens in die Lagerschale werden die Seiten der Lagerschale aufgeweitet, wobei der Lagerzapfen anschließend im Wesentlichen formschlüssig in der Lagerschale bzw. zwischen dessen Lagerflächen aufgenommen ist. D. h. der Lagerzapfen wird in die Lagerschale eingeklickt.
Besitzt der Lagerzapfen einen ovalen oder elliptischen Querschnitt, so entspricht eine Breite bzw. ein Durchmesser des Lagerschlitzes wenigstens einem Abstand der Nebenscheitel dieses ovalen oder elliptischen Querschnitts. Hierdurch ist der Lagerzapfen, unter der Voraussetzung, dass dieser mit einem Hauptscheitel voran den Lagerschlitz vorbewegt wird, kraftfrei in die Lagerschale vorbewegbar. Beträgt dabei der Abstand der Hauptscheitel des Querschnitts des Lagerzapfens dem Durchmesser der Lagerschale, so ist der Lagerzapfen nach dem kraftfreien Vorbewegen in die Lagerschale, in dieser in der Geschlossenstellung spielfrei aufgenommen. Dies folgt aus der Geometrie des Lagerzapfens und der Lagerschale bzw. deren Lagerflächen, sowie einem Verdrehen des Lagerzapfens in der Lagerschale um bis zu 90° aus der Offenstellung in die Geschlossenstellung.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung drückt in der Geschlossenstellung der Verbindungseinrichtung ausschließlich eine Primärverrastung des Schwenkverbinders dessen Ferrule gegen die optische Einrichtung des Gegenverbinders. Hierbei stellt die optische Einrichtung des Gegenverbinders eine Federkraft auf die Ferrule des Schwenkverbinders zu Verfügung, sodass die beiden optischen Einrichtungen ohne einen durchgängigen Stirnflächenspalt dazwischen aneinander mechanisch anliegen, d. h. optisch miteinander gekoppelt sind. Bevorzugt resultiert die Federkraft der optischen Einrichtung des Gegenverbinders aus deren Befestigung auf der Leiterplatte.
Der erfindungsgemäße, einzelne, optische Substrat-Schwenkverbinder ist an einem an dem Substrat vorsehbaren oder vorgesehenen optischen Substrat-Gegenverbinder derart lagerbar, dass der Schwenkverbinder aus einer Offenstellung in eine Geschlossenstellung am Gegenverbinder verschwenkbar ist; dieser Geschlossenstellung entspricht auch die Geschlossenstellung der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung (siehe oben). Hierbei wird eine Ferrule des Schwenkverbinders mit einer optischen Einrichtung des Gegenverbinders mechanisch gekoppelt. Hierfür weist der Schwenkverbinder eine Lagereinrichtung auf, mittels welcher der Schwenkverbinder um eine Schwenkachse verschwenkbar am Gegenverbinder lagerbar ist. Die Lagereinrichtung umfasst dabei bevorzugt eine Lasche, die insbesondere stofflich einstückig mit einem Gehäuse des Schwenkverbinders ausgebildet ist und bevorzugt nach außen von diesem absteht. Bevorzugt weist die Lasche als eigentliche Lagereinrichtung einen Lagerzapfen auf.
In Ausführungsformen der Erfindung weist der Schwenkverbinder zwei seitlich daran vorgesehene Lagereinrichtungen auf, die insbesondere stofflich einstückig mit dem Schwenkverbindergehäuse ausgebildet sind. Die beiden Lagerzapfen der Lagereinrichtungen stehen dabei bevorzugt nach außen vom Schwenkverbindergehäuse bzw. der betreffenden Lasche weg, und sind insbesondere stofflich einstückig mit dem Schwenkverbindergehäuse bzw. der Lasche ausgebildet. Ferner besitzt die durch den Schwenkverbinder definierte Schwenkachse einen senkrechten Abstand zu einer optischen Achse der Ferrule des Schwenkverbinders. D. h. die Ferrule bzw. deren optische Achse ist dadurch auf einer Kreisbahn führbar, ohne dass die Ferrule um eine durch deren optische Achse führende Achse rotierbar ist. Die optische Achse ist hierbei Tangente an diese Kreisbahn.
Des Weiteren ist eine Primärverrastung der Ferrule bevorzugt als eine Federlasche ausgebildet, deren Längsende die Ferrule in einer Richtung ihrer optischen Achse arretiert. Im Zusammenwirken der Primärverrastung mit einem nach innen weisenden Vorsprung des Schwenkverbindergehäuses ist die Ferrule in beiden Richtungen ihrer optischen Achse gehaltert. Hierbei ist der Schwenkverbinder bevorzugt derart ausgestaltet, dass zwei Ferrulen vorgesehen sind. Ferner kann der Schwenkverbinder wie oben zur erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung erläutert aufgebaut sein.
Der erfindungsgemäße, auf dem Substrat vorsehbare oder vorgesehene, einzelne, optische Substrat-Gegenverbinder weist eine Lagereinrichtung derart auf, dass an/in der Lagereinrichtung ein optischer Substrat-Schwenkverbinder lagerbar ist. Hierbei ist der Schwenkverbinder aus einer Offenstellung in eine Geschlossenstellung am Gegenverbinder verschwenkbar; dieser Geschlossenstellung entspricht auch die Geschlossenstellung der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung (siehe ebenfalls oben). Hierbei wird eine optische Einrichtung des Gegenverbinders mit einer Ferrule des Schwenkverbinders mechanisch gekoppelt. Die Lagereinrichtung des Gegenverbinders ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass eine Lagereinrichtung des Schwenkverbinders daran/darin aufnehmbar ist. Der Schwenkverbinder ist dabei um eine Schwenkachse verschwenkbar am Gegenverbinder lagerbar.
In Ausführungsformen der Erfindung ist die Lagereinrichtung des Gegenverbinders eine Lagerschale bzw. einander zugehörige Lagerflächen, welche bevorzugt an einer Lasche vorgesehen ist bzw. sind, die insbesondere stofflich einstückig an einem Gehäuse des Schwenkverbinders angebunden ist. An/in der Lagerschale bzw. zwischen den einander zugehörigen Lagerflächen ist bevorzugt ein Lagerzapfen der Lagereinrichtung des Schwenkverbinders aufnehmbar. Bevorzugt weist der Gegenverbinder zwei daran vorgesehene Lagereinrichtungen auf, die insbesondere stofflich einstückig mit dem Gegenverbindergehäuse ausgebildet sind.
Die durch den Gegenverbinder definierte Schwenkachse für den Schwenkverbinder weist einen bestimmten Abstand zu einer optischen Achse der optischen Einrichtung des Gegenverbinders auf; siehe hierzu auch die Ausführungen zum einzelnen erfindungsgemäßen Schwenkverbinder. Ferner ist eine Sekundärverrastung für die Ferrule des Schwenkverbinders bevorzugt als eine innere Gehäusewandung des Gegenverbindergehäuses ausgebildet. Hierfür ist das Gegenverbindergehäuse bevorzugt derart ausgebildet, dass in der Geschlossenstellung, eine Stirnseite der Sekundärverrastung die Ferrule des Schwenkverbinders in einer Richtung der optischen Achse der optischen Einrichtung des Gegenverbinders haltert.
Die optische Einrichtung des Gegenverbinders ist bevorzugt ein elektrisch-optischer Konverter (EOC: Electrical Optical Converter), insbesondere eine LED oder eine Laserdiode, und/oder ein optisch-elektrischer Konverter (Konverter (OEC: Optical Electrical Converter), insbesondere eine Photodiode oder ein Phototransistor. Ferner ist der optische Gegenverbinder bevorzugt als ein oberflächenmontierbares Bauelement ausgebildet, dessen elektrische Anschlüsse auf dem Substrat, wie z. B. der Leiterplatte, montierbar sind. Hierbei weisen bevorzugt sowohl die optische Einrichtung als auch ein EMV-Schutz des Gegenverbinders oberflächenmontierbare elektrische Anschlüsse, insbesondere elektrische Anschlusspins, auf. Ferner kann der Gegenverbinder wie oben zur erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung erläutert ausgebaut sein.
Gemäß der Erfindung ist eine Montage der optischen Verbindungseinrichtung, insbesondere eine Montage des Gegenverbinders an einer Leiterplatte und/oder eine Montage des Schwenkverbinders am Gegenverbinder verbessert. Hierbei kann die Montage einfach per Hand und auch einfach automatisiert durchgeführt werden. Durch das erfindungsgemäße Separieren einer optischen Steckverbindung in einen Schwenkverbinder und einen Gegenverbinder ist insbesondere ein Pigtail besser handhabbar bzw. das Pigtail muss nicht zusammen mit der gesamten erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung auf der Leiterplatte montiert werden. Hierdurch können Lichtwellenleiter auf Kunststoff- bzw. Polymerbasis problemlos eingesetzt werden. Des Weiteren wird für eine Montage des gesamten Pigtails weniger Bauraum auf der Leiterplatte benötigt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In den im Wesentlichen detaillierten Figuren der Zeichnung zeigen:

1 in einer Perspektivansicht ein Pigtail mit einer optischen Steckverbindung gemäß dem Stand der Technik, aufweisend ein Substratmodul und zwei Stecker dafür sowie einen weiteren optischen Steckverbinder;
2 eine Perspektivansicht auf ein Substratmodul einer optischen Steckverbindung gemäß dem Stand der Technik, mit einem daran vorgesehenen nicht bestückten Steckermodul;
3 eine perspektivische, ausgeschnittene und schematische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes optoelektronisches Gerät beim erfindungsgemäßen Einrichten einer optischen Verbindung mittels einer erfindungsgemäßen optischen Verbindungseinrichtung;
4 in einer seitlich hinteren 3D-Ansicht ein Vorsehen eines erfindungsgemäßen optischen Schwenkverbinders an einem erfindungsgemäßen optischen Gegenverbinder;
5 analog zur 4 ein erfindungsgemäßes Etablieren der erfindungsgemäßen optischen Verbindungseinrichtung aus dem Schwenkverbinder und dem Gegenverbinder;
6 analog zu den 4 und 5 eine eingerichtete optische Verbindung aus dem Schwenkverbinder und dem Gegenverbinder;
7 in einer seitlich geschnittenen 2D-Ansicht ein Einsetzen des erfindungsgemäßen Schwenkverbinders am erfindungsgemäßen Gegenverbinder;
8 analog zu 7 ein Verschwenken des Schwenkverbinders gegenüber dem Gegenverbinder aus einer Offenstellung am Gegenverbinder heraus;
9 analog zu den 7 und 8 eine Geschlossenstellung des Schwenkverbinders am Gegenverbinder, mit optisch gekoppelten optischen Einrichtungen;
10 eine schematische 2D-Seitenansicht einer eingerichteten Lagerverbindung des erfindungsgemäßen Schwenkverbinders mit dem erfindungsgemäßen Gegenverbinder;
11 in einer zu 10 analogen Darstellung eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerverbindung aus dem Schwenkverbinder und dem Gegenverbinder;
12 analog zu 10 eine Darstellung einer Alternative der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Lagerverbindung;
13 und ebenfalls analog zu 10 eine Darstellung einer weiteren Alternative der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Lagerverbindung;
14 eine dreidimensionale Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Gegenverbinders; und
15 eine Perspektivansicht des erfindungsgemäßen Gegenverbinders von unten.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Geräts 1 bzw. eines Devices 1 (siehe 3) für ein MOST-Netzwerk näher erläutert; bevorzugt ist dieses Gerät 1 eine Hochfrequenz-Einrichtung 1 bzw. eine Radio-Einrichtung 1. Die Erfindung ist jedoch nicht auf ein solches Gerät 1 beschränkt, sondern kann auf sämtliche optische, optoelektrischen bzw. optoelektronischen Geräte 1, Vorrichtungen 1 und/oder Einrichtungen 1 angewendet werden. - Ferner handelt es sich, wenn nachfolgend von einem Pigtail 6 die Rede ist, um ein (vor-)konfektioniertes Lichtwellenleiter-Kabel 6, das bevorzugt vergleichsweise kurz und wenigstens an einem Ende mit einem optischen Verbinder versehen ist. Diese (Vor-)Konfektionierung ist meist erforderlich, da eine Montage des Verbinders mit den betreffenden Lichtwellenleitern 60 vor Ort problematisch ist. Ein Pigtail 6 dient z. B. der Kopplung optischer Bauelemente oder einem Rangieren von optischen Verbindungen.
Das in 3 teilweise dargestellte MOST-Gerät 1 ist Teil eines MOST-Netzwerks, dessen Struktur bevorzugt ein Ring ist, wobei eine Verbindung zwischen zwei MOST-Geräten 1 als eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung ausgebildet ist. Eine als elektrisch-optischer Konverter (EOC, Pos. 220 siehe unten) bezeichnete Einrichtung wandelt dabei elektrische Signale in einem Sender/Empfänger-Modul 200 (MOST Network Transceiver) in optische Signale, die über einen bevorzugt polymeren Lichtwellenleiter 60 zu einem zweiten Sender/Empfänger-Modul 200 (MOST Network Transceiver) übertragen werden; dort wandelt eine als optisch-elektrischer Konverter (OEC, 220) bezeichnete Einrichtung die empfangenen optischen Signale in elektrische Signale; das Umgekehrte findet dabei für einen zweiten Lichtwellenleiter 60 parallel statt. Vorliegend ist ein solches Sender/Empfänger-Modul 200 als ein erfindungsgemäßer optischer Gegenverbinder 200 für eine erfindungsgemäße optoelektronische Verbindungseinrichtung 10 ausgebildet, die ferner einen erfindungsgemäßen optischen Schwenkverbinder 100 umfasst, der bevorzugt Bestandteil des Pigtails 6 ist.
Der Gegenverbinder 200 kann aber z. B. auch nur als ein optisches oder elektrooptisches Sender-Modul 200 (Transmitter) oder nur als ein optisches oder elektrooptisches Empfänger-Modul (Receiver) ausgebildet sein. Vorliegend ist der Gegenverbinder 200 als ein Substratmodul 200 der optischen Verbindungseinrichtung 10 ausgebildet und auf einem Substrat 20, z. B. einer Leiterplatte 20, die ggf. bestückt sein kann, montierbar. Aber auch die Anwendung auf einem ggf. umspritzten Stanzgitter 20 als Substrat 20 o. ä. ist anwendbar. Hierbei ist das Substrat 20 Teil einer Baugruppe 2 des Geräts 1. Die Verbindungseinrichtung 10 ist ferner mit einer optischen, optoelektrischen/-elektronischen Verbindereinrichtung 4, vorliegend einem MOST-Verbinder 4 optisch verbunden, der insbesondere als ein als eine Stiftwanne 4 ausgebildeter Radiosteckverbinder 4 ausgebildet ist. Hierfür weist das Pigtail 6 an einem dem Schwenkverbinder 100 gegenüberliegenden Ende einen optischen Steckverbinder 40 für die Verbindereinrichtung 4 auf.
Die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung 10 weist zwei Verbinderbauteile 100, 200 auf, die gegeneinander verschwenkt werden können. Hierbei ist es bevorzugt, dass das Schwenkmodul 100 separat vom Gegenverbinder 200 ausgebildet ist, wobei diese aneinander montierbar sind. Es ist in Ausführungsformen der Erfindung jedoch möglich, das Schwenkmodul 100 fest aber verschwenkbar am Gegenverbinder 200 vorzusehen; d. h. an/in einer jeweiligen Lagereinrichtung ist das betreffende Gegenlager schon vorgesehen. Nachfolgend wird jedoch nur die zweiteilige Ausbildung der Verbindungseinrichtung 10 näher erläutert.
Wie den Schritten I bis III der 3 zu entnehmen ist, ist der Schwenkverbinder 100 zunächst aus der in der 3 dargestellten horizontalen Position um ca. 90° derart zu kippen, dass dessen optische Einrichtungen 120 mit Bezug auf die 3 nach unten weisen (Schritt I). In einem zeitlichen Anschluss daran wird der Schwenkverbinder 100 in dieser Relativposition mit dem Gegenverbinder 200 gelenkig verbunden (Schritt II, siehe auch 4 und 7), wobei sich der Schwenkverbinder 100 in einer Offenstellung O am Gegenverbinder 200 befindet. Dies wird auch als Offenstellung der Verbindungseinrichtung 10 bezeichnet. Schließlich wird der Schwenkverbinder 100 wieder in eine mit Bezug auf die 3 horizontale Position am Gegenverbinder 200 verschwenkt (Schritt III, siehe auch 5 und 8), wobei sich eine optische Verbindung zwischen dem Schwenkverbinder 100 und dem Gegenverbinder 200 einrichtet (Schritt III, siehe auch 6 und 9). D. h. der Schwenkverbinder 100 befindet sich in einer Geschlossenstellung G am Gegenverbinder 200; dies wird analog als Geschlossenstellung G der Verbindungseinrichtung 10 bezeichnet.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die Außenansichten der 4 bis 6 sowie den dazu korrespondierenden Innenansichten der 7 bis 8 ein Aufbau des Schwenkverbinders 100 und des Gegenverbinders 200 sowie ein Einrichten der Verbindungseinrichtung 10 näher erläutert. - Der im Wesentlichen kastenförmige Schwenkverbinder 100 weist in seinem Gehäuse 110 wenigstens eine optische Einrichtung 120 auf, die darin festgelegt, bevorzugt verrastet, ist. Die optische Einrichtung 120 besitzt in Richtung ihrer optischen Achse A₁₂₀ im Schwenkverbindergehäuse 110 bevorzugt ein axiales Spiel. Vorliegend weist der Schwenkverbinder 100 zwei optische Einrichtungen 120, eine für einen optischen Sender- und eine für einen optischen Empfängerpfad auf. Die jeweilige optische Einrichtung 120 ist vorliegend als optische Endhülse 120 oder Ferrule 120 ausgebildet; es können natürlich andere optische Einrichtungen 120 im Gehäuse 110 vorgesehen sein; siehe hierzu auch die Erläuterungen zum Gegenverbinder 200. Nachfolgend ist nur noch von einer einzelnen Ferrule 120 als optische Einrichtung 120 die Rede, wobei das nachfolgend Gesagte analog auf die zweite optische Einrichtung 120 zutreffen soll.
Die Ferrule 120 ist in einer Kammer 112 im Schwenkverbindergehäuse 110 zentriert und verrastet. Hierfür weist die Ferrule 120 wenigstens einen Bund 124 auf, der wenigstens teilweise um einen bevorzugt rotationssymmetrischen Grundkörper 122 der Ferrule 120 umläuft. An einer Oberseite des Gehäuses 110 ist integral eine als Federlasche 114 ausgebildete Primärverrastung 114 vorgesehen, deren Längsende 114 bzw. deren Stirnseite 115 in einer Montageposition der Ferrule 120 im Gehäuse 110 an einem vorderen Bund 124 der Ferrule 120 verriegelnd ansitzt. Hierbei ist die Ferrule 120 in einer Richtung ihrer optischen Achse A₁₂₀ verriegelt. Mittels eines Vorsprungs 116 an einer vorderen Stirnseite 101 des Gehäuses 110 ist die Ferrule 120 in einer dazu entgegengesetzten Richtung ebenfalls mittels ihres vorderen Bunds 124 verriegelt. Durch eine Dicke des Bunds 124, und einem axialen Abstand der Stirnseite 115 der Primärverrastung 114 gegenüber einer der vorderen Stirnseite 101 des Vorsprungs 116 gegenüberliegenden Seite ist ein Spiel für die Ferrule 120 in Richtung der optischen Achse A₁₂₀ einstellbar.
Für eine Montage der Ferrule 120 im Schwenkverbindergehäuse 110 wird diese von einer hinteren Seite kommend in eine äußere Öffnung der Kammer 112 des Gehäuses 110 nach innen in die Kammer 112 vorbewegt. Hierbei bewegt der vordere Bund 124 der Ferrule 120 die langgestreckte Primärverrastung 114 nach oben weg. Ist die Ferrule 120 in ihrer endgültigen Montageposition im Gehäuse 110, so rastet die Primärverrastung 114 hinter dem vorderen Bund 124 ein. Ein hinterer Bund 124 der Ferrule 120 zentriert diese in der Kammer 112, insbesondere in einem Bereich an der hinteren Öffnung des Gehäuses 110. - In der Ferrule 120 ist ein Längsendabschnitt eines Lichtwellenleiters 60 befestigt, der bevorzugt aus einem Kunststoff- bzw. einem Polymer (POF) besteht; natürlich ist auch ein Lichtwellenleiters 60 aus Glas (GOF) anwendbar. Der Lichtwellenleiter 60 weist einen Lichtwellenleiterkern 62 auf, der von einer Ummantelung 64 umgeben ist.
Das Gehäuse 110 des Schwenkverbinders 100 weist zwei Lagereinrichtungen 130 für eine Anbindung des Schwenkverbinders 100 an den Gegenverbinder 200 auf. Hierbei agieren die Lagereinrichtungen 130 als eine Schwenklagereinrichtung. Nachfolgend ist wiederum nur von einer einzelnen Lagereinrichtung 130 die Rede; das nachfolgend Gesagte soll dabei ebenfalls auf die zweite Lagereinerrichtung 130 analog zutreffen. Die Lagereinrichtung 130 weist seitlich am Gehäuse 110 nach oben bzw. außen abstehend eine Nase 132 bzw. eine Lasche 132 auf, die bevorzugt stofflich einstückig mit dem Gehäuse 110 ausgebildet ist. Seitlich an der Lasche 132 befindet sich nach außen weisend ein Lagerzapfen 134, der insbesondere einen kreisförmigen (Siehe 4 bis 6), elliptischen (siehe 7 bis 9) oder ovalen Querschnitt aufweist. Es ist natürlich möglich, den Lagerzapfen 134 auch nach innen weisend vorzusehen. Die beiden Lagerzapfen 134 definieren eine Schwenk- oder Drehachse S des Schwenkverbinders 100. Ferner kann der Schwenkverbinder 100 auch als Schwenkmodul 100 der Verbindungseinrichtung 10 bezeichnet werden.
Der angenähert kastenförmige Gegenverbinder 200 weist in seinem Gehäuse 210 wenigstens eine optische Einrichtung 220 auf, die zusammen mit einem EMV-Schutz 240 (siehe auch 14) auf einem Substrat 20 elektrisch anschließbar sind. Hierbei kann der EMV-Schutz 240 am Gehäuse 210 verrastet sein. Ferner kann das Gehäuse 210 Montageeinrichtungen, insbesondere Montagezapfen aufweisen, mittels welchen es an/auf dem Substrat 20 montierbar ist (siehe auch 15). Der Gegenverbinder 200 kann auch als Substratmodul 200 der Verbindungseinrichtung 10 bezeichnet werden. Für eine Aufnahme der optischen Einrichtung 220 weist das Gehäuse 210 eine Kammer 212 auf, die an einer Vorderseite des Gehäuses 210 wenigstens für eine Stirnfläche der Ferrule 120 des Schwenkverbinders 100 von außen zugänglich ist. Für das Aufnehmen der Ferrule 120 des Schwenkverbinders 100 weist das Gehäuse 210 ferner eine obere Wandung 218 auf, welche die Kammer 212 nach oben begrenzt und ein zu hohes Vorsehen der Ferrule 120 verhindert. Die obere Wandung 218 kann an der Vorderseite des Gehäuses 210 eine Einführschräge aufweisen.
Die optische Einrichtung 220 des Gegenverbinders 200 kann ein elektrisch-optischer Konverter 220, 222, wie z. B. eine LED oder eine Laserdiode, und/oder ein optisch-elektrischer Konverter 220, 224, wie z. B. eine Photodiode oder ein Phototransistor, sein. Andere optische Einrichtungen, wie z. B. eine Ferrule oder eine optische Endhülse sind natürlich anwendbar. Vorliegend ist die optische Einrichtung 220 des Gegenverbinders 200 ein Sender/Empfänger (Transceiver), der einen elektrisch-optischen Konverter 222 und einen optischelektrischen Konverter 224 umfasst (siehe 14). Es ist natürlich möglich, statt zwei optischen Einrichtungen 220 nur eine einzige oder eine Vielzahl davon vorzusehen.
An der Vorderseite des Gegenverbindergehäuses 210 weist dieses einen damit bevorzugt integralen Flansch 216 für eine Montage und ein Einrichten der optischen Verbindung mit dem Schwenkverbinder 100 auf. Dieser Flansch 216 umfasst zwei Lagereinrichtungen 230 für die Anbindung des Schwenkverbinders 100, wobei die Lagereinrichtungen 230 ebenfalls als eine Schwenklagereinrichtung bezeichnet werden kann. Der Flansch 216 weist dabei zwei Laschen 232 auf, die bevorzugt stofflich einstückig mit dem Gehäuse 210 bzw. dem Flansch 216 ausgebildet sind. Im Folgenden wird wiederum nur auf eine einzelne Lagereinrichtung 230 eingegangen; das Gesagte soll dabei wiederum analog auf die zweite Lagereinrichtung 230 zutreffen. Die Lasche 232 ist dabei bevorzugt parallel zur Lasche 132 des Schwenkverbinders 100 in der Verbindungseinrichtung 10 angeordnet und weist an einem freien Längsendabschnitt eine Lagerschale 234 für den Lagerzapfen 134 des Schwenkverbinders 100 auf.
Die Lagerschale 234 kann dabei in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet sein (in der Zeichnung nicht dargestellt), sodass der Lagerzapfen 134 des Schwenkverbinders 100 seitlich eingesteckt werden kann. Bevorzugt ist die Lasche 232 an ihrem Längsende derart offen, dass durch diese Öffnung, welche im Folgenden als Lagerschlitz 236 bezeichnet wird, der Lagerzapfen 134 in die Lagerschale 234 vorbewegbar ist. Die Lagerschale 234, welche bevorzugt als ein Radiallager 234 bzw. ein Radialgleitlager 234 ausgebildet ist, umfasst bevorzugt zwei Lagerflächen 235, 237 die mittels des Lagerschlitzes 236 ausgebildet sind. D. h. der Lagerschlitz 236 geht bevorzugt an zwei einander gegenüberliegenden Stellen durch die Lagerschale 234 hindurch, sodass sich die beiden definierten Lagerflächen 235, 237 ausbilden, die aufgrund des Lagerschlitzes 236 eine gewisse federnde Beweglichkeit gegeneinander besitzen und so eine Fertigungstoleranz des Lagerzapfens 134 ausgleichen können.
Ein betreffender Durchmesser des Lagerzapfens 134 kann dabei geringfügig größer als der Abstand der beiden Lagerflächen 235, 237 zueinander gewählt werden, um eine spielfreie Aufnahme des Lagerzapfens 134 zwischen den Lagerflächen 235, 237 zu gewährleisten. Es kann ferner ein Lagerschlitz 236 angewendet werden, der die Lagerschale 234 an einer einzigen Seite aufschneidet (siehe die 10 bis 13). Die beiden Lagerflächen 235, 237 sind in einem inneren Querschnitt kreisförmig mit identischem Radius ausgebildet; d. h. die Lagerschale 234 bzw. die Lagerflächen 235, 237 spannen einen zylinderförmigen Hohlraum auf, in welcher der Lagerzapfen 134 in seiner Längsrichtung aufgenommen werden kann. Ferner ist es bei einem durch die Lagerschale 234 hindurch gehenden Lagerschlitz 236 bevorzugt, dass der dem Längsende der Lasche 232 zugewandte Abschnitt des Lagerschlitzes 236 breiter ist, als der diesem gegenüberliegende Abschnitt innerhalb der Lasche 232 (siehe 7 bis 9). Die beiden Lagerschalen 234 bzw. die dazugehörigen Lagerflächen 235, 237; 235, 237 bilden dabei eine Schwenk- bzw. Drehachse S für den Schwenkverbinder 100 am Gegenverbinder 200.
Ferner kann der Flansch 216 eine Sekundärverrastung 214 der Ferrule 120 des Schwenkverbinders 100 im Gegenverbindergehäuse 210 bzw. im Flansch 216 sicherstellen. Hierbei entfällt dann eine separate Sekundärverrastung für die Ferrule 120. Hierbei ist die Sekundärverrastung 214 bevorzugt als eine Gehäuseinnenwandung 214 innerhalb des Flansches 216 von seinem Boden nach innen in den Flansch 216 vorstehend vorgesehen. In der Geschlossenstellung G der Verbindungseinrichtung 10 liegt dann eine Stirnseite 215 der Sekundärverrastung 214 benachbart zu einem bevorzugt mittleren Bund 124 der Ferrule 120. Hierbei behindert die Stirnseite 215 der Sekundärverrastung 214 eine Ausziehbewegung der Ferrule 120 in Richtung deren optischer Achse A₁₂₀ (= A₂₂₀ , Axialrichtung bzw. optische Achse der optischen Einrichtung 220), wobei in diesem Fall der mittlere Bund 124 an der Sekundärverrastung 214 ansitzt. Damit die Sekundärverrastung 214 die Schwenkbewegung des Schwenkverbinders 100 am Gegenverbinder 200 nicht behindert, kann diese abgeschrägt sein.
Eine Montage und ein Verschwenken des Schwenkverbinders 100 am bzw. gegenüber dem Gegenverbinder 200 wird im Folgenden näher erläutert, wobei nur auf zwei zueinander korrespondierende Lagereinrichtungen 130, 230 Bezug genommen wird und das Gesagte auf die anderen korrespondierenden Lagereinrichtungen 130, 230 wiederum zutreffen soll. Bevorzugt ist der Lagerzapfen 134 des Schwenkverbinders 100 in seinem Querschnitt oval oder ellipsenförmig, sodass dieser die Form eines Zylinders mit ovaler bzw. elliptischer Grundfläche besitzt. Vorliegend ist der Lagerzapfen 134 gegenüber der optischen Einrichtung 120 derart am Schwenkverbinder 100 vorgesehen, dass die Hauptachse des Querschnitts parallel zur optischen Achse A₁₂₀ der optischen Einrichtung 120 liegt. Der Lagerschlitz 236 ist dabei derart am Gegenverbinder 200 vorgesehen, dass dessen Tiefen- bzw. Längserstreckung in einer seitlichen Projektion (siehe 7 bis 9) senkrecht auf der optischen Achse A₂₂₀ der optischen Einrichtung 220 des Gegenverbinders 200 steht.
Der Schwenkverbinder 100 wird nun derart über dem Gegenverbinder 200 positioniert, dass die Hauptachse des Querschnitts des Lagerzapfens 134 in Richtung des Lagerschlitzes 236 zeigt. Nun wird der Schwenkverbinder 100 auf den Gegenverbinder 200 zubewegt, bis der Lagerzapfen 134 in der Lagerschale 234 bzw. zwischen den Lagerflächen 235, 237 des Gegenverbinders 200 aufgenommen ist (Offenstellung O, siehe 4, 7 sowie 10 bis 13). Hierbei ist der Lagerschlitz 236 derart breit, dass ein kleinerer bzw. der kleinste Durchmesser des Querschnitts des Lagerzapfens 134 problemlos durch den Lagerschlitz 236 bewegt werden kann. Der Lagerschlitz 236 ist jedoch enger als der ein größerer bzw. der größte Durchmesser des Querschnitts des Lagerzapfens 134. Für ein einfaches Einführen des Lagerzapfens 134 in die Lagereinrichtung 230, kann der Lagerschlitz 236 an einer oder beiden Seiten eine Einführschräge aufweisen.
In einem Anschluss daran wird der Schwenkverbinder 100 auf den Gegenverbinder 200 zugeschwenkt (Offenstellung O => Geschlossenstellung G, siehe 5, 8), wobei der Lagerzapfen 134 mit den Bereichen seines größten Durchmessers im Wesentlichen spielfrei in der Lagerschale 234 bzw. zwischen den Lagerflächen 235, 237 aufgenommen wird. D. h. der betreffende Durchmesser der Lagereinrichtung 230 einspricht maximal im Wesentlichen dem größten Durchmesser des Lagerzapfens 134. In der Geschlossenstellung G (siehe 6, 9 sowie 10 bis 13) liegt der größte Durchmesser des Lagerzapfens 134 bevorzugt senkrecht zum Lagerschlitz 236, und die beiden optischen Achsen A₁₂₀ , A₂₂₀ der optischen Einrichtungen 120, 220 des Schwenkverbinders 100 und des Gegenverbinders 200 fallen im Wesentlichen zusammen. Die Bereiche des größten Durchmessers des Lagerzapfens 134 haben sich hierbei maximal weit vom Lagerschlitz 236 weggedreht.
Es ist natürlich möglich, eine gegenseitige Anordnung des Lagerzapfens 134, der Lagerschale 234 bzw. deren Lagerflächen 235, 237 und der optischen Einrichtungen 120, 220 in vielen möglichen Ausführungsformen auszubilden. Dies ist in den 10 bis 13 beispielhaft für den Schwenkverbinder 100 dargestellt, wobei hier kein durchgehender Lagerschlitz 236 dargestellt ist. Die folgenden Ausführungen lassen sich natürlich auf solche Ausführungsformen und auch auf den Gegenverbinder 200 übertragen. Hierbei zeigen in den 10 bis 13 ein schraffierter Querschnitt des Lagerzapfens 134 die Offenstellung O und ein punktiert dargestellter Umriss des Lagerzapfens 134 die Geschlossenstellung G der Verbindungseinrichtung 10. Die 10 zeigt noch einmal die obige Ausführungsform ohne durchgehenden Lagerschlitz 236; die Hauptachse des Querschnitts des Lagerzapfens 134 ist parallel zur optischen Achse A₁₂₀ der optischen Einrichtung 120 angeordnet, und der Lagerschlitz 236 ist maximal weit von der optischen Achse A₂₂₀ der optischen Einrichtung 220 entfernt. Die Pfeile mit den Schritten II und III beziehen sich dabei auf die Ausführungen zu 3; d. h. Schritt II für das Einsetzen und Schritt III für das Verschwenken.
In der 11 ist ein Teil dieser Anordnung mathematisch positiv (mit Bezug auf die 10 gegen den Uhrzeigersinn) um ca. 30° gedreht. Hierbei sind natürlich beliebige Winkel bevorzugt im Bereich ±90° anwendbar. Die optischen Achsen A₁₂₀ , A₂₂₀ der optischen Einrichtungen 120, 220 behalten dabei ihre vorherigen Stellungen aus 10, wobei der Schwenkverbinder 100 nach wie vor um 90° am Gegenverbinder 220 gedreht werden muss, um in seine Geschlossenstellung G zu gelangen. Die Hauptachse des Querschnitts des Lagerzapfens 134 ist nicht mehr parallel zur optischen Achse A₁₂₀ der optischen Einrichtung 120, sondern nimmt einen Winkel von ca. 30° dazu ein. Dementsprechend ist auch der Lagerschlitz 236 der Lagerschale 234 um ca. 30° mathematisch positiv gegenüber der Lagerschale 234 aus 10 gedreht. Der Schwenkverbinder 100 wird hierbei in Schritt II schräg auf den Gegenverbinder 200 zubewegt.
In einer Ausführungsform nach 12 ist gegenüber der Ausführungsform nach 11 auch die optische Achse A₁₂₀ um den Betrag des Lagerzapfens 134 gedreht, sodass der Schwenkverbinder 100 um ca. 60° am Gegenverbinder 200 gedreht werden muss, um in seine Geschlossenstellung G zu gelangen. Hierbei sind natürlich wiederum beliebige Winkel, bevorzugt im Bereich ±90° anwendbar, die von obigen Winkeln ferner verschieden sein können. D. h. in Bezug zur 10 ist die Anordnung des Lagerzapfens 134, der optischen Achse A₁₂₀ und somit der optischen Einrichtung 120 sowie des Lagerschlitzes 236 um ca. 30° im mathematisch positiven Sinne gedreht. Das Einsetzen des Schwenkverbinders 100 erfolgt in Schritt II wiederum schräg. Bei der Ausführungsform der 13 ist in Bezug zur 10 die Anordnung des Lagerzapfens 134 und des Lagerschlitzes 236 um 90° im mathematisch positiven Sinne gedreht. Die optischen Achsen A₁₂₀ , A₂₂₀ und somit auch die optischen Einrichtungen 120, 220 besitzen die in 10 dargestellte Position. Der Schwenkverbinder 100 wird dabei in Schritt II seitlich auf den Gegenverbinder 200 zubewegt und in einem Anschluss daran um 90° verschwenkt.
In der Geschlossenstellung G des Schwenkverbinders 100 am Gegenverbinder 200 verrastet der Schwenkverbinder 100 am Gegenverbinder 200. Siehe in 6 und 15 die Rastausnehmung im Flansch 216 und den Rastvorsprung am Schwenkverbinder 100, was natürlich auch umgekehrt ausgeführt sein kann. Ferner sitzt der Schwenkverbinder 100 mit einem bevorzugt hinteren Anschlag bevorzugt an einem Boden des Flanschs 216 des Gegenverbinders 200 an (siehe 9). Des Weiteren zeigen die 4 bis 6 einen im Querschnitt kreisförmigen Lagerzapfen 134, der ebenso bei den anderen dargestellten und erläuterten Ausführungsformen angewendet werden kann, solange sich die Lagereinrichtung 230 beim Vorbewegen des Lagerzapfens 134 entsprechend aufweiten lässt. Ferner zeigt die 14 eine Schutzkappe 250 für die optischen Einrichtungen 220; 222, 224 des Gegenverbinders 200.
Die 14 und 15 zeigen jeweils einen elektrischen Anschluss der optischen Einrichtungen 220; 222, 224 und des EMV-Schutzes 240 auf einer Leiterplatte 20. Die entsprechenden elektrischen Anschlüsse 226, 246 sind bei der Ausführungsform nach 14 als vom betreffenden Bauteil wegstehende Anschlusspins 226, 246 ausgebildet, welche durch die Leiterplatte 20 hindurch steckbar (THM-Technologie) und auf einer Gegenseite der Leiterplatte 20 verlötbar sind. Bei der Ausführungsform nach 15 sind die Anschlusspins 226, 246 am betreffenden Bauteil um ca. 90° abgewinkelt vorgesehen und bevorzugt als Federlaschen ausgebildet, die auf der Oberfläche der Leiterplatte 20 einen betreffenden elektrischen Anschuss kontaktieren können. D. h. die optischen Einrichtungen 220; 222, 224 und der EMV-Schutz 240 sind als oberflächenmontierbare Bauteile (SMT) ausgebildet und beide zusammen auf der Leiterplatte 20 elektrisch anschließbar. Die langgestreckten Anschlusspins 226, 246 besitzen in einer Seitenansicht bevorzugt eine Bogenform.
Es ist natürlich möglich, das erfindungsgemäße Lagerprinzip kinematisch umzukehren, d. h. die Lagerschalen 234 bzw. die Lagerflächen 235, 237 befinden sich am Schwenkverbinder 100 und analog dazu befinden sich die Lagerzapfen 134 am Gegenverbinder 200. Des Weiteren ist es möglich, jeweils, statt einer Lagerschale 234 bzw. den zugehörigen Lagerflächen 235, 237 und dem dazu korrespondierenden Lagerzapfen 134, eine alternative Schwenklagerung vorzusehen. Diese alternative Schwenklagerung 130, 230 kann mit einer oben beschriebenen Schwenklagerung, einer zweiten alternativen Schwenklagerung oder gar einer weiteren Alternative zur alternativen Schwenklagerung kombiniert werden. Als eine alternative Schwenklagerung kommt z. B. eine Führung in betracht, in welcher ein Lagerzapfen oder auch ein anderes Element geführt wird. Ferner sind zwei zueinander korrespondierende Führungen zu einer einzelnen Schwenklagerung zusammenfassbar. Ferner kann statt den beiden Lagerzapfen 134 natürlich auch eine langgestreckte Lagerachse angewendet werden.

Claims

Optischer Substrat-Schwenkverbinder für eine optische, optoelektrische oder optoelektronische Verbindung auf einem Substrat (20), wobei der optische Substrat-Schwenkverbinder (100) an einem an dem Substrat (20) vorsehbaren oder vorgesehenen optischen Substrat-Gegenverbinder (200) derart vorsehbar ist, dass der Substrat-Schwenkverbinder (100) aus einer Offenstellung (O) in eine Geschlossenstellung (G) am Substrat-Gegenverbinder (200) verschwenkbar ist, wobei eine Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) mit einer optischen Einrichtung (220) des Substrat-Gegenverbinders (200) optisch koppelbar ist.
Optischer Substrat-Schwenkverbinder gemäß vorhergehendem Anspruch, wobei der Substrat-Schwenkverbinder (100) eine Lagereinrichtung (130) aufweist, mittels welcher der Substrat-Schwenkverbinder (100) um eine Schwenkachse (S) verschwenkbar am Substrat-Gegenverbinder (200) vorsehbar ist, und/oder die Lagereinrichtung (130) einen Lagerzapfen (134) aufweist, der bevorzugt an einer Lasche (132) vorgesehen ist, die insbesondere stofflich einstückig mit einem Gehäuse (110) des Substrat-Schwenkverbinders (100) ausgebildet ist und bevorzugt nach außen von diesem absteht.
Optischer Substrat-Schwenkverbinder gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lagerzapfen (134) des Substrat-Schwenkverbinders (100) einen im Wesentlichen kreisförmigen oder ovalen, bevorzugt elliptischen, Querschnitt, besitzt, und der Substrat-Schwenkverbinder (100) bei dessen Montage am Substrat-Gegenverbinder (200) in Richtung einer Hauptachse des Querschnitts des Lagerzapfens (134) auf den Substrat-Gegenverbinder (200) zubewegbar ist, wobei der Lagerzapfen (134) durch einen Lagerschlitz (236) einer Lagerschale (234) des Substrat-Gegenverbinders (200) hindurch in die Lagerschale (234) vorbewegbar ist.
Optischer Substrat-Schwenkverbinder gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: • ein Abstand der Hauptscheitel des Querschnitts des Lagerzapfens (134) einem Durchmesser einer Lagereinrichtung (230) des Substrat-Gegenverbinders (200) entspricht; • ein Abstand der Nebenscheitel des Querschnitts des Lagerzapfens (134) geringfügig kleiner als ein Durchmesser eines Lagerschlitzes (236) der Lagereinrichtung (230) des Substrat-Gegenverbinders (200) ist; • der Substrat-Schwenkverbinder (100) zwei seitlich daran vorgesehene Lagereinrichtungen (130) aufweist, die insbesondere stofflich einstückig mit dem Schwenkverbindergehäuse (110) ausgebildet sind; • die beiden Lagerzapfen (134) der Lagereinrichtungen (130) des Substrat-Schwenkverbinders (100) nach außen vom Schwenkverbindergehäuse (110) abstehen und insbesondere stofflich einstückig mit diesem ausgebildet sind; • die durch den Substrat-Schwenkverbinder (100) definierte Schwenkachse (S) einen bestimmten Abstand zu einer optischen Achse (A₁₂₀) der Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) aufweist; • eine Primärverrastung (114) der Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) als eine Federlasche (114) ausgebildet ist, deren Längsende (115) die Ferrule (120) in einer Richtung ihrer optischen Achse (A₁₂₀) arretiert; • die Primärverrastung (114) im Zusammenwirken mit einem nach innen weisenden Vorsprung (116) des Schwenkverbindergehäuses (110) die Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) in beiden Richtungen ihrer optischen Achse (A₁₂₀) haltert; • das Substrat (20) eine Leiterplatte (20), eine Platine (20) oder ein Stanzgitter ist; und/oder • die Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) eine optische Endhülse (120) ist, wobei bevorzugt zwei Ferrulen (120) vorgesehen sind.
Optischer Substrat-Gegenverbinder für eine optische, optoelektrische oder optoelektronische Verbindung auf einem Substrat (20), wobei der auf dem Substrat (20) vorsehbare oder vorgesehene Substrat-Gegenverbinder (200) eine Lagereinrichtung (230) aufweist, an/in welcher ein optischer Substrat-Schwenkverbinder (100) derart vorsehbar ist, dass der Substrat-Schwenkverbinder (100) aus einer Offenstellung (O) in eine Geschlossenstellung (G) am Substrat-Gegenverbinder (200) verschwenkbar ist, wobei eine optische Einrichtung (220) des Substrat-Gegenverbinders (200) mit einer Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) optisch koppelbar ist.
Optischer Substrat-Gegenverbinder gemäß vorhergehendem Anspruch, wobei die Lagereinrichtung (230) des Substrat-Gegenverbinders (200) derart ausgestaltet ist, dass die Lagereinrichtung (130) des Substrat-Schwenkverbinders (100) daran/darin aufnehmbar ist, wobei der Substrat-Schwenkverbinder (100) um eine Schwenkachse (S) verschwenkbar am Substrat-Gegenverbinder (200) vorsehbar ist, und/oder die Lagereinrichtung (230) des Substrat-Gegenverbinders (200) eine Lagerschale (234) aufweist, welche bevorzugt an einer Lasche (232) vorgesehen ist, die insbesondere stofflich einstückig an einem Gehäuse (110) des Substrat-Schwenkverbinders (100) angebunden ist, wobei an/in der Lagerschale (234) ein Lagerzapfen (134) der Lagereinrichtung (130) des Substrat-Schwenkverbinders (100) aufnehmbar ist.
Optischer Substrat-Gegenverbinder gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagerschale (234) des Substrat-Gegenverbinders (200) einen Lagerschlitz (236) aufweist, durch welchen der Lagerzapfen (134) des Substrat-Schwenkverbinders (100) hindurch vorbewegbar ist, und die Lagerschale (234) einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Raum für die Lagerung des Lagerzapfens (134) des Substrat-Schwenkverbinders (100) bildet, und der Lagerschlitz (236) bevorzugt an zwei Seiten der Lagerschale (234) vorgesehen ist, sodass sich zwei Lagerflächen (235, 237) ausbilden.
Optischer Substrat-Gegenverbinder gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: • ein Durchmesser der Lagerschale (234) des Substrat-Gegenverbinders (200) einem Abstand der Hauptscheitel eines Querschnitts des Lagerzapfens (134) des Substrat-Schwenkverbinders (100) entspricht; • ein Durchmesser des Lagerschlitzes (236) wenigstens einem Abstand der Nebenscheitel des Querschnitts des Lagerzapfens (134) des Substrat-Schwenkverbinders (100) entspricht; • der Substrat-Gegenverbinder (200) zwei daran vorgesehene Lagereinrichtungen (230) aufweist, die insbesondere stofflich einstückig mit dem Gegenverbindergehäuse (210) ausgebildet sind; • die durch den Substrat-Gegenverbinder (200) definierte Schwenkachse (S) für den Substrat-Schwenkverbinder (100) einen bestimmten Abstand zu einer optischen Achse (A₂₂₀) der optischen Einrichtung (220) des Substrat-Gegenverbinders (200) aufweist; • eine Sekundärverrastung (214) für die Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) als eine bevorzugt innere Gehäusewandung (214) des Gegenverbindergehäuses (210) ausgebildet ist; • das Gegenverbindergehäuse (210) derart ausgebildet ist, dass in der Geschlossenstellung (G), eine Stirnseite (215) dessen Sekundärverrastung (214) die Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) in einer Richtung der optischen Achse (A₂₂₀) der optischen Einrichtung (220) des Substrat-Gegenverbinders (200) haltert; • das Substrat (20) eine Leiterplatte (20), eine Platine (20) oder ein Stanzgitter ist; • die optische Einrichtung (220) des Substrat-Gegenverbinders (200) ein elektrisch-optischer Konverter (220), insbesondere eine LED oder eine Laserdiode ist, und/oder ein optisch-elektrischer Konverter (220), insbesondere eine Photodiode oder ein Phototransistor, ist; und/oder • der optische Substrat-Gegenverbinder (200) ein oberflächenmontierbares Bauelement ist, dessen elektrische Anschlüsse (226, 246) auf dem Substrat (20) montierbar sind, wobei bevorzugt sowohl die optische Einrichtung (220) als auch ein EMV-Schutz des Substrat-Gegenverbinders (200) oberflächenmontierbare elektrische Anschlüsse (226, 246), insbesondere elektrische Anschlusspins (226, 246), aufweisen.
Optische Substrat-Verbindungseinrichtung für ein optisches, optoelektrisches oder optoelektronisches Gerät, mit einem optischen Substrat-Schwenkverbinder (100), der derart an einem auf einem Substrat (20) vorsehbaren oder vorgesehenen optischen Substrat-Gegenverbinder (200) vorsehbar oder vorgesehen ist, dass mittels des Substrat-Schwenkverbinders (100) eine Ferrule (120) der optischen Substrat-Verbindungseinrichtung (10) auf eine optische Einrichtung (220) der optischen Substrat-Verbindungseinrichtung (10) zubewegbar ist, wobei die Ferrule (120) und die optische Einrichtung (220) optisch miteinander koppelbar sind.
Optische Substrat-Verbindungseinrichtung gemäß vorhergehendem Anspruch, wobei zeitlich vor dem Einrichten einer optischen Verbindung eine Lagereinrichtung (130) des Substrat-Schwenkverbinders (100) an/in einer Lagereinrichtung (230) des Substrat-Gegenverbinders (200) vorsehbar oder vorgesehen ist, wobei eine Axialrichtung (A₁₂₀) der Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) gegenüber einer Axialrichtung (A₂₂₀) der optischen Einrichtung (220) des Substrat-Gegenverbinders (200) einen Winkel von bevorzugt kleiner oder hauptsächlich gleich 90° einnimmt, und der Substrat-Schwenkverbinder (100) aus einer Offenstellung (O) am Substrat-Gegenverbinder (200) in eine Geschlossenstellung (G) am Substrat-Gegenverbinder (200) verschwenkbar ist, und in der Geschlossenstellung (G) daran festgelegt, insbesondere verrastet, ist.
Optische Substrat-Verbindungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Lagerschale (234) oder die Lagerflächen (235, 237) der Lagereinrichtung (230) des Substrat-Gegenverbinders (200) einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Raum aufspannen, in welchem ein Lagerzapfen (134) des Substrat-Schwenkverbinders (100) drehbar vorsehbar oder vorgesehen ist; wobei der Lagerzapfen (134) einen im Wesentlichen kreisförmigen oder ovalen, bevorzugt elliptischen, Querschnitt besitzt, und ein Abstand der Hauptscheitel dieses Querschnitts im Wesentlichen einem Durchmesser des von der Lagerschale (234) oder den Lagerflächen (235, 237) aufgespannten Raums entspricht.
Optische Substrat-Verbindungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagerschale (234) des Substrat-Gegenverbinders (200) einen Lagerschlitz (236) derart aufweist, dass durch diesen der Lagerzapfen (134) des Substrat-Schwenkverbinders (100) in die Lagereinrichtung (230) vorbewegbar ist, wobei eine Abmessung des Lagerschlitzes (236) des Substrat-Gegenverbinders (200) wenigstens einem Abstand der Nebenscheitel des Querschnitts des Lagerzapfens (134) des Substrat-Schwenkverbinders (100) entspricht.
Optische Substrat-Verbindungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: • an einer einstückigen optischen Substrat-Verbindungseinrichtung (10) der Substrat-Schwenkverbinder (100) am Substrat-Gegenverbinder (200) verschwenkbar vorgesehen ist; • an einer zweiteiligen optischen Substrat-Verbindungseinrichtung (10) der Substrat-Schwenkverbinder (100) am Substrat-Gegenverbinder (200) verschwenkbar vorsehbar ist; • die beiden Lagereinrichtungen (130, 230) derart ausgestaltet sind, dass diese kraftfrei an/in einander vorsehbar sind; • die beiden Lagereinrichtungen (130, 230) derart ausgestaltet sind, dass diese beim Verschwenken des Substrat-Schwenkverbinders (100) am Substrat-Gegenverbinder (200) im Wesentlichen spielfrei zusammenwirken; • in der Geschlossenstellung (G) ausschließlich eine Primärverrastung (114) des Substrat-Schwenkverbinders (100) dessen Ferrule (120) gegen die optische Einrichtung (220) des Substrat-Gegenverbinders (200) drückt; • das Substrat (20) eine Leiterplatte (20), eine Platine (20) oder ein Stanzgitter ist; • in der Geschlossenstellung (G) die optische Einrichtung (220) des Substrat-Gegenverbinders (200) eine Federkraft auf die Ferrule (120) des Substrat-Schwenkverbinders (100) bereitstellt; und/oder • der optische Substrat-Schwenkverbinder (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist, und/oder der optische Substrat-Gegenverbinder (200) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8 ausgebildet ist.
Konfektioniertes Lichtwellenleiter-Kabel oder Pigtail für ein MOST-Gerät im Kraftfahrzeugbereich, wobei das konfektionierte Lichtwellenleiter-Kabel (6) oder das Pigtail (6) einen optischen Substrat-Schwenkverbinder (1) aufweist, der gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist.
Elektrisches oder elektronisches Gerät für den Kraftfahrzeugbereich, oder Baugruppe dafür, wobei das elektrische oder das elektronische Gerät (1), oder die Baugruppe (2) eine optische Substrat-Verbindungseinrichtung (10) aufweist, die gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13 ausgebildet ist, und/oder ein konfektioniertes Lichtwellenleiter-Kabel (6) gemäß Anspruch 14 aufweist.