DE102018107034A1

DE102018107034A1 - Elastische Aufhängung für optischen Aufbau

Info

Publication number: DE102018107034A1
Application number: DE102018107034.9A
Authority: DE
Inventors: Ingo Smaglinski; Thomas Petigk
Original assignee: Huber and Suhner Cube Optics AG
Current assignee: Huber and Suhner Cube Optics AG
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2019-09-26
Also published as: CN110297301A; US20190293903A1; US11199679B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufbau bestehend aus einem ersten und einem zweiten Bauteil und einem die beiden Bauteile verbindenden Verbindungselement, wobei das Verbindungselement ein mit dem ersten Bauteil verbundenes Basisteil, ein erstes Federelement und ein zweites Federelement aufweist, wobei das erste und das zweite Federelement mit dem zweiten Bauteil verbunden sind und jeweils eine in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen jeweils mindestens doppelt so große Federkonstante wie in der dritten, zu den beiden ersten Raumrichtungen senkrechten Raumrichtung, der sogenannten Elastizitätsrichtung, haben, wobei die beiden Federelemente nicht parallel zueinander verlaufende Elastizitätsrichtungen aufweisen, die eine erste Elastizitätsebene festlegen. Um einen Aufbau, insbesondere einen optischen Aufbau, eines ersten und eines zweiten Bauteils zur Verfügung zu stellen, der eine Verbindung zu einem dritten Bauteil ermöglicht und zudem kompakt ausgebildet ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Basisteil ein Bodenelement, an welchem das erste Federelement befestigt ist, und ein erstes Schenkelelement, an welchem das zweite Federelement befestigt ist, aufweist, wobei das erste Schenkelelement ein Befestigungselement zur Befestigung des Aufbaus an einem dritten Bauteil aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufbau, insbesondere einen optischen Aufbau, bestehend aus einem ersten und einem zweiten Bauteil und einem die beiden Bauteile verbindenden Verbindungselement.
Es gibt eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, bei denen zwei oder drei Bauteile in einem gewissen Abstand zueinander ausgerichtet und fixiert werden müssen. Insbesondere in der Optik müssen optische Bauteile häufig mit extrem hoher Positions- und Winkelgenauigkeit zueinander ausgerichtet werden und dann in der ausgerichteten Position relativ zueinander fixiert werden, um beispielsweise Abbildungsfehler gering zu halten.
Ein Beispiel eines solchen Aufbaus ist in der DE 10 2005 049 731 A1 dargestellt. Der Aufbau besteht dabei aus einem ersten und einem zweiten Bauteil und einem die Bauteile verbindenden Verbindungselement, das mindestens zwei Federelemente aufweist. Das Verbindungselement zeichnet sich dadurch aus, dass jedes der beiden Federelemente eine in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen jeweils mindestens doppelt so große Federkonstante wie in der dritten, zu den beiden ersten Raumrichtungen senkrechten Raumrichtung, der sogenannten Elastizitätsrichtung, hat. Die beiden Federelemente sind in diesem Fall derart ausgebildet, dass die entsprechenden Elastizitätsrichtungen nicht parallel zueinander verlaufen.
In 13 ist ein Aufbau wiedergegeben, der im Wesentlichen der DE 10 2005 049 731 A1 entspricht. Dabei zeigt 13 einen Aufbau sowohl in einer perspektivischen Ansicht (oben) als auch in einer Explosionsansicht (unten).
Zu sehen ist dort das Verbindungselement 103, welches Federelemente 104 und 105 aufweist. Das Bauteil 101 wird an den Federelementen 104 und 105 befestigt und das Verbindungselement 103 samt dem Bauteil 101 auf das Bauteil 102 aufgesetzt bzw. aufgeklebt.
Mittels des gezeigten Aufbaus ist es möglich, die beiden Bauteile 101 und 102 derart elastisch gegeneinander zu lagern, dass bei unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Bauteile die Positionsverschiebungen zwischen den beiden Bauteilen kontrolliert werden kann.
Ausgehend von dem Kontaktpunkt der beiden Federelemente 104 und 105 mit dem Bauteil 101 laufen die jeweiligen Elastizitätsrichtungen der beiden Federelemente 104 und 105 in einem gemeinsamen Fixpunkt zusammen, der innerhalb des Bauteils 101 liegt. Bei einer thermisch bedingten Volumenänderung des Bauteils 101 wird sich das Bauteil 101 aufgrund des Verbindungselements 103 von diesem Fixpunkt ausgehend in der durch die Elastizitätsrichtungen aufgespannten Ebene ausbreiten. Mit anderen Worten bleibt die Position des Fixpunktes relativ zum Bauteil 102 bei jeder thermisch bedingten Volumenänderung konstant.
In der Praxis weisen optische Aufbauten häufig mehr als zwei Bauteile auf, die zueinander ausgerichtet werden müssen. Es müssen daher mehrere der bekannten Verbindungselemente verwendet werden. Dies ist kompliziert und benötigt viel Platz.
Mehr als zwei Bauteile, die zueinander ausgerichtet sein müssen, kommen beispielsweise bei der Produktion von optischen Multiplexern bzw. Demultiplexern zum Einsatz.
Das sogenannte Multiplexverfahren ist ein Verfahren zur gemeinsamen Übertragung mehrerer unabhängiger Signale (Primärsignale) über ein einziges Übertragungsmedium. In einem Multiplexer werden die verschiedenen unabhängigen Signale zu einem einzigen Multiplexsignal zusammengefasst. Anschließend wird das Multiplexsignal entlang eines Signalleiters übertragen und auf der Empfangsseite in einem Demultiplexer wieder in die verschiedenen unabhängigen Signale zerlegt.
Beim sogenannten Frequenzmultiplexverfahren werden mehrere benachbarte, aber voneinander beabstandete Frequenzbänder bereitgestellt, denen jeweils eine bestimmte Trägerfrequenz und Bandbreite zugeordnet ist. Die Trägerfrequenzen eines Frequenzbandes werden mit den Primärsignalen moduliert, wobei eine Trägerfrequenz einem Primärsignal zugeordnet wird. Die dadurch resultierenden modulierten Signale können dann gemeinsam und unabhängig als ein breitbandiges Multiplexsignal übertragen werden. Auf der Empfängerseite kann das Multiplexsignal dann durch den Einsatz von Filtern wieder in die Signale der unterschiedlichen Frequenzbänder aufgeteilt werden. Die in den Frequenzbändern enthaltenen modulierten Signale werden anschließend demoduliert, wodurch das ursprünglich gesendete Signal erhalten wird.
Bei Übertragungen von Signalen auf Lichtwellenleitern kommt in der Regel ein optisches Frequenzmultiplexverfahren zum Einsatz, welches auch als Wellenlängenmultiplexverfahren bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren werden als Trägersignale Lichtsignale mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen für die Übertragung verwendet. Dabei stellt jede verwendete Trägerfrequenz einen eigenen Übertragungskanal zur Verfügung, auf dem die eigentlichen zu übertragenden Signale (Primärsignale oder auch Datensignale) moduliert werden können (Amplitudenmodulation). Die auf diese Art und Weise modulierten Datensignale werden dann mittels entsprechender optischer Koppelelemente gebündelt und gleichzeitig, jedoch unabhängig voneinander, übertragen. Am Empfänger dieser optischen Multiplexverbindung werden in einem Demultiplexer dann die einzelnen optischen Übertragungskanäle mithilfe von entsprechenden wellenlängenselektiven Elementen, z.B. passiven optischen Filtern, wieder getrennt. Anschließend können die optischen Signale mit entsprechenden Empfängerelementen (z.B. Detektoren) in elektrische Signale umgewandelt werden.
Ein weiteres optisches Multiplexverfahren ist das Polarisationsmultiplexverfahren. Auch dieses kann zur gebündelten Übertragung von Lichtsignalen genutzt werden. Im Folgenden wird aus Gründen der Einfachheit zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung zumeist ausschließlich das Wellenlängenmultiplexverfahren herangezogen. Die vorliegende Erfindung ist allerdings nicht auf dieses beschränkt und kann analog auf weitere Multiplexverfahren wie beispielsweise das Polarisationsmultiplexverfahren angewandt werden.
Optische Multiplexer und Demultiplexer sind seit langem bekannt. Grundsätzlich kann ein Multiplexer durch Umkehrung des Strahlenganges auch als Demultiplexer eingesetzt werden und umgekehrt. Um aus einem Demultiplexer einen Multiplexer zu erhalten, müssen lediglich statt Empfängerelementen (Detektoren), welche die empfangenen übertragenen optischen Signale in elektrische Signale umwandeln, Sendeelemente wie beispielsweise Laser und Dioden, welche die entsprechenden zu übertragenden Lichtsignale erzeugen, verwendet werden.
Zu Empfänger- oder Sendeelementen zählen auch Koppelelemente, wie beispielsweise Koppelgitter oder Prismen, die ein Signal direkt in einen Wellenleiter einkoppeln bzw. aus einem Wellenleiter auskoppeln können.
Im Folgenden bezieht sich die Beschreibung explizit auf Demultiplexer. Es versteht sich aber, dass die beschriebenen Merkmale mit Vorteil auch bei Multiplexern zur Anwendung kommen können, wobei sich dann die Strahlrichtung einfach umkehrt.
Demultiplexer weisen im Allgemeinen einen Eingangsanschluss bzw. einen Signalausgang eines Wellenleiters für das Einkoppeln eines optischen Signals, das Signalkomponenten verschiedener Wellenlängen aufweist, mindestens ein wellenlängenselektives Element sowie mindestens zwei fokussierende Elemente auf, wobei das wellenlängenselektive Element und die fokussierenden Elemente derart angeordnet sind, dass zumindest ein Teil eines über den Eingangsanschluss eingekoppelten optischen Signals zunächst auf das wellenlängenselektive Element und dann auf ein fokussierendes Element und ein weiterer Teil zunächst auf das wellenlängenselektive Element und anschließend auf ein anderes fokussierendes Element trifft.
Unter einem wellenlängenselektiven Element wird jegliches Element verstanden, das, in den Strahlengang gestellt, einen oder mehrere Wellenlängenkanäle bzw. Polarisationskanäle beeinflusst, wobei mindestens ein Wellenlängen- oder Polarisationskanal auf andere Art und Weise oder mit einer unterschiedlichen Stärke beeinflusst wird als ein weiterer Wellenlängen- oder Polarisationskanal. Unter Beeinflussen wird beispielsweise Reflektieren, Absorbieren, Verstärken, Abschwächen, Unterbrechen oder Polarisieren verstanden. Der Begriff „wellenlängenselektiv“ umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung aus Gründen der Einfachheit den Begriff „polarisationselektiv“. Ein Polarisationsfilter stellt in diesem Sinne ebenfalls ein wellenlängenselektives Element dar.
Unter einem fokussierenden Element wird jedes Element verstanden, das in der Lage ist, einfallende parallele Lichtstrahlen im Wesentlichen in einem Punkt, dem sogenannten Brennpunkt oder Fokuspunkt, zu bündeln. Als fokussierende Elemente können beispielsweise optische Linsen oder Hohlspiegel verwendet werden. Fokussierende Elemente arbeiten, wenn die Strahlrichtung umgekehrt wird als Kollimatoren. Unter einem Kollimator wird jedes Element verstanden, das in der Lage ist, ein einfallendes Bündel aus divergenten Lichtstrahlen in ein Bündel aus parallelen Lichtstrahlen zu wandeln.
Im einfachsten Fall weist der Demultiplexer lediglich ein wellenlängenselektives Element und zwei fokussierende Elemente auf. Ein Eingangssignal, das aus zwei getrennten Frequenzkomponenten (Frequenzkanälen) besteht, wird dann auf das wellenlängenselektive Element gerichtet, das die eine Frequenzkomponente reflektiert und die andere transmittieren lässt. Die fokussierenden Elemente sind in diesem Fall derart angeordnet, dass das eine den transmittierenden Strahl und das andere den reflektierenden Strahl empfängt und in dem jeweiligen Fokuspunkt bündelt. Wird an den entsprechenden Fokuspunkten ein geeigneter Strahlungsdetektor, z.B. eine Fotodiode, angeordnet, so kann die Amplitude, d.h. die Strahlungsintensität des Frequenzsignals, elektrisch erfasst werden.
Im Allgemeinen weist ein Demultiplexer eine Mehrzahl von wellenlängenselektiven Elementen auf, auf die das Signal entlang des Strahlengangs nacheinander gerichtet wird, wobei jedes wellenlängenselektive Element einen Wellenlängenkanal von dem restlichen Signal abtrennt. Die Anordnung von mehreren wellenlängenselektiven Elementen in aufeinanderfolgender Reihenfolge im Strahlengang wird auch als Filterkaskade bezeichnet.
Die Herstellung von Demultiplexern ist jedoch sehr aufwändig. Dies liegt unter anderem an der notwendigen Justierung der optischen Elemente. Das auf einem entsprechenden Übertragungsmedium, z.B. einer Glasfaser, kombinierte Signal muss mithilfe einer exakt justierten Anordnung von Filtern und Spiegeln auf entsprechende Detektorelemente gelenkt werden, um eine effektive Aufspaltung des Signals in seine einzelnen Kanalkomponenten zu bewirken. Dabei muss zudem beachtet werden, dass die Funktionalität des Demultiplexers oftmals in einem breiten Temperaturbereich von ca. -40° C bis 85° C gewährleistet werden muss, damit äußere Umwelteinflüsse oder betriebsbedingte Temperaturänderungen nicht zu Einschränkungen der Funktionalität führen. Der Temperaturbereich, in dem eine unbeschränkte Funktionalität gewährleistet ist, wird als thermischer Toleranzbereich des Demultiplexers bezeichnet.
Durch die immer weitere Verbreitung und intensivere Nutzung von Glasfaserkabeln steigen auch die Anforderungen, die an Demultiplexer bzw. Multiplexer hinsichtlich ihrer Toleranz gegenüber thermischer Schwankungen gestellt werden. Der thermische Toleranzbereich eines Demultiplexers spielt daher eine wichtige Rolle und kann einen für den Einsatz des Demultiplexers limitierenden Faktor darstellen.
Darüber hinaus steigen mit der Verbreitung der Glasfasertechnik auch die Ansprüche an die Einfachheit von Demultiplexern und Multiplexern. Beispielsweise werden Detektorplatten des Öfteren unabhängig von den restlichen Bauteilen eines Demultiplexers hergestellt, weshalb es sich als wünschenswert herausgestellt hat, Detektorplatten (drittes Bauteil) einerseits und ein passendes Modul (Aufbau aus erstem und zweitem Bauteil), das aus der Gesamtheit der restlichen Bauteile eines Demultiplexers besteht, andererseits herzustellen, die zusammengenommen einen kompletten Demultiplexer ergeben. Dabei soll dessen Stabilität, d.h. Widerstandsfähigkeit gegenüber am Demultiplexermodul angreifender äußerer Kräfte, mindestens ebenso hoch sein wie die eines nicht modular zusammengesetzten Demultiplexers.
Die bekannten Demultiplexer-Systeme erlauben allerdings weder einen stabilen und kompakten modularen Aufbau noch ein einfaches Verbinden von einer Detektorplatte mit der Gesamtheit der restlichen Komponenten eines Demultiplexers.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aufbau, insbesondere einen optischen Aufbau, eines ersten und eines zweiten Bauteils zur Verfügung zu stellen, der eine Verbindung zu einem dritten Bauteil ermöglicht und zudem kompakt ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Aufbau mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Aufbau besteht aus einem ersten und einem zweiten Bauteil und einem die beiden Bauteile verbindenden Verbindungselement. Das Verbindungselement weist dabei ein mit dem ersten Bauteil verbundenes Basisteil, ein erstes Federelement und ein zweites Federelement auf, wobei das erste und das zweite Federelement mit dem zweiten Bauteil verbunden sind. Die beiden Federelemente besitzen jeweils eine in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen jeweils mindestens doppelt so große Federkonstante wie in der dritten, zu den beiden ersten Raumrichtungen senkrechten Raumrichtung, der sogenannten Elastizitätsrichtung. Die Elastizitätsrichtungen der beiden Federelemente verlaufen nicht parallel und spannen eine erste Elastizitätsebene auf. Erfindungsgemäß weist das Basisteil ein Bodenelement und ein erstes Schenkelelement auf, wobei an dem Bodenelement das erste Federelement und an dem ersten Schenkelelement das zweite Federelement befestigt sind. Das erste Schenkelelement weist zudem ein Befestigungselement auf, das zur Befestigung des Aufbaus an einem dritten Bauteil vorgesehen ist.
Ein Befestigungselement ist jedes Element, das eine stabile Befestigung eines dritten Bauteils ermöglicht. Das Befestigungselement kann insbesondere auch integral mit dem Schenkelelement ausgebildet sein. Beispielweise kann die Kantenfläche eines Schenkelelements ein Befestigungselement darstellen, wenn sie eine stabile Befestigung eines dritten Bauteils ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Basisteils mit Bodenelement und Schenkelelement erlaubt es, dass auf besonders kompakte Art und Weise ein erstes und ein zweites Bauteil, die über Federelemente gegeneinander gelagert sind, zusammen an einem dritten Bauteil befestigt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind das Bodenelement und das Schenkelelement jeweils im Wesentlichen flächig ausgebildet. Die Fläche des Bodenelements und die Fläche des zumindest einen Schenkelelements schließen dabei einen Winkel ein, der zwischen 45° und 135° liegt. Vorzugsweise liegt der Winkel zwischen 80° und 100° und am besten beträgt der Winkel 90°.
Durch ein solches im Wesentlichen als Winkel ausgebildetes Basisteil können das erste und das zweite Bauteil besonders einfach mit einem bestimmten Abstand zum dritten Bauteil angeordnet werden. Zudem wird dadurch die Bauweise des Aufbaus nochmals kompakter und folglich platzsparender. Insbesondere bei optischen Bauteilen ist der Wunsch nach platzsparenden Lösungen groß, um optische Systeme kleiner und dadurch zumeist effizienter zu gestalten.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Basisteil ein zweites Schenkelelement auf, das am Bodenelement befestigt ist. Vorzugsweise weist das zweite Schenkelelement wiederum ein drittes Federelement auf, dessen Elastizitätsrichtung mit der Elastizitätsrichtung des zweiten Federelements im Wesentlichen übereinstimmt. Besonders bevorzugt stimmt die Elastizitätsrichtung des dritten Federelementes mit der Elastizitätsrichtung des zweiten Federelements exakt überein. Das erste und das zweite Schenkelelement können in diesem Sinne spiegelbildlich ausgebildet sein.
Ein zweites Schenkelelement verleiht dem Verbindungselement ein höheres Maß an Stabilität. Da das zweite Schenkelelement ebenfalls ein Befestigungselement zur Befestigung des Aufbaus an einem dritten Bauteil aufweist, ermöglicht das zweite Schenkelelement eine stärkere und stabilere Verbindung des Aufbaus mit dem dritten Bauteil. Darüber hinaus besteht durch das zweite Schenkelelement auch die Möglichkeit der Anbringung und Verwendung eines dritten Federelements. Ein drittes Federelement bewirkt wiederum eine stärkere und stabilere Verbindung des ersten und des zweiten Bauteils.
Die Stabilität des Verbindungselements ist insbesondere bei dessen Einsatz im Zusammenhang mit optischen Bauteilen besonders wichtig. Das Verbindungselement spielt bei der Justierung der durch das Verbindungselement verbundenen optischen Bauteile in der Regel eine große Rolle. Sind die Verbindungen über das Verbindungselement daher nicht ausreichend stabil, so kann es häufiger zu ungewünschten Dejustierungen kommen. Instabilitäten der Verbindungen können beispielsweise durch äußere Einflüsse wie thermische Schwankungen oder Erschütterungen verursacht werden. Durch eine höhere Stabilität des Verbindungselements und der entsprechenden Verbindungen der Bauteile wird daher die Wahrscheinlichkeit, dass es bei äußeren Umwelteinflüssen zu Dejustierungen der optischen Bauteile kommt, vermindert.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erste oder das zweite Schenkelelement an seinem freien Ende eine Anschlagsfläche auf, die dafür vorgesehen ist, an einer korrespondierenden Anschlagsfläche des dritten Bauteils anzuliegen. Eine solche Anschlagsfläche kann beispielsweise als Teil einer Oberfläche eines stufenförmigen Wandabschnitts ausgebildet sein.
Die Anschlagsfläche kann insbesondere auch als Befestigungselement ausgebildet sein. Wird die Flächennormale der Fläche des dritten Bauteils, an der der Aufbau befestigt wird, als z-Achse bezeichnet, so handelt es sich bei der Anschlagsfläche vorzugsweise um einen z-Anschlag. Das bedeutet, dass die Flächennormale der Anschlagsfläche ebenfalls in z-Richtung zeigt. Der Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht darin, dass das Befestigungselement besonders einfach ausgebildet ist und demnach einfach herzustellen und anzuwenden ist.
In einer weiteren Ausführungsform bilden das Bodenelement und die Schenkelelemente Grenzflächen eines Raumes, in welchem das erste Bauteil und vorzugsweise auch das zweite Bauteil angeordnet sind. Mit anderen Worten übernimmt das Verbindungselement die Funktion eines Gehäuses, das den Raum, in dem sich erstes und zweites Bauteil befinden, ummantelt. Die Ummantelung kann dabei auch nur teilweise ausgebildet sein.
Dadurch übernimmt das Verbindungselement auf vorteilhafte Weise eine Gehäusefunktion für das erste und das zweite Bauteil, wodurch die Bauteile beispielsweise vor Staubbefall oder vor unbeabsichtigten Kontakten durch Anwender geschützt werden. Als Anwender gilt jeder, der den Aufbau nutzt, herstellt, wartet oder auf sonstige Art und Weise mit dem Aufbau in Kontakt kommen kann.
In einer weiteren Ausführungsform sind ein erstes Schenkelelement mit einem ersten Befestigungselement und ein zweites Schenkelelement mit einem zweiten Befestigungselement vorgesehen. Dabei sind das erste und das zweite Schenkelelement oder das erste und das zweite Befestigungselement als Befestigungsfederelemente ausgebildet. Das bedeutet, dass die Schenkelelemente bzw. Befestigungselemente gleichzeitig auch Federelemente sind. Das erste sowie das zweite Schenkelelement bzw. Befestigungselement besitzen folglich eine in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen jeweils mindestens doppelt so große Federkonstante wie in der dritten, zu den beiden ersten Raumrichtungen senkrechten Raumrichtung, der sogenannten Elastizitätsrichtung. Ein Schenkelelement bzw. Befestigungselement kann beispielsweise als Lasche ausgebildet sein, wodurch es den Charakter eines Federelements besitzt. Die beiden Elastizitätsrichtungen der Befestigungsfederelemente verlaufen zudem nicht parallel zueinander und spannen eine zweite Elastizitätsebene auf.
Durch die Ausgestaltung der Schenkelelemente bzw. der Befestigungselemente als Federelemente wird nicht nur eine Verbindung zwischen dem Aufbau und einem dritten Bauteil ermöglicht, es wird zudem auch ermöglicht, dass diese Verbindung anisotrop elastisch ausgebildet ist. Das dritte Bauteil kann dadurch gegenüber dem Aufbau derart gelagert werden, dass bei einer thermischen Ausdehnung des dritten Bauteils diese von einem bestimmten Fixpunkt (Pivotpunkt), der durch die Lage der beiden Befestigungsfederelemente vorgegeben ist, stattfindet. Der Fixpunkt selbst bzw. die Stelle des dritten Bauteils, die an der Stelle des Fixpunktes angeordnet ist, wird seine/ihre Position relativ zum Aufbau auch bei einer Volumenänderung des dritten Bauteils nicht verändern. Die Volumenänderung des dritten Bauteils wird folglich vom Fixpunkt ausgehend stattfinden. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht insbesondere darin, drei Bauteile mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten mittels eines einzigen Verbindungselements gegeneinander lagern zu können und dabei in Bezug auf thermische Schwankungen ein hohes Maß an Winkel- und Positionsgenauigkeit zu gewährleisten. Diese Fähigkeit kann als Fähigkeit zur gekoppelten doppelten anisotropen elastischen Lagerung bezeichnet werden.
Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht insbesondere darin, dass der Fixpunkt derart gewählt werden kann, dass seine Position mit der Position eines hochsensiblen optischen Bauteils übereinstimmen kann. Die Position eines solchen hochsensiblen optischen Bauteils wird sich folglich auch bei einer Volumenänderung des dritten Bauteils (bzw. des Aufbaus) relativ gesehen zum Aufbau (bzw. zum dritten Bauteil) nicht verändern. Beispielsweise optische Detektoren, bei denen es äußerst wichtig ist, dass ein zu detektierender Lichtstrahl den Detektor nahe dem Zentrum des Detektors trifft, kommen dafür in Frage, mit ihrer Position die Lage des Fixpunkts vorzugeben.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die erste und die zweite Elastizitätsebene nicht parallel zueinander angeordnet, wobei erste und zweite Elastizitätsebene vorzugsweise rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
Eine solche Anordnung der Elastizitätsebenen geht mit einer besonders kompakten Bauweise des Verbindungselements einher. Erstes und zweites Bauteil werden demzufolge in der ersten Elastizitätsebene anisotrop elastisch gegeneinander gelagert und der daraus resultierende Aufbau aus erstem und zweitem Bauteil wird wiederum in einer dazu senkrechten Elastizitätsebene gegenüber einem dritten Bauteil gelagert.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Federelement integral mit dem Bodenelement und das zweite Federelement integral mit dem ersten Schenkelelement ausgebildet. In diesem Zusammenhang wird unter integral eine Ausbildung in einem Stück und aus demselben Material verstanden. Federelemente, welche beispielsweise mittels Kleben, Löten oder Schweißen mit dem Bodenelement bzw. dem Schenkelelement verbunden sind, sind nicht integral im Sinne der vorliegenden Erfindung mit dem jeweiligen Element ausgebildet.
Es hat sich gezeigt, dass eine derartige integrale Ausbildung der Federelemente besonders einfach herzustellen und kostengünstig zu produzieren ist. Darüber hinaus kann durch das Ausbleiben von Klebe- bzw. Nahtstellen eine Fehlerquelle für Dejustierungen vermieden werden. Es gestaltet sich schwierig, Klebestellen und Nahtstellen bei der Produktion mehrerer Verbindungselemente beständig mit gleicher Güte herzustellen. Diese Problematik entfällt bei einer integralen Ausbildung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungselement ein Biegeteil, wobei vorzugsweise das erste Schenkelelement und das Bodenelement jeweils eine U-förmige Aussparung aufweisen, so dass die zwischen den U-Schenkeln jeder Aussparung verbleibenden Abschnitte das erste und das zweite Federelement bilden.
Das Biegeteil kann beispielsweise durch Stanzen, Ätzen oder Laserschneiden gefertigt werden.
Die spezielle U-förmige Ausführungsform besticht einerseits durch ihre Einfachheit in Form und Herstellung. Zudem liefert das Verbindungselement durch die integrale Ausgestaltung der Federelemente mittels minimaler Aussparungen einen guten Schutz vor äußeren Umwelteinflüssen, da die Schenkelelemente bzw. Befestigungsfederelemente nur verhältnismäßig kleine Aussparungen aufweisen, so dass Staub kaum in den vom Verbindungselement zumindest teilweise umgebenen Raum eindringen kann.
Durch die Ausbildung als Biegeteil wird zudem die Arbeit für den Operateur, der den Aufbau zusammenbaut und die Justierung der Bauteile vornimmt, erleichtert. Der Operateur kann nur durch ein Verbiegen der unterschiedlichen Teile des Verbindungselements gegeneinander das Verbindungselement in die für die korrekte Justierung geeignete Form bringen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungselement entweder als Ausnehmung ausgebildet, so dass es einen auf dem dritten Bauteil befindlichen Vorsprung aufnehmen kann, oder als Vorsprung ausgebildet, so dass es in eine auf dem dritten Bauteil befindliche Ausnehmung gesteckt werden kann.
Durch eine solche Ausgestaltung der Befestigungselemente wird insbesondere eine einfache Klebeverzahnung zwischen dem Aufbau und dem dritten Bauteil ermöglicht. Alternativ können die Vorsprünge und Ausnehmungen auch derart ausgebildet sein, dass eine formschlüssige Steckverbindung zwischen Befestigungselement und drittem Bauteil eingegangen wird.
Bei einer Klebeverzahnung werden die Vorsprünge bzw. Ausnehmungen in der Regel zusätzlich mit Klebemittel ummantelt bzw. bestrichen, kurz bevor sie in Verbindung mit einem korrespondierenden Element gebracht werden. Die Querschnittsfläche einer Ausnehmung ist dabei in der Regel größer als die entsprechende Querschnittsfläche des zugehörigen Vorsprungs. Durch eine solche Klebeverzahnung kann insbesondere bei optischen Bauteilen eine erste grobe Justierung der Bauteile ermöglicht werden und die Stabilität der Bauteilverbindungen erhöht werden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungselement einstückig ausgebildet. In diesem Zusammenhang wird unter einstückig - analog zu dem Verständnis des Begriffs „integral“ - eine Ausbildung in einem Stück und aus demselben Material verstanden. Verbindungselemente, welche beispielsweise aus Teilkomponenten mittels Kleben, Löten oder Schweißen zusammengesetzt sind, sind nicht einstückig im Sinne der vorliegenden Erfindung ausgebildet.
Eine einstückige Ausbildung ist insbesondere für den Anwender bzw. Operateur vorteilhaft, der das Verbindungselement zum Verbinden des ersten, zweiten und dritten Bauteils nutzt. Er muss nur ein einziges Verbindungselement nutzen, an dem alle Bauteile befestigt werden, was die Justierung der Bauteile zueinander insbesondere bei der Verwendung von optischen Bauteilen deutlich erleichtert. Zudem weisen einstückig ausgebildete Verbindungselemente weniger Kanten, Grate bzw. Nuten auf, in denen sich Staubpartikel festsetzen können, die wiederum die Funktionsweise der zu verbindenden Bauteile - insbesondere optischer Bauteile - beeinflussen können.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein viertes Bauteil vorgesehen, wobei das Verbindungselement zwei weitere Federelemente aufweist, die beide jeweils mit dem vierten Bauteil verbunden sind. Die beiden weiteren Federelemente haben dabei jeweils eine in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen jeweils mindestens doppelt so große Federkonstante wie in der dritten, zu den beiden ersten Raumrichtungen senkrechten Raumrichtung, der sogenannten Elastizitätsrichtung. Die beiden weiteren Federelemente weisen dabei nicht parallel zueinander verlaufende Elastizitätsrichtungen auf, die eine dritte Elastizitätsebene festlegen, welche vorzugsweise parallel zur ersten Elastizitätsebene angeordnet ist.
Mit einem dementsprechenden Verbindungselement kann das erste Bauteil insbesondere mit einem zweiten und einem vierten Bauteil verbunden werden, welche eine identische oder sehr ähnliche Funktionalität besitzen und ausschließlich an unterschiedlichen Seiten des ersten Bauteils angeordnet werden müssen. Bei Multiplexern bzw. Demultiplexern können dadurch beispielsweise zwei Fokussierglieder auf gegenüberliegenden Seiten einer Trägerplatte positioniert werden. Zweites und viertes Bauteil sind in diesem Fall Fokussierglieder, wobei jedes der beiden Fokussierglieder mindestens ein fokussierendes Element und eines der beiden Fokussierglieder ein kollimierendes Element aufweist. Das erste Bauteil ist in diesem Fall als Trägerplatte mit mindestens einem wellenlängenselektiven Element ausgebildet und das dritte Bauteil ist im Falle eines Demultiplexers eine Detektorplatte, die mindestens zwei Empfängerelemente (Detektoren) aufweist, oder im Falle eines Multiplexers eine Senderplatte, die mindestens zwei Sendeelemente (zum Beispiel Dioden oder Laser) aufweist.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Modul bestehend aus dem zuvor beschriebenen Aufbau und einem dritten Bauteil, wobei das dritte Bauteil an dem Befestigungselement des zumindest einen ersten Schenkelelements befestigt ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dieses Modul als Multiplexer bzw. Demultiplexer ausgebildet. Darunter ist insbesondere ein optischer Multiplexer bzw. Demultiplexer zu verstehen.
Dadurch wird der zuvor beschrieben Aufbau vorteilhaft zur Verbindung mit einem dritten Bauteil eingesetzt. Insbesondere die Produktion eines Demultiplexer kann dadurch einerseits in die Produktion einer Detektorplatte und andererseits in die Produktion eines Demultiplexermoduls aufgeteilt werden, wobei das Demultiplexermodul alle Bestandteile des Demultiplexers außer der Detektorplatte umfasst und als erfindungsgemäßer Aufbau ausgebildet sein kann. Über das Befestigungselement des erfindungsgemäßen Aufbaus kann das Demultiplexermodul mit der Detektorplatte verbunden werden. Dies kann, muss aber nicht innerhalb einer Produktionskette des Demultiplexermoduls oder der Detektorplatte geschehen. Es kann beispielsweise auch als allein stehender Produktionsschritt erfolgen, beispielsweise auch durch einen Hersteller, der an der Produktion der beiden Bestandteile (Demultiplexermodul und Detektorplatte) nicht beteiligt war.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erste Bauteil eine Trägerplatte, die mindestens ein wellenlängenselektives Element und mindestens ein reflektierendes Element aufweist. Das zweite Bauteil ist ein Fokussierglied, das ein kollimierendes Element und mindestens zwei fokussierende Elemente aufweist, und das dritte Bauteil ist eine Detektorplatte, die mindestens zwei Empfängerelemente (Detektoren) aufweist, oder eine Senderplatte, die mindestens zwei Sendeelemente (zum Beispiel Dioden oder Laser) aufweist.
In einer alternativen Ausführungsform ist das erste Bauteil eine Trägerplatte, die mindestens ein wellenlängenselektives Element aufweist. Zweites und viertes Bauteil sind (wie bereits oben beschrieben) Fokussierglieder, die jeweils mindestens ein fokussierendes Element aufweisen und von denen zumindest eins ein kollimierendes Element aufweist. Das dritte Bauteil ist entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform eine Detektorplatte oder eine Senderplatte.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der zugehörigen Figuren. Es zeigen:

1: eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufbaus in Verbindung mit einem dritten Bauteil,
2: eine weitere perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Aufbaus, wobei ausschließlich erstes, zweites und drittes Bauteil gezeigt sind,
3: eine Seitenansicht des in 2 gezeigten Aufbaus,
4: eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Aufbaus,
5: eine weitere perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Aufbaus mit Klebestellen an den Kantenflächen,
6: eine alternative perspektivische Ansicht des in 5 gezeigten erfindungsgemäßen Aufbaus inklusive einer Klebestelle am ersten Bauteil,
7: eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufbaus in Verbindung mit einem dritten Bauteil,
8: eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufbaus,
9: eine Explosionsansicht mit dem in 8 gezeigten erfindungsgemäßen Aufbau und einem dritten Bauteil,
10: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Moduls bestehend aus dem erfindungsgemäßen Aufbau gemäß 8 und einem dritten Bauteil,
11: eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufbaus in Verbindung mit einem dritten Bauteil,
12: eine Seitenansicht des in 11 gezeigten erfindungsgemäßen Aufbaus,
13: einen Aufbau aus dem Stand der Technik.

1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufbaus 10 in Verbindung mit einem dritten Bauteil 8. In seiner Gesamtheit stellt 1 daher eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Moduls 1 dar. Zu erkennen ist ein U-förmiges Verbindungselement 2, das über ein erstes Federelement 5' und ein zweites Federelement 5" ein erstes Bauteil 6 mit einem zweiten Bauteil 7 verbindet. Das erste Bauteil 6 ist in der hier gezeigten Ansicht von dem Verbindungselement 2 abgedeckt und daher nicht zu erkennen. Das Verbindungselement selbst ist über die Kantenflächen 9, die als Befestigungselemente dienen, mit einem dritten Bauteil 8 verbunden. Das Verbindungselement 2 ist dabei über die komplette Kantenfläche 9 mit dem dritten Bauteil 8 verbunden, wobei die Kantenfläche 9 in der Regel mit dem dritten Bauteil 8 verklebt ist. In der hier gezeigten Ausführungsform stellen die Kantenflächen 9 Befestigungselemente dar.
Das in 1 gezeigte Verbindungselement 2 ist als Basisteil ausgebildet, wobei die Federelemente 5' und 5" durch die entsprechenden U-förmigen Aussparungen 11' und 11" integral mit dem Basisteil 2 ausgebildet sind. Das Basisteil 2 teilt sich dabei auf in ein Bodenelement 3, ein erstes Schenkelelement 4" und ein zweites Schenkelelement 4'. Die beiden Schenkelelemente 4' und 4" sind in dieser Ausführungsform als Befestigungsfederelemente ausgebildet. Die Federelemente 5' und 5" sind genauso wie die Schenkelelemente 4' und 4" flächig ausgebildet, so dass die Elastizitätsrichtungen der beiden Federelemente 5' und 5" jeweils senkrecht zu den großen Oberflächen der Federelemente verlaufen. Die Elastizitätsrichtung des ersten Federelements 5' ist zudem senkrecht zur Elastizitätsrichtung des zweiten Federelements 5" angeordnet, sodass sich die Elastizitätsrichtungen in einem Punkt schneiden. Dieser Schnittpunkt legt den Fixpunkt des zweiten Bauteils 7 fest, von dem aus ausgehend sich das zweite Bauteil 7 im Falle einer thermischen Ausdehnung relativ zum ersten Bauteil 6 ausdehnt. In der gezeigten Ausführungsform ist der Fixpunkt folglich mittig im zweiten Bauteil angeordnet, da sowohl das erste Federelement 5' als auch das zweite Federelement 5" jeweils mittig an dem zweiten Bauteil befestigt sind.
Das in 1 dargestellte Verbindungselement 2 besitzt eine Länge L, eine Breite B und eine Höhe H. Länge und Breite stehenden in der Regel ungefähr in einem 1:1 Verhältnis zueinander. In dem hier gezeigten Beispiel ist die Breite B des Verbindungselements 2 um ca. 10 % größer als die Länge L des Verbindungselements 2. Die Höhe H des Verbindungselements 2 beträgt im hier gezeigten Fall ca. drei Fünftel der Länge L. Die Länge eines Federelements 5' oder 5" beträgt ca. zwei Fünftel der Länge L und die Höhe der Federelemente 5' und 5" beträgt ca. ein Zehntel der Länge L.
In 2 ist das erfindungsgemäße Modul aus 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht und ohne das Verbindungselement 2 dargestellt. Folglich sind ausschließlich das erste Bauteil 6, das zweite Bauteil 7 und das dritte Bauteil 8 zu erkennen. Die 3 zeigt eine entsprechende Seitenansicht der in 2 gezeigten Bauteile. Anhand von 2 und 3 wird die Positionierung der Bauteile zueinander deutlich. Alle Bauteile sind beabstandet voneinander angeordnet, wobei in der hier gezeigten Ausführungsform das zweite Bauteil 7 einen Abstand von dem dritten Bauteil 8 aufweist, der in etwa doppelt so groß ist wie der Abstand zwischen dem ersten Bauteil 6 und dem dritten Bauteil 8. Der Abstand zwischen dem ersten Bauteil 6 und dem zweiten Bauteil 7 beträgt in der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform ca. zwei Drittel des Abstandes, der zwischen dem ersten Bauteil 6 und dem dritten Bauteil 8 besteht.
4 ist eine Seitenansicht des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Moduls 1, wobei das erste Bauteil 6 und das zweite Bauteil 7, die aus Sicht des Betrachters hinter dem Schenkelelement 4" des Verbindungselements 2 liegen, durch gestrichelte Linien angezeigt werden. Anhand dieser Darstellung wird insbesondere deutlich, dass das zweite Federelement 5" das erste Bauteil 6 mit dem zweiten Bauteil 7 derart verbindet, dass das zweite Bauteil 7 beabstandet von dem ersten Bauteil 6 und dem dritten Bauteil 8 angeordnet ist. Dabei ist das zweite Bauteil 7 ausschließlich über die Federelemente 5' und 5" bzw. gegebenenfalls noch über weitere Federelemente an dem Verbindungselement befestigt.
Die Elastizitätsrichtung des hier gezeigten Federelements 5 verläuft senkrecht zur betrachteten Ebene. Dies ist durch die flächige Ausbildung des Federelements mit einer geringen Ausdehnung des Federelements in jener Richtung senkrecht zur betrachteten Ebene (Dicke des Federelements wie sie in 1 ersichtlich ist) und durch die längliche U-förmige Aussparung bedingt.
5 zeigt den in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Aufbaus 10. Dabei handelt es sich um eine perspektivische Ansicht, bei der der Betrachter auf die Seite des Aufbaus 10 blickt, die nach einer Verbindung mit einem dritten Bauteil 8 diesem dritten Bauteil 8 zugewandt ist. Allerdings ist in der 6 das dritte Bauteil 8 nicht dargestellt. Die hier gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von den in den 1 bis 5 zuvor gezeigten Ausführungsformen dahingehend, dass an den Kantenflächen 9 Klebemittel 18 angebracht ist. Mittels der mit Klebemittel bestrichenen Kantenflächen wird der Aufbau 10 an den Kantenflächen 9 mit einem dritten Bauteil verklebt. Dadurch ergibt sich eine stabile Verbindung zwischen dem dritten Bauteil.
Aufgrund der in 5 vorliegenden Perspektive, ist das Schenkelelement 4' in dieser Ansicht gut einsehbar. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist ein drittes Federelement 5'" zu erkennen, welches durch eine U-förmige Aussparung 11'" integral mit dem Schenkelelement 4' ausgebildet ist. Dabei sind das zweite Federelement 5" und das dritte Federelement 5'" gegenüberliegend zueinander angeordnet, sodass die beiden Elastizitätsrichtungen der beiden Federelemente auf einer gemeinsamen Gerade liegen.
6 zeigt einen erfindungsgemäßen Aufbau 10, der sich nur dahingehend zu dem erfindungsgemäßen Aufbau 10 aus 5 unterscheidet, dass an dem ersten Bauteil 6 eine zusätzliche Klebestelle 18 angeordnet ist, welche eine direkte Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 6 und dem dritten Bauteil 8 herstellen kann. Eine solches zusätzliche Klebestelle 18 kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn eine äußerst stabile Verbindung zwischen dem Aufbau 10 und einem dritten Bauteil 8 erforderlich ist und auf eine beabstandete Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 6 und dem dritte Bauteil 8 verzichtet werden kann. Es ist bei der Betrachtung der 6 und 7 zu beachten, dass sich die jeweiligen Perspektiven der Ansichten unterscheiden, wobei in beiden Figuren die dem dritten Bauteil 8 zugewandte Seite des Aufbaus 10 gezeigt ist.
7 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Moduls 10, das in der hier gezeigten Darstellung mit einem dritten Bauteil 8 verbunden ist. Das dritte Bauteil weist in diesem Fall einen Anschlag 22 auf. Entsprechend sind an dem Verbindungselement 2 Anschlagsflächen 17 ausgebildet, die an dem Anschlag 22 des dritten Bauteils 8 anliegen. Das Verbindungselement 2 liegt somit auf zwei unterschiedlichen Höhen über die Kantenflächen 9 der Schenkelelemente 4' und 4" an dem dritten Bauteil an.
In 8 ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufbaus 10 dargestellt. In diesem Fall weist das Verbindungselement 2 insgesamt drei Schenkelelemente 4', 4" und 4'" auf. Das dritte Schenkelelement 4'" befindet sich in der hier gezeigten Ansicht auf der dem Betrachter abgewandten Seite des Aufbaus 10. Neben den Kantenflächen 9 der Schenkelelemente 4', 4" und 4'" dient insbesondere das Befestigungselement 16 dazu, den Aufbau 10 mit einem dritten Bauteil 8 zu verbinden. Dieses Befestigungselement 16 ist integral mit dem Verbindungselement 3 als Vorsprung/Steckelement ausgebildet.
9 zeigt den in 8 gezeigten Aufbau 10 in einer Explosionsansicht zusammen mit einem dritten Bauteil 8. Das dritte Bauteil 8 weist dabei eine kreisförmige Ausnehmung 12 auf, die beispielsweise als Bohrung ausgebildet sein kann und dafür vorgesehen ist, das Befestigungselement 16 aufzunehmen. Die Querschnittsfläche der Ausnehmung 12 (in einer Ebene, die durch Länge L und Breite B aufgespannt wird, siehe 1) ist dabei größer als die entsprechende Querschnittsfläche des Befestigungselements 16. Durch das Hinzufügen von Klebemittel an das Befestigungselement 16 oder/und in die Ausnehmung 12 kann dementsprechend eine Klebeverzahnung des Aufbaus 10 mit dem dritten Bauteil 8 vorgenommen werden. Da es sich allerdings nicht um eine formschlüssige Steckverbindung handelt, kann die Positionierung des Aufbaus zum Zwecke der Justierung auch nach einer Verbindung noch geringfügig geändert werden. Das zusammengesetzte Modul 1, bestehend aus dem Aufbau 10 - wie es in den 8 und 9 gezeigt ist - und dem in 9 gezeigten dritten Bauteil ist in 10 dargestellt.
11 zeigt eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufbaus und 12 zeigt eine dazu entsprechende Seitenansicht dieser Ausführungsform, wobei in der Seitenansicht die eigentlich nicht sichtbaren Bauteile, die auf der vom Betrachter abgewandten Seite des gezeigten Schenkelelements 4" liegen, durch gestrichelte Linien gezeigt sind. Bei der hier gezeigten Ausführungsform wird ein viertes Bauteil 20 über weitere Federelemente 19' und 19" mit dem ersten Bauteil in Verbindung gebracht. Dabei sind das vierte Bauteil 20 und das zweite Bauteil 7 spiegelsymmetrisch auf zwei gegenüberliegenden Seiten des ersten Bauteils 6 angeordnet. Die weiteren Federelemente 19' und 19" sind spiegelsymmetrisch den Federelementen 5' und 5" entsprechend ausgebildet. Folglich sind die weiteren Federelemente 19' und 19" ebenfalls durch weitere U-förmige Aussparungen 21' und 21" integral mit dem Verbindungselement 2 ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Modul
2: Verbindungselement (Basisteil)
3: Bodenelement
4': Zweites Schenkelelement
4": Erstes Schenkelelement
4'": Drittes Schenkelelement
5': Erstes Federelement
5": Zweites Federelement
5'": Drittes Federelement
6: Erstes Bauteil
7: Zweites Bauteil
8: Drittes Bauteil
9: Kantenfläche (Befestigungselement)
10: Aufbau
11', 11", 11 '": U-förmige Aussparung
12: Ausnehmung
13: (Zusätzliches) Schenkelelement
14', 14": Befestigungselement
15: Klebemittel
16: Vorsprung (Befestigungselement)
17: Anschlagsfläche
18: Klebemittel/Klebestelle
19', 19": Weiteres Federelement
20: Viertes Bauteil
21',21": (Weitere) U-förmige Aussparung
22: Anschlag (drittes Bauteil)
101: Bauteil
102: Bauteil
103: Verbindungselement
104: Federelement
105: Federelement
L: Länge des Verbindungselements
B: Breite des Verbindungselements
H: Höhe des Verbindungselements

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005049731 A1 [0003, 0004]

Claims

Aufbau bestehend aus einem ersten und einem zweiten Bauteil und einem die beiden Bauteile verbindenden Verbindungselement, wobei das Verbindungselement ein mit dem ersten Bauteil verbundenes Basisteil, ein erstes Federelement und ein zweites Federelement aufweist, wobei das erste und das zweite Federelement mit dem zweiten Bauteil verbunden sind und jeweils eine in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen jeweils mindestens doppelt so große Federkonstante wie in der dritten, zu den beiden ersten Raumrichtungen senkrechten Raumrichtung, der sogenannten Elastizitätsrichtung, haben, wobei die beiden Federelemente nicht parallel zueinander verlaufende Elastizitätsrichtungen aufweisen, die eine erste Elastizitätsebene festlegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil ein Bodenelement, an welchem das erste Federelement befestigt ist, und ein erstes Schenkelelement, an welchem das zweite Federelement befestigt ist, aufweist, wobei das erste Schenkelelement ein Befestigungselement zur Befestigung des Aufbaus an einem dritten Bauteil aufweist.
Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Bodenelement und Schenkelelement jeweils im Wesentlichen flächig ausgebildet sind, wobei die Fläche des Bodenelements und die Fläche des zumindest einen Schenkelelementes einen Winkel zwischen 45° und 135°, vorzugsweise zwischen 80° und 100° und am besten von 90° einschließen.
Aufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil ein zweites Schenkelelement aufweist, das am Bodenelement befestigt ist, wobei das zweite Schenkelelement ein Befestigungselement zur Befestigung des Aufbaus an dem dritten Bauteil aufweist, wobei vorzugsweise am zweiten Schenkelelement ein drittes Federelement vorgesehen ist, dessen Elastizitätsrichtung mit der Elastizitätsrichtung des zweiten Federelementes im Wesentlichen übereinstimmt.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste oder das zweite Schenkelelement an seinem freien Ende mindestens eine Anschlagsfläche aufweist, die dafür vorgesehen ist, an einer korrespondierenden Anschlagsfläche des dritten Bauteils anzuliegen.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement und die beiden Schenkelelemente Grenzflächen eines Raumes bilden, in welchem das erste Bauteil und vorzugsweise auch das zweite Bauteil angeordnet ist bzw. sind.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Schenkelelement mit einem zweiten Befestigungselement vorgesehen ist und das erste und das zweite Schenkelelement oder das erste und das zweite Befestigungselement als Befestigungsfederelemente ausgebildet sind, welche jeweils eine in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen jeweils mindestens doppelt so große Federkonstante wie in der dritten, zu den beiden ersten Raumrichtungen senkrechten Raumrichtung, der sogenannten Elastizitätsrichtung, haben, wobei die beiden Elastizitätsrichtungen der beiden Befestigungsfederelemente nicht parallel zueinander verlaufen und eine zweite Elastizitätsebene festlegen.
Aufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elastizitätsebene nicht parallel zueinander angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Elastizitätsebene vorzugsweise rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement integral mit dem Bodenelement und das zweite Federelement integral mit dem ersten Schenkelelement ausgebildet ist.
Aufbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein Biegeteil ist, wobei vorzugsweise das erste Schenkelelement und das Bodenelement jeweils eine U-förmige Aussparung aufweisen, so dass die zwischen den U-Schenkeln jeder Aussparung verbleibenden Abschnitte das erste und das zweite Federelement bilden.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement entweder als Ausnehmung ausgebildet ist, sodass es einen auf dem dritten Bauteil befindlichen Vorsprung aufnehmen kann, oder als Vorsprung ausgebildet, sodass es in eine auf dem dritten Bauteil befindliche Ausnehmung gesteckt werden kann.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement einstückig ausgebildet ist.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein viertes Bauteil vorgesehen ist und das Verbindungselement zwei weitere Federelemente aufweist, wobei die beiden weiteren Federelement jeweils mit dem vierten Bauteil verbunden sind und jeweils eine in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen jeweils mindestens doppelt so große Federkonstante wie in der dritten, zu den beiden ersten Raumrichtungen senkrechten Raumrichtung, der sogenannten Elastizitätsrichtung, haben, wobei die beiden weiteren Federelemente nicht parallel zueinander verlaufende Elastizitätsrichtungen aufweisen, die eine dritte Elastizitätsebene festlegen, welche vorzugsweise parallel zur ersten Elastizitätsebene angeordnet ist.
Modul bestehend aus einem Aufbau gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und einem dritten Bauteil, wobei das dritte Bauteil an dem Befestigungselement des zumindest einen ersten Schenkelelements befestigt ist.
Modul gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul ein Multiplexer oder ein Demultiplexer ist.
Modul gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil eine Trägerplatte ist, die mindestens ein wellenlängenselektives Element und mindestens ein reflektierendes Element aufweist, das zweite Bauteil ein Fokussierglied ist, das ein kollimierendes Element und mindestens zwei fokussierende Elemente aufweist, und das dritte Bauteil eine Detektorplatte, die mindestens zwei Empfängerelemente aufweist, oder eine Senderplatte, die mindestens zwei Sendeelemente aufweist, ist.
Modul gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufbau gemäß Anspruch 12 vorgesehen ist und das erste Bauteil eine Trägerplatte ist, die mindestens ein wellenlängenselektives Element aufweist, das zweite Bauteil ein Fokussierglied ist, das ein kollimierendes Element und mindestens ein fokussierende Elemente aufweist, das vierte Bauteil ein Fokussierglied ist, das mindestens ein fokussierendes Element aufweist, und das dritte Bauteil eine Detektorplatte, die mindestens zwei Empfängerelemente aufweist, oder eine Senderplatte, die mindestens zwei Sendeelemente aufweist, ist.