DE19530684C1 - Optische Kopplungsanordnung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine optische Kopplungsanordnung mit
einem Flansch, an dessen Frontseite eine Aufnahmehülse ange
ordnet ist, in deren Öffnung ein Steckerstift bis an einen
von einem Metallteil gebildeten Anschlag einführbar ist, und
an dessen Rückseite ein optisches Element auf die Öffnung
ausgerichtet angeordnet ist.
Die DE-A1-42 37 941 beschreibt eine optische Kopplungsanord
nung, bei der ein Montageflansch und eine geschlitzte Auf
nahmehülse einstückig ausgebildet sind. An der der Aufnahme
hülse gegenüberliegenden Rückseite des Flansches ist ein op
tisches Element angeordnet und auf die Öffnung der Aufnahme
hülse ausgerichtet. In die Aufnahmehülse ist ein Lichtwellen
leiter-Steckerstift bis zum Anschlag an eine blendenartige
Zwischenwand einführbar. Die Reproduzierbarkeit der Stecker
stiftposition in axialer Richtung ist von der (mit der Anzahl
der Steckvorgange zunehmenden) Deformation der Anschlagflache
bzw. der Zwischenwand bestimmt.
Im Hinblick auf die Problematik der mechanischen Entkopplung
von Lichtwellenleiter und optischem Element (Fotohalbleiter
element) ist dem deutschen Gebrauchsmuster 78 08 002 eine der
vorbeschriebenen Konstruktion ähnliche Kopplungsanordnung der
eingangs genannten Art entnehmbar, die eine zwischen der Auf
nahmehülse und einer Halterung für das optische Element in
tern angeordnete dünne metallische Trennplatte aufweist.
Damit noch ungelöste Probleme bestehen in der relativ gerin
gen Zugbelastbarkeit des vorzugsweise aus Spritzgußmaterial
hergestellten Flansches, der verbesserungswürdigen Ab
schirmung gegen elektromagnetische Wellen und der Wärmeab
fuhr.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Verbesserung
der bekannten Kopplungsanordnung hinsichtlich der vorgenann
ten Problematik mit einfachen technischen Mitteln.
Diese Aufgabe wird bei einer Kopplungsanordnung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Flansch
durch Umspritzen des Metallteils gebildet ist und daß das Me
tallteil mindestens einen aus dem Flanschmaterial herausra
genden Fortsatz aufweist.
Ein erster wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kopp
lungsanordnung besteht darin, daß mit dem eingebetteten Me
tallteil als preiswertem Massenfertigungsteil, die Anschlag
funktion bzw. Distanzfunktion der Zwischenwand für den Stec
kerstift erheblich stabilisiert wird. Außerdem ist durch den
nach außen ragenden Fortsatz ein Zugriff auf das Metallteil
zur elektrischen Abschirmung, zum Potentialausgleich und zur
Aufnahme von Steckkräften möglich. Ein weiterer wesentlicher
Vorteil des Metallteiles besteht in seiner Fähigkeit der ge
zielten Wärmeableitung.
Der Fortsatz oder die Fortsätze des Metallteiles bildet bzw.
bilden für die Fertigung und ggf. notwendige Justagemaßnahmen
präzise Ansätze für Fertigungsmittel. Die äußere Kopp
lungsfunktion mit dem Steckerstift ist vorteilhafterweise
vollständig von einem preiswerten Werkstoff (beispielsweise
Spritzguß-Kunststoff) erfüllbar.
Um Steckkräfte aufnehmen zu können und für eine Zugentlastung
und gleichzeitig für eine Erdung und Abschirmung der erfin
dungsgemäßen Kopplungsanordnung zu sorgen, ist bevorzugt eine
Ausbildung des Fortsatzes oder der Fortsätze als Montagefuß
oder Montagestift vorgesehen.
Bevorzugt weist das Metallteil zumindest einen rückwärtigen
Fortsatz auf, an dem das auf die Aufnahmehülse ausgerichtete
optische Element fixiert ist. Vorteilhafterweise können die
rückwärtigen Fortsätze zur Laserpunktschweißung geeignete
ebene Freiflächen vorsehen und damit bereits eine Bezugsebene
für das optische Element bilden. Die Fortsätze können in
bezug auf den die Anschlagfläche bildenden Bereich des
Metallteiles so präzise gearbeitet werden, daß keine Justage
des optischen Elementes in axialer Richtung notwendig ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vor
gesehen, daß sich von der Frontseite des Flansches aus Rast
finger erstrecken. Damit werden sämtliche äußeren Kopplungs
funktionen - nämlich die Aufnahme des Steckerstiftes und die
Fixierung eines den Steckerstift tragenden Gehäuses - von auf
der Frontseite des Flansches angeordneten Mittel realisiert,
die in vorteilhafter Weise im Spritzguß hergestellt sein
können.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht
vor, daß die Kopplungsanordnung als Duplex-Kopplungsanordnung
mit zwei optischen Elementen, zwei diesen gegenüberliegend
angeordneten Aufnahmehülsen und mit einem einzigen gemeinsa
men Metallteil ausgebildet ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einem opti
schen Element auch ein elektrooptisches bzw. optoelektroni
sches Wandlerelement, beispielsweise eine Laserdiode oder ei
ne Fotodiode, zu verstehen.
Ein Ausführungsbeispiels der Erfindung wird nachfolgend an
hand einer Zeichnung weiter erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße optische Kopplungsanordnung,
Fig. 2 ein Metallteil und
Fig. 3 und 4 ein elektrooptisches Modul im Schnitt bzw.
von unten mit teilweise geöffneter Bodenplatte.
Gemäß Fig. 1 umfaßt die optische Kopplungsanordnung einen
Flansch 1, der durch Spritzguß aus einem Kunststoff gebildet
ist. Der Flansch 1 hat eine rückwärtige Seite 2 und eine die
ser gegenüberliegende Frontseite 3. An der Frontseite 3 sind
zwei nur teilweise erkennbare geschlitzte Aufnahmehülsen 4, 5
angeordnet. Die Aufnahmehülsen haben auf in der Fig. 1 nicht
dargestellte optische Elemente ausgerichtete Durchgangsöff
nungen 6, 7, in die ein Steckerstift 8, 9 bis zu einer die
Hülsenöffnung verengenden Zwischenwand 11, 12 axial einführ
bar ist. In dem Flansch 1 ist ein Metallteil 10 eingebettet,
das die Zwischenwände 11, 12 bildet; die Lage der Aufnahme
hülsen 4, 5 ist auf Durchgangsbohrungen 14, 15 in den Zwi
schenwänden abgestimmt. Das Metallteil 10 bildet somit die
Öffnungen der Aufnahmehülsen 4, 5 verengende Anschläge die
mit ihren in Fig. 1 nicht sichtbaren frontseitigen Flächen
als stabile Anschlagflächen für die Steckerstifte 8, 9 mit je
einem zentralen Lichtwellenleiter 16, 17 dienen. Von der
Frontseite 3 des Flansches 1 aus erstrecken sich Rastfinger
18a bis 18d, die mit Rastnasen 19a bis 19d in entsprechende
korrespondierende Vertiefungen nicht dargestellter Stecker
stiftgehäuse einrasten und diese in Kopplungsstellung fixie
ren.
Wie auch Fig. 2 zeigt, weist das Metallteil 10 mehrere Fort
sätze auf. Zwei Fortsätze 20, 21 sind zunächst abgewinkelt
und setzen sich als Montagefüße oder Montagestifte nach unten
fort. Insgesamt vier sich rückwärtig erstreckende Fortsätze
22 bis 25 weisen ebene Endflächen 22a bis 25a auf, die wie
nachfolgend noch näher erläutert als Montageflächen für
optische Elemente dienen.
Der in Fig. 3 gezeigte Längsschnitt durch ein elektroopti
sches Modul 30, das den Flansch 1 enthält, zeigt die ge
schlitzte Aufnahmehülse 4, die von einem Aufnahmevorraum 32
umgeben ist. In den Vorraum 32 ist ein nicht gezeigtes han
delsübliches SC-Steckerstiftgehäuse mit dem Steckerstift 8
(Fig. 1) einführbar. Bei eingeführtem Gehäuse verriegelt die
Rastnase 19a in einer korrespondierenden Gehäuseausnehmung.
Der in bekannter Weise in dem Steckerstiftgehäuse unter
axialer Federbeaufschlagung gelagerte Steckerstift 8 (Fig.
1) wird im gesteckten Zustand gegen die Anschlagfläche 34 der
Zwischenwand 11 des Metallteiles 10 gedrückt. Durch die
Bohrung 14 führt wie angedeutet ein Lichtweg 35 zur optischen
Kopplung mit einem optischen Element in Form einer Fotodiode
36, die in einem Metallgehäuse 37 gekapselt ist.
Wie Fig. 4 zeigt, ist bei der als Duplexkopplungsanordnung
ausgebildeten Kopplungsanordnung außerdem eine in einem Me
tallgehäuse 39 angeordnete Laserdiode 38 als weiteres opti
sches Element vorgesehen. Die optischen Elemente 36, 38 sind
mit ihren metallischen Grundplatten 36a, 38a durch Laser
schweißpunkte 40 mit den ebenen Endflächen 22a bis 25a der
Fortsätze 22 bis 25 verschweißt.
Das unter Bildung des Flansches 1 mit Kunststoffmaterial um
spritzte Metallteil 10 gewährleistet mit seiner auch bei vie
len steckwechselspielen form- und positionsgetreuen Anschlag
fläche 34 eine hervorragend genau reproduzierbare axiale Po
sitionierung des anzukoppelnden Lichtwellenleiters 16 bzw.
Steckerstiftes 8 in bezug auf das jeweilige optische Element
36. Darüber hinaus dient das Metallteil 10 zur Aufnahme und
Ableitung von Zug- bzw. Steckkräften an eine Leiterplatte 50
(Fig. 3), indem die Montagefüße 20, 21 in entsprechende Boh
rungen der Leiterplatte 50 eingeführt und dort fixiert sind.
In weiterer Funktion dient das Metallteil 10 zur elek
tromagnetischen Abschirmung des Flanschbereiches und damit
zur Verminderung des Einflusses äußerer Störstrahlungen.
Gleichzeitig ist durch das Metallteil 10 über die Schweißver
bindungen 40 (Fig. 4) ein definiertes Potential für die Ge
häuse 37, 39 der optischen Elemente geschaffen. Die ebenen
Endflächen 22a bis 25a dienen als einfach herzustellende
hochpräzise Führungsflächen für die Fixierung der optischen
Elemente 36, 38 in axialer Richtung. Schließlich dient das
Metallteil 10 zu einer äußerst effektiven Wärmeableitung von
den optischen Elementen. Die mechanische Kopplungsfunktion,
d. h. die Führung und Aufnahme der Steckerstifte 8, 9 und die
Fixierung der Steckerstiftgehäuse kann mit Hilfe der Aufnah
mehülsen bzw. der Rastfinger weiterhin in vorteilhafter Weise
von einfach durch Spritzguß herstellbaren Kunststoffteilen
erfolgen.
Claims (5)
1. Optische Kopplungsanordnung mit einem Flansch (1),
an dessen Frontseite (3) eine Aufnahmehülse (4) angeordnet
ist, in deren Öffnung (6) ein Steckerstift (8) bis an einen
von einem Metallteil (10) gebildeten Anschlag (11) einführbar
ist, und
an dessen Rückseite (2) ein optisches Element (36) auf die Öffnung (6) ausgerichtet angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Flansch (1) durch Umspritzen des Metallteils (10) gebildet ist und daß das Metallteil (10) mindestens einen aus dem Flanschmaterial herausragenden Fortsatz (20, 21) aufweist.
an dessen Rückseite (2) ein optisches Element (36) auf die Öffnung (6) ausgerichtet angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Flansch (1) durch Umspritzen des Metallteils (10) gebildet ist und daß das Metallteil (10) mindestens einen aus dem Flanschmaterial herausragenden Fortsatz (20, 21) aufweist.
2. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Fortsatz (20, 21) als Montagefuß oder Montagestift ausge
bildet ist.
3. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Metallteil zumindest einen rückwärtigen Fortsatz (22 bis
25) aufweist, an dem das optische Element (36, 38) fixiert
ist.
4. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich von der Frontseite (3) des Flansches (1) aus Rastfinger
(18a bis 18d) erstrecken.
5. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kopplungsanordnung als Duplex-Kopplungsanordnung mit zwei
optischen Elementen (36, 38), zwei diesen gegenüberliegend
angeordneten Aufnahmehülsen (4, 5) und mit einem einzigen ge
meinsamen Metallteil (10) ausgebildet ist.
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