DE19530684C1 - Optische Kopplungsanordnung - Google Patents

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.

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.