DE19626036A1 - Optischer Steckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Steckverbinder mit zwei komplementären Steckerhälften, wobei jede Steckerhälfte eine Hülse aufweist, in der zumindest ein Lichtwellenleiter gefaßt ist, und die Hülse von einem Innengehäuse und dieses von einem Außengehäuse umgeben ist, wobei die Hülse in axialer Richtung unter einer Federkraft im Innengehäuse beweglich angeordnet ist und das Innengehäuse im Außengehäuse zwischen zwei Anschlägen frei beweglich angeordnet ist.

Aus der WO 94/24594 ist eine Anordnung mit den obengenannten Merkmalen bekannt. Zur Kupplung der beiden optischen Steckerhälften ist eine Kupplungshülse notwendig, die erstens zur Zentrierung der beiden Hülsen zueinander dient und zweitens zum Verrasten der Innengehäuse mit der Kupplungshülse. Die Kupplungshülse ist also unbedingt notwendig, um zwei komplementäre Steckerhälften miteinander zu verbinden.

Aus der WO 94/24594 ist es weiter bekannt, eine Steckerhälfte mit der Kupplungshülse an einer Rückwandplatine zu befestigen, währen die zweite Steckerhälfte an einer Tochterplatte, also einer senkrecht zur Rückwandplatine angeordneten Platte befestigt ist.

Aus der EP 430 107 B1 ist ebenfalls ein optischer Steckverbinder bekannt. Eine Steckerhälfte weist dabei in Hülsen gefaßte Lichtwellenleiter auf, die sich in einem Innengehäuse befinden, das von einem Außengehäuse umgeben ist und in diesem zwischen zwei Anschlägen bewegbar ist. Die zweite Steckerhälfte weist ebenfalls in Hülsen gefaßte Lichtwellenleiter auf, die sich in einem Umgehäuse befinden.

In dieses Umgehäuse ist die erste Steckerhälfte mit Innengehäuse und Außengehäuse steckbar. Dabei wird die Verrastung zwischen Innengehäuse und Außengehäuse durch einen entsprechenden Öffnungsmechanismus in der zweiten Steckerhälfte geöffnet. Gleichzeitig erfolgt eine Verrastung zwischen dem Innengehäuse und der zweiten Steckerhälfte. Sollen die beiden Stecker voneinander getrennt werden so befindet sich am Außengehäuse der ersten Steckerhälfte ein Öffnungsmechanismus für die Verrastung zwischen dem Gehäuse der zweiten Steckerhälfte und dem Innengehäuse der ersten Steckerhälfte. Bei den in der EP 430 107 B1 beschriebenen optischen Verbindern ist eine Kupplung gleichartiger Steckerhälften aneinander nur mit Hilfe einer Kupplungshülse möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung einen optischen Steckverbinder aus zwei komplementären Steckerhälften anzugeben, der variabel mit und ohne Kupplungshülse einsetzbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merk­ malen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Ein erfindungsgemäßer optischer Steckverbinder mit zwei komplementären Stecker­ hälften weist folgende Merkmale auf:
Jede Steckerhälfte weist eine Hülse auf, in der zumindest ein Lichtwellenleiter gefaßt ist; die Hülse ist von einem Innengehäuse und dieses von einem Außengehäuse umgeben; in zumindest einer Steckerhälfte ist die Hülse in axialer Richtung unter einer Federkraft im Innengehäuse beweglich angeordnet; das Innengehäuse ist im Außengehäuse zwischen zwei Anschlägen frei beweglich; das Innengehäuse trägt jeweils Rastmittel zur Verrastung am Innengehäuse einer komplementären Steckerhälfte; das Außengehäuse ist derart ausgebildet, daß es sowohl im gesteckten als auch im nicht­ gesteckten Zustand über das Innengehäuse bewegt werden kann und das Außengehäuse trägt Auslösemittel zum Öffnen der Rastmittel des zugehörigen Innengehäuse.

Mit dem erfindungsgemäßen optischen Steckverbinder ist es möglich, zwei gleichartig aufgebaute Steckerhälften miteinander zu verbinden, ohne eine Kupplungshülse vorzusehen.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn jeweils die Außengehäuse und auch die Innengehäuse der beiden Steckerhälften gleich ausgebildet ist. Dadurch kann eine hermaphroditische Ausführung der beiden Steckerhälften erreicht werden. Eine solche Ausführung ist besonders sparsam, da für jedes Spritzgußteil nur ein Werkzeug benötigt wird und nicht für die beiden komplementären Steckerhälften jeweils unterschiedliche Werkzeuge benötigt werden. Die Hülse in der die Lichtwellenleiter gefaßt sind, kann beispielsweise zwei Zentrieröffnungen oder zwei Zentrierstifte aufweisen und eine Vielzahl von Lichtwellen­ leiterenden. Aufgrund der Zentrierung mittels der Zentrieröffnungen und -stifte muß auf eine zusätzliche Zentrierung der Hülsen zueinander durch eine weitere Hülse, beispielsweise in der Kupplungshülse, verzichtet werden.

Der erfindungsgemäße optische Steckverbindung ist zum Verbinden von mehreren Lichtwellenleitern, die gemeinsam in einer Hülse gefaßt sind, besonders vorteilhaft, da eine Abweichung von einer axial-symmetrischen Form bei diesem Stecker besonders sinnvoll ist, da dadurch für die Rastmittel an den Breitseiten der Steckerhälften besonders viel Platz vorhanden ist. Es ist aber auch möglich, den optischen Steckverbinder zum Verbinden von einzelnen Lichtwellenleitern einzusetzen.

Weiter ist es besonders vorteilhaft, daß der optische Steckverbinder auch mit einer Kupplungshülse eingesetzt werden kann. Dabei sind Innen- und Außengehäuse entsprechend derart ausgestaltet, daß entsprechende Mittel zum Verrasten und Mittel zum Öffnen dieser Verrastung vorgesehen sind. Die Kupplungshülse kann dabei entweder Mittel zum Verrasten mit nur einer Steckerhälfte vorsehen, es ist aber auch möglich, daß diese Mittel zum Verrasten mit beiden Steckerhälften aufweist. Dies hat den Vorteil, daß die Kupplungshülse zum Beispiel in einer Rückwandplatine befestigt werden kann und somit immer nur eine der beiden Steckerhälften für den Steckvorgang zugänglich sein muß.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht zweier Steckerhälften im nicht­ gesteckten Zustand und

Fig. 2 eine Seitenansicht der Steckerhälften im gesteckten Zustand,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die beiden Steckerhälften im nicht-gesteckten Zustand,

Fig. 3a eine Vergrößerung der steckgesichtseitigen Enden der beiden Steckerhälften,

Fig. 4 und 4a entsprechende Querschnitte im gesteckten Zustand,

Fig. 5 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Steckerhälfte, wobei die verschiedenen Teile gestrichelt eingezeichnet sind,

Fig. 5a einen Schnitt entlang der Linie AA in Fig. 5,

Fig. 5b einen Schnitt entlang der Line BB in Fig. 5,

Fig. 6 einen Querschnitt durch zwei zusammengefügte Steckerhälften in einer Kupplungshülse entsprechend dem Querschnitt AA in Fig. 5, und

Fig. 7 einen Querschnitt durch zwei gesteckte Steckerhälften in einer Kupplungshülse entsprechend dem Schnitt BB,

Fig. 8a bis 8d zwei komplementäre Steckerhälften mit einer Kupplungshülse in verschiedenen Zuständen vom ungesteckten bis zum gesteckten Zustand und

Fig. 9a bis 9d zwei komplementäre Steckerhälften, wobei einer an einer Leiterplatte befestigt ist, mit einer Kupplungshülse, in der nur eine Steckerhälfte in verschiedenen Zuständen zwischen dem nicht-gesteckten und gesteckten Zustand, verrastet ist.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer optischer Steckverbinder dargestellt. In Fig. 1 sind die beiden komplementären Steckerhälften 1 und 2 im nicht-gesteckten Zustand dargestellt und in Fig. 2 sind sie im gesteckten Zustand dargestellt. Es ist jeweils ein Außengehäuse 13 bzw. 23 und bereichsweise ein Innengehäuse 12 bzw. 22 zu erkennen. Weiter ist zu erkennen, daß die beiden Steckerhälften äußerlich gleich aussehen bis auf einen Zentrierstift 3, der Teil einer Hülse ist, in der die Lichtwellenleiter gefaßt sind und der nur in der Steckerhälfte 2 vorhanden ist. Dieser Zentrierstift 3 kann entweder in der einen oder anderen Steckerhälfte vorkommen. Obwohl in Fig. 1 nur ein Zentrierstift 3 zu sehen ist, wird bei der Erläuterung von Fig. 5 auffallen, daß zwei solche Zentrierstifte vorgesehen sind.

In den Fig. 3 und 3a ist nun ein Querschnitt durch die beiden Steckerhälften im nicht-gesteckten Zustand dargestellt. Es ist wiederum jeweils das Außengehäuse 13 beziehungsweise 23 und das Innengehäuse 12 bzw. 22 zu erkennen. Im Innengehäuse befindet sich jeweils eine Hülse 11, 21 in der Lichtwellenleiter in Bohrungen 111 und 121 gefaßt sind. Wenn die Hülse 11, 21 zur Fixierung mehrerer Lichtwellenleiterenden, beispielsweise eines Bändchenkabels, vorgesehen ist, so befinden sich mehrere Bohrungen 111, 121 in einer Reihe hintereinander. In der gleichen Ebene wie die Bohrungen sind außerdem in einer Hülse 21 Zentrieröffnungen angeordnet und in der anderen Hülse 11 entsprechende Zentrierstifte. Sie sind jeweils links und rechts von den Bohrungen für die Lichtwellenleiter angeordnet. Die Hülsen 11, 21 können entweder mit dem Innengehäuse 12, 22 fest verbunden werden, oder werden mit einer Federkraft beaufschlagt und sind in axialer Richtung im Innengehäuse 12, 22 verschiebbar. Durch die Federkraft werden die Hülsen 11, 21 gegen einen Anschlag A im Innengehäuse 12, 22 gedrückt. Wie in Fig. 3a besonders deutlich zu erkennen, weist das Innengehäuse 12, 22 jeweils einen Rasthaken 17, 27 und auf der gegenüberliegenden Seite einen elastischen Rastarm 16, 26 auf. Der Rastarm 16, 26 weist an seinem freien Ende eine Nase 161, 261 auf. Das Außengehäuse 13, 23 ist über dem Innengehäuse 12, 22 zwischen den Anschlägen B und C verschiebbar. Beim Zusammenfügen der komplementären Steckerhälften 1 und 2 treffen zunächst die schrägen Flanken der Nasen 161 und 262 der Rastarme 16 und 26 mit den schrägen Flanken der Rasthaken 17 und 27 zusammen. Werden die beiden Steckerhälften weiter aufeinander zu bewegt, werden aufgrund der schrägen Flanken die federnden Rastarme 16 und 26 von der Steckerachse wegbewegt und verrasten über den Rasthaken 17 und 27. Während des Steckvorganges berühren sich die Stirnflächen der Hülsen 11, 21 und die Hülsen werden beim Steckvorgang vom Anschlag A wegbewegt entgegen der Federkraft. Durch die Federkraft werden die Stirnflächen der Hülsen aufeinandergepreßt und die Hülsen sind schwimmend in den miteinander verrasteten Innengehäuse 12, 22 befestigt. Zum Trennen der beiden Steckerhälften wird nun wie folgt vorgegangen. Es wird an den beiden Außengehäusen 13, 23 angegriffen und die Stecker werden entsprechend auseinander­ gezogen, wobei ein Auslösemittel am Außengehäuse 13, 23, das sich beim Zug über das Innengehäuse 12, 22 bewegt, den Rastarm 16, 26 nach außen biegt und dadurch die Verrastung mit den Rasthaken 17, 27 löst. In den in den Fig. 3, 3a und 4, 4a gestellten Schnitten ist der Auslösemechanismus nicht zu erkennen.

In Fig. 5 ist eine Aufsicht auf eine komplementäre Steckerhälfte 1 dargestellt. In die Aufsicht ist dabei gestrichelt eingezeichnet, wie die unterschiedlichen Gehäuse angeordnet sind. Es ist dabei die Komplexität des Steckers besonders leicht zu erkennen. Außerdem ist zu erkennen, die Lage der Zentrierstifte 3 und 3′ der Hülse. Mit einer geschweiften Klammer ist der Bereich gekennzeichnet, in dem sich die Lichtwellenleiterenden befinden. Weiter sind zwei Schnittlinien A und B eingezeichnet. Die Schnittlinie A ist die Symmetrieachse des Steckers während die Schnittlinie B durch einen der Zentrierstifte hindurchgelegt ist. In Fig. 5a ist der Schnitt gemäß der Schnittlinie AA aus Fig. 5 dargestellt. Fig. 5a entspricht dem, was in Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 5b ist der Schnitt entlang der Linie BB in Fig. 5 dargestellt. Es ist dabei zu erkennen, daß am Rastarm 16 eine Lasche 162 vorgesehen ist. Wird nun das Außengehäuse 13 über dem Innengehäuse 12 zurückgezogen, so greift das Auslösemittel 133 unter die Lasche 162 und biegt somit den Rastarm 16 nach oben wodurch die Verrastung gelöst wird.

Die Fig. 6 und 7 zeigen zwei komplementäre Steckerhälften 1 und 2, die miteinander verbunden sind und sich in einer Kupplungshülse befinden, jeweils in einem Schnitt entlang der Mittelachse und in einem Schnitt durch einen Zentrierstift. In den Figuren ist jeweils deutlich zu erkennen: Eine erste Steckerhälfte 1 und eine zweite Steckerhälfte 2, die jeweils von gegenüberliegenden Seiten in eine Kupplungshülse 4 eingebracht sind. Die Kupplungshülse 4 weist Mittel zum Verrasten 41 und 42 mit den Innengehäusen 12 und 22 der Stecker auf. Die beiden Stecker sind mit den Rastarmen 16 bzw. 26 und den Rasthaken 17 bzw. 27 miteinander verrastet. Außerdem weisen die Innengehäuse Rastnasen 131 und 231 auf, die jeweils mit den Mitteln zum Verrasten 41 und 42 an der Kupplungshülse 4 verrasten. Am Außengehäuse 13, 23 sind außerdem Mittel zum Öffnen dieser Verrastung 232 und 132 vorgesehen.

Das genaue Zusammenwirken von Kupplungshülse und den beiden Steckerhälften mit Innengehäuse und Außengehäuse ist in den folgenden Figuren anhand zweier Ausführungsbeispiele dargestellt. Diese beiden Ausführungsbeispiele sind jedoch nur beispielhaft auswählt worden. Es sind weitere vielfache Einsatzmöglichkeiten des optischen Steckverbinders denkbar.

Zunächst ist es möglich zwei komplementäre Steckerhälften mit oder ohne Kupplungshülse direkt miteinander zu verbinden. Dabei ist es bei einer oder bei beiden Steckerhälften möglich, daß die Hülse unter einer Federkraft im Innengehäuse bewegbar ist oder es ist möglich, daß bei einer Steckerhälfte die Hülse im Innengehäuse befestigt ist. Eine zweite Anwendung ist, daß eine erste Steckerhälfte auf einer sogenannten Tochterplatte und die Kupplungshülse in einer Rückseitenplatine montiert ist und die zweite Steckerhälfte unabhängig ist. Bei einer solchen Anwendung ist es sowohl möglich, daß beide Steckerhälften Hülsen aufweisen, die unter einer Federkraft im Innengehäuse bewegt werden, aber es ist auch möglich, daß die Steckerhälfte auf der Tochterplatte eine im Innengehäuse fixierte Hülse aufweist. Weiter ist es auch möglich, daß beide Steckerhälften an eine Tochterplatte angebunden sind und beide Hülsen unter einer Federkraft im Innengehäuse gehalten werden. Auch dann werden die beiden Steckerhälften über eine Kupplungshülse, beispielsweise mit einer Rückseitenplatine, verbunden.

In den Fig. 8a bis 8d ist eine Kupplungshülse dargestellt, die für jede der beiden zu verbindenden Steckerhälften Mittel zum Verrasten 41, 42 aufweist. Die beiden komplementären Steckerhälften 1 und 2 sind wie bisher bereits beschrieben, ausgebildet. Das Innengehäuse 12 bzw. 22 weist jeweils eine Rastnase 131 bzw. 231 auf und am Außengehäuse 13 bzw. 23 ist jeweils ein Mittel zum Öffnen 132 bzw. 232 der Verrastung zwischen den Mitteln zum Verrasten 41 bzw. 42 und den Rastnasen 131 bzw. 132 vorgesehen. An der ersten Steckerhälfte 1 ist dargestellt, daß die Hülse 11 durch die Federkraft gegen den Anschlag im Innengehäuse 12 gebracht ist. Der Anschlag ist mit A bezeichnet. Außerdem ist dargestellt, daß zwischen dem Innengehäuse 12 und dem Außengehäuse 13 ein Spiel S besteht. Dasselbe Spiel S ist auch in der zweiten Steckerhälfte vorhanden.

Zunächst wird die erste Steckerhälfte in die Kupplungshülse 4 eingebracht, wie in Fig. 8b dargestellt. Die Hülse 11 bleibt gegen den Anschlag A des Innengehäuses 12 geschoben und das Spiel S zwischen Innengehäuse 12 und Außengehäuse 13 bleibt unverändert. Die erste Steckerhälfte 1 kann so weit eingeschoben werden, bis das Außengehäuse 13 gegen die Rastmittel 41 anläuft. Das Innengehäuse 12 hat ein Spiel P gegenüber der Kupplungshülse 4.

Wie in Fig. 8c dargestellt, wird danach auch die zweite Steckerhälfte 2 in die Kupplungshülse 4 eingefügt. Dabei werden sowohl die Mittel zum Verrasten 42 mit dem Innengehäuse 22 über die Rastnase 231 verrastet, als auch die Innengehäuse 22 und 12 miteinander verrastet. Die Hülsen 11 bzw. 21 liegen mit ihren Stirnflächen gegeneinander und sind gegenüber dem Anschlag A um ein Spiel A′ verschoben. Die beiden Innengehäuse 12 und 22 haben gegeneinander ein Spiel Q. Aufgrund des Druckes auf das Ende des Steckers 2 ist das Außengehäuse 23 gegen den Anschlag B des Innengehäuse 22 gefahren und das Innengehäuse 12 mit der Rastnase 131 gegen den Rastarm 41. Die beiden Steckerhälften und die Kupplungshülse befinden sich jetzt im gesteckten Zustand. Beide Stecker sind sowohl mit der Kupplungshülse als auch miteinander verrastet.

Zum Öffnen der Steckverbindung wird nun am Außengehäuse 23 der zweiten Steckerhälfte 2 gezogen. Dadurch wird zunächst das Außengehäuse 23 gegen den Anschlag gegen das Innengehäuse 22 bewegt und dann das Innengehäuse 22 gegen das Innengehäuse 12. Das Außengehäuse öffnet dabei mit seinen Mitteln zum Öffnen 232 die Verriegelung zwischen dem Mittel zum Verrasten 42 und der Rastnase 231. Somit ist die zweite Steckerhälfte nicht mehr mit der Kupplungshülse 4 verrastet. Durch einen weiteren Zug an der zweiten Steckerhälfte wird auch am Innengehäuse der ersten Steckerhälfte gezogen und die beiden Außengehäuse 23 und 13 öffnen die Verriegelung mit den Rastarmen 16 und 26 wodurch die zweite Steckerhälfte wieder aus der Kupplungshülse 4 entnehmbar ist. Danach kann durch Zug am Außengehäuse 13 der ersten Steckerhälfte 1 aus der Kupplungshülse 4 entnommen werden.

In den Fig. 9a bis 9d ist ein entsprechender Vorgang dargestellt mit einer entsprechenden Kupplungshülse 4 und zwei komplementären Steckhälften 1 und 2. Die Kupplungshülse 4 sieht nur für die Steckerhälfte 1 Mittel zum Verrasten 41 vor. Die zweite Steckerhälfte 2 ist mit einer Platte verbunden. Zunächst wird die erste Steckerhälfte 1 und danach die zweite Steckerhälfte 2 in die Kupplungshülse 4 eingebracht. Die zweite Steckerhälfte 2 verrastet dabei nicht mit der Kupplungshülse 4 sondern nur mit der ersten Steckerhälfte 1.

Claims (8)

1. Optischer Steckverbinder mit zwei komplementären Steckerhälften mit folgenden Merkmalen:

• a) jede Steckerhälfte (1, 2) weist eine Hülse (11, 21) auf, in der zumindest ein Lichtwellenleiter gefaßt ist,
• b) die Hülse (11, 21) ist von einem Innengehäuse (12, 22) und dieses von einem Außengehäuse (13, 23) zumindest bereichsweise umgeben,
• c) in zumindest einer Steckerhälfte (1, 2) ist die Hülse (11, 21) in axialer Richtung unter einer Federkraft im Innengehäuse (12, 22) beweglich angeordnet,
• d) das Innengehäuse (12, 22) ist im Außengehäuse (13, 23) zwischen zwei Anschlägen (14, 15 bzw. 24, 25) frei beweglich,
• e) das Innengehäuse (12, 22) trägt jeweils Rastmittel (16, 17 bzw. 26, 27) zur Verrastung am Innengehäuse (12, 22) einer komplementären Steckerhälfte (1, 2),
• f) das Außengehäuse (13, 23) ist derart ausgebildet, daß es sowohl im gesteckten als auch im nicht-gesteckten Zustand über das Innengehäuse (12, 22) bewegt werden kann, und
• g) das Außengehäuse (13, 23) trägt Auslösemittel zum Öffnen der Rastmittel (26, 16) des zugehörigen Innengehäuses (12, 22).

2. Optischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außengehäuse (13, 23) der Steckerhälften (1, 2) hermaphroditisch ausgebildet sind.

3. Optischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innengehäuse (12, 22) der Steckerhälften hermaphroditisch ausgebildet sind.

4. Optischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuse (12, 22) auf zwei gegenüberliegenden Seiten Rastmittel (16, 17 bzw. 26, 27) aufweist, wobei auf einer Seite ein Rasthaken (17, 27) und auf der anderen Seite ein elastischer Rastarm (16, 26) mit einer Nase (161, 261) vorgesehen ist.

5. Optischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösemittel (133) am Außengehäuse (13, 23) derart ausgebildet ist, daß bei Zug am Außengehäuse entgegen der Steckrichtung das Auslösemittel (133) am elastischen Rastarm (16, 26) angreift und diesen öffnet.

6. Optischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11, 21) entweder zwei Zentrieröffnungen oder zwei Zentrierstifte (3) aufweist, und daß in der Hülse eine Vielzahl von Lichtwellenleiterenden, insbesondere eines Lichtwellenleiterbändchenkabels, gefaßt sind.

7. Optischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungshülse (4) vorgesehen ist, in die die zu verbindenden Steckerhälften (1, 2) von entgegengesetzten Enden einfügbar sind, und daß die Kupplungshülse (4) Mittel zum Verrasten (41, 42) mit zumindest dem Innengehäuse (12, 22) einer Steckerhälfte (1, 2) aufweist.

8. Optischer Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuse (12, 22) eine Rastnase (131, 231) zur Verrastung mit der Kupplungshülse (4) aufweist und das Außengehäuse (13, 23) Mittel zum Öffnen (132, 232) dieser Verrastung aufweist.