DE19809806A1

DE19809806A1 - Kontaktvorrichtung für Lichtwellenleiter

Info

Publication number: DE19809806A1
Application number: DE19809806A
Authority: DE
Inventors: Staas Gietzen; Gunter Schroeter; Christian Decker
Original assignee: Kromberg and Schubert GmbH and Co KG
Current assignee: Kromberg and Schubert GmbH and Co KG
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-09-16

Abstract

Um eine einwandfreie Lichtübertragung in einer Kontaktvorrichtung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, den Halter des Steckglieds aus einem Kombinationsteil und aus einer Klemmhülse auszubilden, die miteinander verrastet werden. Der Kombinationsteil besitzt dabei außer den Klemm-Mitteln für den Lichtwellenleiter auch noch axiale Federarme, die in entsprechende Aussparungen im als Aufnahme für das Steckglied dienenden Gehäuse vorgesehen sind. Dort stützen sich die Enden der Federarm an axialen Schultern ab und sorgen für eine axiale Anpressung der am Steckglied vorgesehenen Lichtkontaktstelle an eine Licht-Gegenkontaktstelle in der Aufnahme des Gehäuses.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Kontaktvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, die Qualität der Lichtübertragung zwischen der Lichtkontaktstelle im Steckglied einerseits auf die Licht-Gegenkontaktstelle im Inneren der Aufnahme des Gehäuses andererseits zu verbessern. Dies wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Durch die am freien Ende der zentralen Führung angeordneten Lichtkontakt stellen erfolgt die Bearbeitung der Lichtfaser bereits in jenem Bestandteil des Steckglieds, das unmittelbar mit dem Gehäuse gekuppelt wird. Es han delt sich nämlich hier um den Kombinationsteil, der über seine Klemmarme in den Aussparungen des Gehäuses direkt verankert ist. Gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich daher geringe Toleranzfehler. Außerdem sorgen die Federarme in den Aussparungen für einen axialen Andruck, der die zentrale Führung im Kombinationsteil des Steckglieds mit der dort vorgesehenen Lichtkontaktstelle an die bereits erwähnte Licht- Gegenkontaktstelle in der Gehäuse-Aufnahme preßt.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung den Entkupplungsfall zweier Steck glieder nach der Erfindung mit einem Doppel-Gehäuse, welches zur Verbindung der beiden Steckglieder dient und eine Übertragung eines Licht-Licht-Signals erlaubt,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigten Bauteile nach ihrer Kupplung, ebenfalls in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3, in perspektivischer Explosionsdarstellung, den Lichtleiter zusammen mit den beiden Bestandteilen des Halters für diesen Lichtleiter,

Fig. 4 in gleicher, perspektivischer Darstellung, die in Fig. 3 gezeigten Bestandteile nach ihrem Zusammenbau,

Fig. 5a und 5b schematische Querschnittansichten des ersten Bestandteils vom Halter der Fig. 3 längs der dortigen beiden, senkrecht zuein ander verlaufenden Schnittlinie Va-Va bzw. Vb-Vb,

Fig. 6a und 6b, in Analogie zur Fig. 5a und 5b, die beiden senkrechten Schnitte durch den zweiten Bestandteil des in Fig. 3 gezeigten Halters längs der dortigen, zueinander senkrechten Schnittlinien VIa-VIa bzw. VIb-VIb,

Fig. 7a, 7b wieder, in Analogie zur Fig. 5a und 5b, die beiden Schnitte durch das mit dem Lichtleiter fertig montierte Steckglied von Fig. 4 längs der dortigen Schnittlinie VIIa-VIIa bzw. VIIb-VIIb,

Fig. 8a, schematisch, den Kupplungsfall eines Steckglieds mit seinem Gehäuse, gemäß Fig. 2, allerdings in einem Axialschnitt,

Fig. 8b schematisch eine Querschnittdarstellung durch den Kupplungsfall der in Fig. 2 bzw. 8a gezeigten Kontaktvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 9 und 10 in perspektivischer Darstellung ein Demontagewerkzeug, um ein in das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung einge kuppeltes Steckglied wieder lösen zu können,

Fig. 11, in perspektivischer Darstellung, den Kupplungszustand zwischen einem auch separat dargestellten Steckglied mit einer alternativen Ausbildung des Verbindungsgehäuses, in welchem eine auch separat dargestellte Leuchtdiode eingebaut ist, wobei diese Vorrichtung für eine Signalübertragung zwischen einem elektrischen Signal in ein Lichtsignal dient,

Fig. 12, in einer der Fig. 11 entsprechenden Darstellung, eine weitere alternative Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in welcher eine Fotodiode im Boden des Verbindungsgehäuses inte griert ist und für eine Übertragung der Lichtsignale in Stromsigna le dient,

Fig. 13 eine elastische Tülle, die für eine Durchführung von Lichtwellen leitern in einer Karosseriewand od. dgl., dient,

Fig. 14 ein Vorsteckgehäuse für mehrere Lichtwellenleiter, die mit der Kontaktvorrichtung verwendet sein können, und zwar perspektivisch vor dem Zusammenbau,

Fig. 15a und 15b, perspektivisch, zwei alternative Ausführungen eines Kernstücks, das durch Umspritzen des in Fig. 14 gezeigten Vor steckgehäuses entsteht, wobei diese Bauteile mit der elastischen Tülle von Fig. 13 zusammenwirken sollen, und

Fig. 16 den Einbaufall des in Fig. 15a gezeigten Dichtkörpers in der Tülle von Fig. 13.

Mit der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung soll ein in Fig. 3 erkennbarer Lichtwellenleiter 30 mit einem anderen Lichtwellenleiter oder weiteren von Licht beeinflußbaren Bauteilen 39, 46 in einwandfreien Kontakt gebracht werden. Der Lichtwellenleiter 30 umfaßt außer einer Lichtfaser 31 einen Fasermantel 32, an dessen Umfang 33 ein in besonderer Weise ausgebildeter Halter eines Steckglieds 10 angreifen soll.

Das Steckglied 10 besteht aus zwei Bestandteilen, nämlich einem Kombinati onsteil 11 und einer besonderen Klemmhülse 21. Beide Teile sind jeweils in sich einstückig ausgebildet. Der Kombinationsteil 11 umfaßt eine als zentrales Röhrchen 12 ausgebildete Führung für die Lichtfaser 31 am abge mantelten Ende des Lichtwellenleiters 30. Sie sitzt auf der Außenseite 13 einer radialen Scheibe 14, von deren gegenüberliegenden Innenseite 15 aus, in unterschiedlicher radialer Entfernung, zwei diametrale Arme ausgehen.

In kurzer radialer Entfernung von der Achse 16 des Steckglieds 10 befinden sich zwei Klemmarme 17 mit radial nach innen weisenden Klemmstellen 18. In größerer radialer Entfernung, nämlich im Umfangsbereich der Scheibe 14, sitzen, ebenfalls in diametraler Position, zwei Federarme 19.

Wie Fig. 7a und 7b zeigen, wird zunächst der Lichtleiter 30 im Sinne des in Fig. 3 erkennbaren Montagepfeils 30, axial eingeschoben, bis seine Lichtleitfaser 31 axial am Röhrchen 12 herausragt. Dann wird, wieder im Sinne des Montagepfeils 20 von Fig. 3, die Klemmhülse 21 auf die Klemmarme 17 vom Kombinationsteil 11 aufgeschoben. Die Klemmhülse besitzt Neigungsflächen 22 gemäß Fig. 5a, die auf entsprechend gegenprofi lierte Gegenneigungsflächen 23 am Ende der Klemmarme 17 auffahren und diese radial gegen die erwähnte Umfangsfläche 33 des Lichtwellenleiters 30 von Fig. 3 drücken. Dieser Zustand ist in Fig. 4 gezeigt. Der Kombinati onsteil 11 ist mit der Klemmhülse 21 verrastet. Die Klemmhülse 21 ist nämlich mit zwei Gabelarmen 24 versehen, in welchen ein erstes Rastele ment 26, wie eine Rastaufnahme, vorgesehen ist. Im Fußbereich der beiden Klemmarme 17 ist eine dazu komplementäre Gegenraststelle 27, nämlich ein Rastvorsprung vorgesehen, in welchen die vorerwähnte Rastaufnahme 26 einschnappt.

Jetzt kann am freien Ende des Röhrchens 12 die herausragende Lichtfaser 31 bearbeitet werden und erzeugt dort eine ordnungsgemäße Lichtkontakt stelle 25. Dieses Steckglied kann nun axial, in eine axiale Aufnahme 41 eines Gehäuses 40 eingesteckt werden. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 und 2 sind zwei solcher Gehäuse 40 in spiegelbildlicher Anordnung zu einem Bauteil zusammengefaßt und bilden ein Verbindungsgehäuse für zwei Steckglieder 10. Dabei kommt die besondere, am besten aus Fig. 8a erkennbare Wirkung zustande. Das Gehäuse 40 besitzt zwei diametrale Aussparungen 42, in welchen, nach der Kupplung, die beiden Federarme 17 vom Steckglied einschnappen. Dabei kommen die Federarmenden 29 an axialen Schultern 43 der Aussparungen 42 zur Anlage. Dadurch wird eine axiale Kraft ausgeübt, welche die vorerwähnte Lichtkontaktstelle 25 am freien Röhrchenende gegen eine in Fig. 8a angedeutete Licht- Gegenkontaktstelle 35 preßt. Im Fußbereich des Röhrchens 12, nämlich kurz vor der radialen Scheibe 14, befindet sich eine aus Fig. 8a ersichtliche Ringdichtung 28, die mit einer entsprechenden Innenfläche im Gehäuse 40 dichtwirksam ist.

In Fig. 9 ist ein Demontagewerkzeug 34 gezeigt, dessen Aktion in Fig. 10 veranschaulicht ist. Dieses Werkzeug 34 umfaßt zwei federnde Schenkel 36, welche radiale Vorsprünge aufweisen. Diese dringen beim Zusammenklap pen der beiden Schenkel 36 durch die Aussparungen in das in Fig. 10 er kennbare Gehäuse 40 und lösen dabei die Federarme 17 aus ihrer in Fig. 8a gezeigten Abstützposition. Dann ist das Steckglied 10 aus dem Gehäuse 40 demontierbar. Ein im Scheitelbereich zwischen den beiden Schenkeln 36 vorgesehener Mittelsteg 38 dient als Anlagefläche für die ordnungsge mäße Position des Demontagewerkzeugs 34 an der in Fig. 10 gezeigten Vorrichtung.

In Fig. 11 ist ein derartiges Gehäuse 40 mit einem Gehäuseansatz 44 verse hen, in welchem sich eine in Fig. 11 auch separat gezeigte Leuchtdiode 39 befindet. Diese Gehäusekombination 40, 44 ist an einer Platine 45 mon tiert, wo die Anschlüsse der Leuchtdiode 39 gleich ihre elektrischen Bahnen vorfinden. In diesem Fall empfangen die elektrischen Anschlüsse der Leucht diode 39 ein elektrisches Signal, das die Leuchtdiode in ein Lichtsignal umwandelt, das dann vom eingekuppelten Steckglied 10 empfangen wird. Der Lichtwellenleiter 30 ist also der Ausgang und die Anschlüsse der Leuchtdiode 39 der Eingang für die Signale.

In Fig. 12 liegen, im Vergleich mit Fig. 11, die umgekehrten Verhältnisse vor. Hier ist der Lichtwellenleiter im Steckglied 10 der Signaleingang. Hier ist das Gehäuse 40 mit einem Gehäuseansatz 45 versehen, in welchem eine Fotodiode 46 integriert ist. Diese empfängt nun das Lichtsignal und führt es in ein Stromsignal über, das über die elektrischen Anschlüsse der Fotodiode 46 abgeleitet wird. Auch in diesem Fall sitzt die Gehäuse kombination 40, 45 an einer Platine 47, in welcher die Bahnen für die Anschlüsse der Fotodiode 46 integriert sind.

In den Fig. 13 bis 16 ist eine Durchführung durch eine Karosseriewand eines Fahrzeugs mittels Lichtwellenleitern gezeigt. In dem Durchbruch der Karosseriewand sitzt die in Fig. 13 gezeigte Tülle 50. Diese ist zylin drisch ausgebildet, in der Öffnung eingeschnappt und besitzt eine zylindri sche Öffnung 51 für einen in diesem Fall zylindrisch ausgebildeten Dichtkör per 52 gemäß Fig. 15a. Diese kommt auf folgende Weise zustande.

Im Inneren des Dichtkörpers 52 befindet sich ein aus zwei Schalen 48 bestehendes Vorsteckgehäuse 49. Dieses Vorsteckgehäuse 49 hat einen fili granen Aufbau. Die beiden Schalen 48 sind über ein Filmscharnier miteinan der verbunden und Rastelemente an ihren Längsrändern halten sie in ihrer Zuklapplage, nachdem die durch Fixierungen festgelegten Lichtwellenleiter 30, über die Öffnung der einen Schale 48 hinweg, gelegt worden sind. Ein solches mit zusammengeklappten Schalen 48 versehenes Gehäuse wird dann mit dem aus Fig. 15a ersichtlichen Kunststoffmaterial 53 umspritzt und dabei der zylindrische Dichtkörper 52 erzeugt. Dieser kann dann, wie in Fig. 16 erkennbar ist, in die Öffnung 51 der Tülle eingeführt werden. Dadurch kommt eine schall- und feuchtigkeitsdichte Durchführung der Lichtwellenleiter 30 in der Karosseriewand zustande.

In der Alternativen von Fig. 15b erfolgt die Umspritzung des in ähnlicher Weise ausgebildeten Vorsteckgehäuses in Form eines Doppelkegels 54, des sen Kegelenden sich verjüngen. Dieser Doppelkegel-Dichtkörper 54 besitzt eine Umfangsnut 55, in welcher ein Innenbund im Inneren der entsprechend ausgebildeten Tülle im Gebrauchsfall in Eingriff kommt, wenn sich dieser Dichtkörper 54 in analoger Weise, in den Dichtkörper 52 in Fig. 6 in Ein steckposition befindet.

Bezugszeichenliste

10

Steckglied

11

Kombinationsteil von

10

12

zentrales Röhrchen an

11

13

Außenseite von

14

radiale Scheibe von

11

15

Innenseite von

14

16

Achse von

10

17

Klemmarm an

14

18

Klemmstelle von

17

19

Federarm an

14

20

Montagepfeil von

30

in

11

(

Fig.

3)

21

Klemmhülse von

10

22

Neigungsfläche an

21

23

Gegen-Neigungsfläche an

17

24

Gabelarm an

21

25

Lichtkontaktstelle an

10

(

Fig.

4)

26

Rastaufnahme, Rastelement

27

Gegen-Rastelement, Rastvorsprung

28

Ringdichtung

29

Federarmende von

19

30

Lichtwellenleiter

31

Lichtleitfaser von

30

32

Fasermantel von

30

33

Umfangsfläche von

30

34

Demontagewerkzeug für

10

aus

40

35

Licht-Gegenkontaktstelle zu

25

36

federnder Schenkel von

34

37

radialer Vorsprung an

36

38

Mittelsteg von

34

39

Leuchtdiode (

Fig.

11)

40

Gehäuse

41

axiale Aufnahme für

10

42

Aussparung in

40

für

19

43

axiale Schulter in

42

für

29

44

Gehäuseansatz an

40

(

Fig.

11)

45

Gehäuseansatz an

40

(

Fig.

12)

46

Fotodiode (

Fig.

12)

47

Platine für

40

/

45

bzw.

40

/

44

48

Schale für

49

Vorsteckgehäuse

50

Tülle in Karosseriewand

51

Öffnung von

50

52

zylindrischer Dichtkörper für

50

53

Kunststoffmaterial von

52

54

Doppelkegel-Dichtkörper

55

Umfangsnut in

54

56

Stopfen an

21

Claims

1. Kontaktvorrichtung für Lichtwellenleiter (30), insbesondere an Fahrzeu gen, wie Kraftfahrzeugen,
mit einem Steckglied (10) und mit einem eine Aufnahme (41) für das Steckglied (10) aufweisenden Gehäuse (40),
wobei das Steckglied (10) aus einem Halter für den Lichtleiter (30) besteht, in welchem der Lichtleiter (30) von einem Halterende aus axial eingeschoben (20) wird und am gegenüberliegenden Ende des Halters eine Licht-Kontaktstelle (25) für die Lichtfaser (31) im Lichtleiter (30) bildet,
während die Licht-Gegenkontaktstelle (35) für den Lichtleiter (30) im Inneren der Aufnahme (41) des Gehäuses (40) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Halter vom Steckglied (10) im wesentlichen zweiteilig (11, 21) ausgebildet ist und einerseits aus einem Kombinationsteil (11) und andererseits aus einer darauf bereichsweise aufschiebbaren Klemm hülse (21) besteht,
daß der Kombinationsteil (11) eine zentrale Führung (12) für die Lichtfaser (31) des Lichtleiters (30) besitzt, an derem freien Ende die Licht-Kontaktstelle (25) angeordnet ist,
daß am Kombinationsteil (11), in einem radialen Abstand zur Führung (12), mindestens zwei im Umfangsbereich (33) vom Fasermantel (32) des Lichtleiters (30) angreifende Klemmarme (17) angeordnet sind, die von der Lichtkontaktstelle (25) in der zentralen Führung (12) wegweisen,
und daß am Kombinationsteil (11) in einem größeren radialen Abstand zur Führung (12), mindestens zwei weitere Federarme (19) für eine axiale Federung des Steckglieds (10) angeordnet sind,
daß die Klemmhülse (21) mit Neigungsflächen (23) auf die freien Enden der Klemmarme (17) axial aufschiebbar ist unter radialer Klem mung des im Kombinationsteil (11) eingeführten Lichtleiters (30),
daß die Klemmhülse (21) einen Freiraum für die Federarme (19) des Kombinationsteils (11) besitzt und durch Rastverbindungen (26, 27) mit dem Kombinationsteil (11) verbunden ist,
daß die Klemmhülse (21) an ihrem freien Ende einen Stopfenteil (65) aufweist, der beim Einstecken des Steckglieds (10) an der Innen fläche der Aufnahme (41) vom Gehäuse (40) geführt wird und die Gehäuseöffnung im Einsteckfall verschließt,
und daß das Gehäuse (40) Aussparungen (42) für die Federarme (19) besitzt, welche axiale Schultern (43) zum Abstützen der Federarm enden (29) erzeugen und im Abstützfall für einen axialen Andruck der Lichtkontaktstelle (25) im Steckerteil (10) mit der Licht- Gegenkontaktstelle (35) im Gehäuse (40) sorgen.

2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Führung im Kombinationsteil (11) des Steckglieds (10) aus einem axialen Röhrchen (12) besteht, welches zur Aufnahme der Lichtfasern (31) des Lichtleiters (30) dient,
und daß das Röhrchen (12) im Umfangsbereich eine Ringdichtung (28) trägt, die im Einsteckfall mit der Innenwand der Gehäuseaufnahme (41) dichtwirksam ist.

3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckglied (10) und die Aufnahme (41) im Gehäuse (40) unrund ausgebildet sind und insbesondere einen längsovalen Querschnitt aufwei sen.

4. Kontaktvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (19) und die Klemmarme (17) über eine radiale Scheibe (14) mit der zentralen Führung (12) für die Lichtfasern (31) verbunden sind und daß die Führung (12) mit der endseitigen Lichtkontaktstelle (25) auf der einen, äußeren Seite (13) der Scheibe (14) angeordnet ist, während die Federarme (19) und die Klemmarme (17) auf der gegenüberliegenden, inneren Seite (15) der Scheibe (14) sitzen.

5. Kontaktvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Einsteckfall die Federarme (19) vom Steckglied (10) die Aussparungen (42) im Gehäuse (40) nicht radial überragen.

6. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktvorrichtung ein Demontagewerkzeug (34) zugeordnet ist, welches den Umriß des Gehäuses (40) bereichsweise umschließt und radial zum Gehäuse verlaufende Vorsprünge (37) aufweist,
und daß bei Betätigung des Demontagewerkzeugs (34) die radialen Vorsprünge (37) in die Aussparungen (42) des Gehäuses (40) eindringen und die Federarme (19) radial eindrücken, bis diese von den axialen Schultern (43) gelöst sind und ein axiales Herausschieben des Steck glieds (10) aus dem Gehäuse (40) gestatten.