DE19846733C2 - Steckverbindung mit Steckdose und Stecker zum Verbinden von Lichtleitfasern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbindung mit einer Steckdose und einem Stecker zum Ankoppeln mehre­ rer, parallel nebeneinanderliegender Lichtleitfasern an die Steckdose, wobei bei dem in zweiteiliger Bauart ausgeführ­ ten Stecker die Fasern einzeln in Rillen zwischen einem Steckerober- und einem Steckerunterteil geführt sind und an der Stirnseite des Steckers mit den Austrittsflächen der Lichtleitfasern Führungsstifte herausragen.

Die Steckverbindung dient zum Ankoppeln mehrerer Licht­ leitfasern vorzugsweise in Form eines Faserbändchens z. B. an ein optoelektronisches planares Array, wie an ein Photo­ dioden-Array oder einen Laserbarren, wobei eine Justagege­ nauigkeit < 1 µm erwünscht ist, um die Einfügedämpfung der Fasern möglichst gering zu halten.

Aus der DE 44 23 842 ist ein zweiteiliger Stecker bekannt, in den von oben her die Fasern in eines der Bauteile einge­ legt werden. Das Oberteil wird gegen die Fasern und das Un­ terteil gepresst und mit diesem verklebt. Die Ausrichtung der Fasern erfolgt über elastische Stützstrukturen auf der Seite des Faseraustritts, die die Fasern in einer vertika­ len Mittelposition halten. In die Stirnseite können erst nach dem Polieren der Fasern Justierstifte eingesetzt wer­ den, die in räumlich mit dem Steckerinneren in Verbindung stehenden Führungsschächten angeordnet sind. Durch diese Anordnung der Führungsschächte kann beim Verkleben des Steckers Klebstoff in sie eindringen, wodurch die Montage der Justierstifte erschwert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Steck­ verbindung mit einem Stecker, dessen Justier- bzw. Führungs­ stifte gleichzeitig mit den Fasern eingefügt werden können, so wie eine dazugehörige Steckdose anzugeben, wobei die Ju­ stagegenauigkeit der Steckverbindung verbessert und ihre Einfügedämpfung verringert werden soll.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung die Merkmale vor, die im kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruches 1 angegeben sind.

Aus der EP 0 226 274 A2 sowie der GB 2 306 696 A, Anspruch 5 ff sind zwar Stecker bekannt geworden, bei denen die Austritts­ flächen für die Lichtleitfasern parallel vor der Austrittsfläche der Führungsstifte angeordnet sind.

Die in EP 0 226 274 A2 beschriebene Steckverbindung weist jedoch im Gegensatz zu der in GB 2 306 696 A beschriebenen Ausführung Führungsstifte auf, welche die Ebene, die sich in Verlängerung der Austrittsfläche für die Lichtleitfasern bildet, durchstoßen. Dies erschwert ein Polieren der Austrittsfläche für die Lichtleitfasern bei eingesetzten Führungsstiften im Stecker erheblich.

Der in GB 2 306 696 A beschriebene Stecker weist dagegen anstatt der separat eingesetzten Führungsstifte Führungspins auf, welche mit dem Stecker ein Bauteil bilden und nicht durch die Ebene stoßen, welche sich n Verlängerung der Austrittsfläche für die Lichtleitfasern bildet. Für eine Steckverbindung werden zwei Stecker beidseitig in eine Kupplung gesteckt. Da die Steckverbindung im zusammengesteckten Zustand in einer verschraubbaren Aufnahmebox eingesetzt und in dieser mit spe­ ziellen Vorrichtungen in Position gehalten wird, kann jedoch geschlossen werden, dass der Kupplung zwischen den Steckern trotz Vorhandenseins von Bohrungen für die Führungspins kei­ nerlei tragende oder stabilisierende Wirkung zukommt.

In beiden genannten Druckschriften wird eine Steckdose ge­ nannt, welche in Form einer Negativform des Stecker mit diesen verbunden wird.

Mit der erfindungsgemäßen Steckverbindung kann, da die Füh­ rungsstifte gleichzeitig mit den Lichtleitfasern eingelegt werden können, eine Lagegenauigkeit der Faserstirnseiten einander gegenüber von < 1 µm erreicht und damit die Einfüge­ dämpfung der Fasern in gewünschter Weise gering gehalten werden.

Die vorteilhaften Merkmale der Erfindung sind in den kenn­ zeichnenden Merkmale der Unteransprüche angeführt.

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden und anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen:

die Fig. 1a eine schematische Steckverbindung von Stecker und Steckdose im eingesteckten Zustand und

die Fig. 1b dieselbe im geöffnet, sowie

die Fig. 2 einen aufgeklappten, einzelnen Stecker, der wie die inneren Teile der Steckdose durch Abform-Technik mit Hilfe eines mikrostrukturierten Formwerkzeuges hergestellt wurde.

Die neue Steckverbindung weist einen Stecker 1 in zweitei­ liger Bauart auf, der zum Ankoppeln mehrerer, parallel ne­ beneinander liegender Lichtleitfasern 4 eines sogenannten Faserbändchens 18 an eine Steckdose 13 vorgesehen ist. Die Lichtleitfasern 4 sind dabei im Stecker 1 einzeln in auf besondere - später beschriebene - Art ausgebildete Füh­ rungsrillen 11 zwischen einem Steckerober- 2 und einem Steckerunterteil 3 geführt sind. An der Stirnseite des Steckers 1 mit den Austrittsflächen 5 der Lichtleitfasern 4 ragen präzise Führungsstifte 8 heraus, mittels denen die genaue Lage der Lichtleitfasern 4 denen in einem Gegen­ stecker gegenüber sichergestellt werden soll. Die Mit­ tenachsen der Lichtleitfasern 4 und die der Führungsstifte 8 liegen dabei in einer Ebene. Der Stecker 1 ist an seiner Steckseite stufig mit zwei hintereinanderliegenden Flächen 6 und 7, einer vorderen und einer hinteren, ausgebildet, so daß ein überstehendes Ende 9 zwischen den Flächen 6 und 7 gebildet wird, an bzw. auf dessen vorderer oder Stirnfläche 6 die Ausstrittsflächen 5 der Lichtleitfasern 4 gelegen sind.

In die hintere Fläche 7 sind die aus ihr hervorstehenden Führungsstifte 8 eingesetzt. Die Führungsstifte 8 sitzen dabei in, in das Steckermaterial der beiden Steckerteile 2 und 3 eingebrachten Führungskanälen, die räumlich getrennt von den Führungsrillen 11 der Fasern 4 neben diesen ange­ ordnet sind. Dabei können die Führungskanäle 10, wie in der Fig. 2 dargestellt, bezogen auf ihren Querschnitt jeweils hälftig im Steckeroberteil 2 und im Steckerunterteil 3 ein­ gebracht sein. Die Länge der Führungsstifte 8 entspricht dem oder ist kürzer als der Abstand von der Stirnfläche 6 zu der Fläche 7, wodurch die Enden oder Spitzen 12 der Füh­ rungsstifte 8 in oder unter der Ebene der Stirnfläche 6 der Fasern 4 liegen und nicht über diese hinausragen.

Die Trennflächen des Steckeroberteils 2 und des Steckerun­ terteiles 3 sind mit ineinandergreifenden Strukturen 19 bis 22 in Form einer Vielzahl von reihenförmig in Abstand hin­ tereinanderliegenden und wechselweise von oben und unten in die jeweiligen Zwischenräume eingreifenden Klötzchen verse­ hen. Dabei werden die Führungsrillen 11 für die Lichtleit­ fasern 4 zwischen den oberen Strukturen bzw. Klötzchen 19 und den unteren 20 - in Querrichtung des Steckers gesehen - gebildet. Die weiteren Strukturen 21 und 22 dienen zur ge­ genseitigen Fixierung von Ober- und Unterteil 2 und 3 ge­ geneinander. Zwischen bzw. neben und unter ihnen sind die Führungskanäle 10 der Führungsstifte 8 gelegen. Auch diese Strukturen greifen beim Zusammenbau von Ober- und Unterteil 2 und 3 ineinander, wobei in der Trennfläche die Führungs­ kanäle 10 mit den eingelegten Stiften freibleiben. Die bei­ den Hälften 2 und 3 des fertig konfektionierten Steckers werden über die Klebeöffnung 23 miteinander verklebt. Bei dem Stecker 1 werden die Führungsstifte 8 durch die beson­ dere Ausbildung der Führungskanäle 10 neben den Führungs­ rillen 11 im selben Arbeitsgang wie die Lichtleitfasern 4 fest mit den Steckerteilen 2 und 3 verbunden.

Zu der Steckverbindung des im vorstehenden beschriebenen Steckers 1 gehört eine Steckdose 13, die in den Fig. 1a und 1b zusammen mit dem Stecker schematisch dargestellt ist. In der Fig. 1a ist der Stecker 1 in die Steckdose 13 eingesteckt, wobei diese an eine optoelektronische Kompo­ nente 16 in einem Gehäuse 23 montiert ist. Die Fig. 1b zeigt die Anordnung mit aus der Dose 13 herausgezogenem Stecker 1. Die Steckdose 13 besitzt eine Aufnahmeöffnung 14, deren innerer Querschnitt dem des überstehenden Endes 9 des Steckers 1 und deren Tiefe dessen Länge oder weniger entspricht. Um die Aufnahmeöffnung 14 herum sind in der Steckdosenwand zu ihr achsparallele Führungskanäle 15 zur Aufnahme der Führungsstifte 8 des Steckers 1 vorhanden, de­ ren Anordnung in der Steckdose 13 der der Führungsstifte 8 des Steckers 1 entspricht. Die Führungskanäle bestehen da­ bei vorteilhafterweise aus Röhrchen 15, die in der Steckdo­ senwand schwimmmend gelagert sind. Mittels der Steckdose 13 wird der Stecker 1 z. B. an ein optoelektronisches, plana­ res Array 16 angekoppelt. Dabei liegen die Strukturen des Arrays in dessen Ebene und strahlen im Falle eines Laser­ barrens senkrecht zur Ebene des Arrays 16 ab bzw. detektie­ ren die senkrecht einfallende Lichtintensität. Die Ausrich­ tung des Steckers 1 und des mikrooptischen Systems, z. B. der optoelektronischen Komponente 16 erfolgt mittels der Führungshülsen 15, die in der Wandung der Steckdose 13 schwimmend gelagert sind. Das Gegenstück der Justierstifte bilden bilden z. B. Kugeln 24, die in Vertiefungen des planaren Array-Systemes 16 eingelassen sind. Diese Vertie­ fungen können justiert gegenüber den einzelnen Komponenten des Systemes 16, z. B. Photo- oder Laserdioden, ausgebildet sein. Damit wird gewährleistet, daß die Kugeln 24 mit einer der den Führungsstiften 8 des Steckers 1 entsprechenden Ge­ nauigkeit in ihrer lateralen Position vorliegen.

Die schwimmende Lagerung der Führungshülsen 15 in der Steckdose 13 gestattet es, mit geringeren Genauigkeiten bei der Fertigung der Steckdose 13 arbeiten zu können. Das planare optoelektronische System 16 wird bei der Konfektio­ nierung mit der Steckdose 13 starr verbunden, z. B. ver­ klebt, wobei die Führungshülsen 15 weiterhin lose in der Steckdose 13 gelagert sind. Die Hülsen 15 sitzen dabei in­ nerhalb der Steckdose 13 über den in die Struktur 16 einge­ lassenen Führungskugeln 24. Über die mikrooptischen Kompo­ nenten im Zusammenspiel mit der Steckdose 13 kann nun Licht direkt und platzsparend in die Fasern des Faserbündels 18 bzw. 4 ein- oder aus diesen ausgekoppelt werden.

Bezugszeichenliste

1

Stecker

2

Steckeroberteil

3

Steckerunterteil

4

Lichtleitfasern

5

Austrittsflächen

6

vordere Fläche, Stirnfläche

7

hintere Fläche

8

Führungsstifte

9

überstehendes Ende

10

Führungskanäle

11

Führungsrillen

12

Enden

13

Steckdose

14

Aufnahmeöffnung

15

Führungskanäle, -hülsen

16

optoelektronisches Array

17

Klebeöffnung

18

Faserbändchen

19

obere Strukturen für

4

20

untere Strukturen für

4

21

obere Strukturen für

8

22

untere Strukturen für

8

23

Gehäuse

24

Kugeln

Claims (3)

1. Steckverbindung mit einer Steckdose und einem Stecker zum Ankoppeln mehrerer, parallel nebeneinanderliegender Lichtleitfasern an die Steckdose, wobei bei dem in zweiteiliger Bauart ausgeführten Stecker die Fasern einzeln in Rillen zwischen einem Steckerober- und einem Steckerunterteil geführt sind und an der Stirnseite des Steckers mit den Austrittsflächen der Lichtleitfasern Führungsstifte herausragen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) der Stecker (1) ist an seiner Steckseite stufig mit zwei hintereinanderliegenden Flächen, einer vorderen (6) und einer hinteren (7) ausgebildet, so dass ein überstehendes Ende (9) vorhanden ist, in dessen vor­ derer Fläche (6) der Stirnfläche die Austritts­ flächen (5) der Lichtleitfasern (4) gelegen sind und in dessen hinterer Fläche (7) die Führungsstifte (8) eingesetzt sind und aus ihr hervorstehen,
• b) die Führungsstifte (8) sitzen dabei in in das Steckermaterial eingebrachten Führungskanälen (10), die räumlich getrennt von den Faserrillen (11) neben diesen mit ihren Mitten fluchtend angeordnet sind,
• c) die Steckverbindung weist eine Steckdose (13) mit einer Aufnahmeöffnung (14) auf, deren innerer Quer­ schnitt dem des überstehenden Endes (9) des Steckers (1) und deren Tiefe dessen Länge oder weniger ent­ spricht,
• d) um die Aufnahmeöffnung (14) herum sind in der Steck­ dosenwand zu ihr achsparallele Führungskanäle (15) zur Aufnahme der Führungsstifte (8) des Steckers (1) vorhanden, deren Anordnung in der Steckdose (13) der der Führungsstifte (8) des Steckers (1) entspricht,
• e) die Länge der Führungsstifte (8) entspricht dem oder ist kürzer als der Abstand von der Stirnfläche (6) zu der Fläche (7), womit die Enden oder Spitzen (12) der Führungsstifte (8) in oder unter der Ebene der Stirnfläche (6) liegen und nicht über diese hinaus­ ragen
• f) die Führungsstifte (8) am distalen Ende eine kegel­ förmige Fase aufweisen und
• g) die Steckdose (13) um die hintere Fläche (7) herum­ reicht und einen teil des Steckers (1) überdeckt.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

• a) die Führungskanäle bestehen aus Röhrchen (15), die in der Steckdosenwand schwimmmend gelagert sind.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

• a) die Führungskanäle (10) sind - bezogen auf ihren Querschnitt - jeweils etwa hälftig im Steckerober- (2) und im Steckerunterteil (3) eingebracht.