DE19928565A1

DE19928565A1 - Befestigungsvorrichtung und Verfahren zum Befestigen eines optoelektrischen Wandlerbausteins an einer Stiftleiste

Info

Publication number: DE19928565A1
Application number: DE19928565A
Authority: DE
Inventors: Juergen Bauer; Andreas Rooseboom; Michael Ferstl; Stefan Schroeder
Original assignee: Tyco Electronics Logistics AG
Current assignee: TE Connectivity Solutions GmbH
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2001-01-11

Abstract

Eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung für einen optoelektrischen Wandlerbaustein (2), wobei der Wandlerbaustein (2) ein Gehäuse (3) aufweist, welches an einer Stiftleiste (1) montierbar ist, zeichnet sich dadurch aus, daß die Befestigungsvorrichtung durch zumindest einen Prägebereich (4, 5 und 6) ausgebildet ist, der nach der Positionierung des Wandlerbausteins (2) an der Stiftleiste (1) so verformt wird, daß ein Formschluß zwischen dem Gehäuse (3) und der Stiftleiste (1) ausgebildet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrich tung für einen optoelektrischen Wandlerbaustein gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines optoelektrischen Wandlerbausteins gemäß dem Patentanspruch 7.

Bisher bekannte Kopplungsvorrichtungen zwischen einem elek trooptischen Sender (LED, Laserdiode, etc.) und/oder elektro optischen Empfängern (Photodioden, Phototransistoren, usw.) an einer lichtleitenden Faser weisen das Problem auf, daß die Endflächen der lichtleitenden Fasern zu den korrespondieren den Sende- und/oder Empfangsflächen sehr genau in Position gebracht werden müssen. Bei dieser Positionierung müssen die optischen Achsen präzise zur Deckung gebracht werden (radiale Positionierung) und die Flächen müssen sehr nahe aneinander anschließen (axiale Positionierung).

Im Falle eines Lichtleiters aus beispielsweise einem Polymer, der in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, ergeben sich ge genüber zum Beispiel einer Anwendung in einem Gebäude, deut lich höhere Anforderungen (z. B. Temperaturschwankungen, Schwingungen), da im Kraftfahrzeug die Umweltbedingungen stärkeren Schwankungen unterworfen sind. Gleichzeitig soll gerade im Kfz-Bau die Herstellung in großer Stückzahl und ko stengünstig durchgeführt werden. Die Montage soll einfach und automatisierbar sein.

Bekannte Techniken zum Befestigen eines optoelektrischen Wandlerbausteins umfassen das Verkleben, das Vergießen und das Klemmen des Wandlerbausteins an einer sogenannten Stift leiste.

Diese bekannten Techniken lassen keine Erhöhung des Automati sierungsgrades bei der Montage zu. Die Fertigung der bekann ten Befestigungsvorrichtungen ist kompliziert und damit teu er.

Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen, wobei eine einfache und schnelle Befestigung gewährleistet sein soll, bei gleichzei tig hoher Präzision.

Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsvorrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 9 gelöst.

Demnach zeichnet sich die Befestigungsvorrichtung für einen optoelektrischen Wandlerbaustein, wobei der Wandlerbaustein ein Gehäuse aufweist, welches an einer Stiftleiste montierbar ist, dadurch aus, daß die Befestigungsvorrichtung durch zu mindest einen Prägebereich ausgebildet ist, der nach der Po sitionierung des Wandlerbausteins an der Stiftleiste so ver formt wird, daß ein Formschluß zwischen dem Gehäuse und der Stiftleiste ausgebildet wird.

Eine Verfahren zur Befestigung ist der Gegenstand des Patent anspruchs 7. Dort werden zum Befestigen eines optoelektri schen Wandlerbausteins an einer Stiftleiste die folgenden Schritte ausgeführt:

- Anordnen des Wandlerbausteins an der Stiftleiste; und
- Verformen von zumindest einem Prägebereich, so daß ein Formschluß zwischen dem Wandlerbaustein und der Stift leiste hergestellt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Befesti gungsvorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Befestigen eines optoelektrischen Wandlerbausteins sind der Gegenstand von Unteransprüchen.

Die vorliegende Befestigungsvorrichtung sowie das zugehörige Verfahren werden im folgenden unter Bezugnahme auf die zuge hörigen Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsge mäßen Befestigungsvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Wandlerbausteins, der mittels der erfindungsgemäßen Befesti gungsvorrichtung nach der Fig. 1 an einer Stiftleiste befe stigt ist;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Stiftleiste mit einem daran befestigten Wandlerbaustein;

Fig. 4 eine stark vergrößerte Draufsicht auf einen Wand lerbaustein, der an einer Stiftleiste angeordnet ist, jedoch vor der Befestigung;

Fig. 5 eine Teilschnittansicht einer Stiftleiste mit ei nem eingesetzten und befestigten Wandlerbaustein;

Fig. 6 eine vergrößerte Detailansicht nach der Fig. 5, dort mit einem gestrichelten Kreis markiert;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsge mäßen Befestigungsvorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine vergrößerte Teilansicht eines Abschnitts der Befestigungsvorrichtung nach der Fig. 7;

Fig. 9 eine andere vergrößerte Teilansicht der Befesti gung zwischen der Stiftleiste und dem Wandlerbaustein;

Fig. 10 eine Seitenansicht der Stiftleiste mit einge setztem Wandlerbaustein; und

Fig. 11 eine Schnittdarstellung der Stiftleiste mit meh reren eingesetzten und fixierten Wandlerbausteinen.

In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäße Befestigungsvorrich tung perspektivisch dargestellt, wobei in der Zeichnung der Wandlerbaustein 2 an einem Gehäuse der Stiftleiste 1 angeord net ist.

Der Wandlerbaustein 2 verfügt über ein Gehäuse 3, welches ei nen quaderförmigen Aufbau aufweist. Am unteren Ende des Ge häuses 3 des Wandlerbausteins 2 tritt eine Mehrzahl von An schlußstiften 7 nach außen.

In der Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Wandler bausteins 2 und der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung gezeigt.

Im Bereich zwischen den Anschlußstiften 7 sind jeweils Präge bereiche 4 ausgebildet, die einstückig mit dem Gehäuse der Stiftleiste 1 ausgeführt sind. Die beiden Prägebereiche 4 sind quaderförmig ausgebildet und stellen den Prägebereich zum Fixieren des Wandlerbausteins 2 vor dem Befestigen dar. Die Prägebereiche 5 sind demgegenüber teilweise platt ge drückt, und stellen den Prägebereich nach dem Befestigen dar.

D. h., daß die Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des op toelektrischen Wandlerbausteins 2 durch die Prägebereiche 4 und 5 ausgebildet ist. Nach dem Einsetzen des Wandlerbau steins 2 in die vorgesehene Vertiefung der Stiftleiste 1 ist eine Vorfixierung durch die Prägebereiche 4 gegeben, die zwi schen den Anschlußstiften 7 des Wandlerbausteins 2 verlaufen.

Die Prägebereiche 4 und 5 sind vorzugsweise einstückig mit dem Gehäuse der Stiftleiste 1 ausgebildet und aus einem ther moplastischen Kunststoff gefertigt.

Nach dem Anordnen des Wandlerbausteins 2 an der Stiftleiste 1 kann durch Einbringen von Wärme (und Druck) der Prägebereich 4 verformt werden. Die Verformung des Prägebereichs 4 führt in der gezeigten Ausführungsform zu einem Prägebereich 5, der einen Abschnitt der Anschlußstifte 7 des Wandlerbausteins 2 fest umschließt und somit fixiert.

Vorzugsweise wird der Wandlerbaustein 2 auch an der den Prä gebereichen 4 und 5 gegenüberliegenden Seite fixiert. Hierzu ist ein weiterer Prägebereich 6 an dem Gehäuse der Stiftlei ste 1 vorgesehen. Dieser Prägebereich 6 füllt nach dem Ver formen den Spalt (siehe Fig. 4) zwischen dem Gehäuse 3 des Wandlerbausteins 2 und dem Gehäuse der Stiftleiste 1 teilwei se aus und übergreift das Gehäuse 3 des Wandlerbausteins 2, so daß dieser an der Stiftleiste positioniert und fixiert ist.

Eine Vorpositionierung des Wandlerbausteins 2 relativ zum Ge häuse der Stiftleiste 1 wird über Anlageflächen 10 verwirk licht, die eine vorbestimmte und ausreichend präzise Lagebe ziehung zwischen diesen Bauteilen sicherstellen.

Die Fig. 5 zeigt die konkrete Anwendung des Wandlerbausteins 2 als optoelektrisches Bauteil, einerseits zum Verbinden mit einer Elektronik (nicht dargestellt) über die Anschlußstifte 7 und andererseits zum Verbinden mit einem Lichtwellenleiter (LWL, nicht dargestellt), der mittels eines Einsatzes in den Aufnahmeraum eingesteckt wird. Ein elektrooptisches Bauteil 8 ist an dem Wandlerbaustein 2 vorgesehen, dessen Position re lativ zum in den Aufnahmeraum 9 eingesteckten Lichtwellenlei ter durch die Befestigungsvorrichtung präzise fixiert ist.

Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist ein Wandlerbaustein 2 an der Stiftleiste 1 positioniert und fi xiert.

Die Wärmeeinbringung zur Verformung der Prägebereiche 4, 5, 6, 11 und 12 erfolgt vorzugsweise durch ein Heizelement, durch Infrarotstrahlung, durch Wärmeleitung (Stempel), durch Heißluft, durch Ultraschall, mit einem Laserstrahl, mittels Mikrowellen oder über Reibschweißen.

Nach der Wärmeeinbringung wird die eigentliche Verformung mittels Druck bewirkt, wobei bevorzugt entweder das Element zum Heizen oder ein zusätzlicher (kalter) Stempel benutzt wird.

Alternativ kann anstatt der Wärmeeinbringung die Verformung der Prägebereiche 4, 5, 6, 11 und 12 auch durch Anlösen mit einem Lösungsmittel und anschließende Druckausübung bewirkt werden.

In den Fig. 7 bis 11 ist eine zweite Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ge zeigt, wobei dort mehrere Wandlerbausteine 2 an einer Stift leiste 1 präzise angeordnet und befestigt sind.

Die Wandlerbausteine 2 sind in Reihe nebeneinanderliegend an einem Gehäuse der Stiftleiste 1 angeordnet und durch Prägebe reiche 11 und 12 positioniert und fixiert. Die Prägebereiche 11 sind vor dem Verformen bzw. Verpressen dargestellt, wäh rend die Prägebereiche 12 nach dem Verformen dargestellt sind.

In der Fig. 8 ist ein Prägebereich 12 nach dem Verformen in einer vergrößerten Darstellung gezeigt. Die vorher stiftför migen Prägebereiche 11 werden durch die eingebrachte Wärme und durch den eingebrachten Druck im Kopfbereich abgeplattet und übergreifen das Gehäuse 3 der Wandlerbausteine 2 form schlüssig, so daß diese positioniert und fixiert sind.

In der gezeigten Ausführungsform sind pro Wandlerbaustein vier Prägebereiche 11 bzw. 12 für die Fixierung vorgesehen.

Das Ausrichten bzw. Vorpositionieren der Wandlerbausteine 2 erfolgt bei dieser Ausführungsform durch Anlageflächen 10, die in der Fig. 9 und 11 dargestellt sind. Auch diese Anla geflächen 10 befinden sich im Bereich der Anschlußstifte 7 jedes Wandlerbausteins 2.

Das Gehäuse 3 jedes Wandlerbausteins 2 wird mittels der ver formten bzw. verpreßten Prägebereiche 11 und 12 am Gehäuse der Stiftleiste 1 fixiert. Auch bei dieser Ausführungsform kann über einen Aufnahmeraum 9 (Fig. 10) ein Lichtwellenlei ter (nicht dargestellt) angekoppelt werden.

Den beiden oben beschriebenen Ausführungsformen ist gemein sam, daß die Wandlerbausteine 2 an einer Stiftleiste 1 mon tiert werden und durch Anlageflächen 10 ausgerichtet werden. Das nachträglich verformbare Material der Stiftleiste 1 wird vorzugsweise mittels Wärmeeinbringung und unter Druck im Be reich der Prägebereiche 4, 5, 6, 11 und 12 verformt. D. h., daß beim Montieren bzw. Befestigen der Wandlerbausteine 2 be nachbarte Bereiche an der Stiftleiste so verformt werden, daß ein Formschluß zwischen jedem Wandlerbaustein 2 und der Stiftleiste 1 entsteht. Der Wandlerbaustein 2 kann nach der Verformung nicht mehr bewegt werden.

In den gezeigten Ausführungsformen sind die Prägebereiche 4 bis 6 und 11, 12 an dem Gehäuse der Stiftleiste 1 vorgesehen und ausgebildet. Denkbar wäre auch eine Umkehrung, d. h., daß die Prägebereiche an dem Wandlerbaustein 2 ausgebildet sind.

Ausschlaggebend für die vorliegende Erfindung ist, daß mit tels der Verformung des zumindest einen Prägebereichs ein Formschluß zwischen den beteiligten Bauteilen erzeugt wird.

Die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Befestigungs vorrichtung liegen auf der Hand:

a) die bestückte Stiftleiste ist mit hoher Präzision in we nigen Arbeitsschritten herstellbar;
b) Keine zusätzlichen Teile für die Befestigung erforder lich;
c) Geringe Herstellungskosten der bestückten Stiftleiste;
d) Hoher Automatisierungsgrad möglich; und
e) Wirtschaftliche Fertigung und reduzierter Montageaufwand.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Befestigen des Wandlerbau steins 2 an der Stiftleiste 1 ergibt sich aus der obigen Be schreibung der bevorzugten Ausführungsformen.

Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der erfindungsgemä ßen Befestigungsvorrichtung wird ausdrücklich auf die sich anschließenden Patentansprüche und die zugehörigen Zeichnun gen verwiesen.

Claims

1. Befestigungsvorrichtung für einen optoelektrischen Wand lerbaustein (2), wobei der Wandlerbaustein (2) ein Gehäuse (3) aufweist, welches an einer Stiftleiste (1) montierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung durch zumindest einen Prägebe reich (4, 5, 6; 11, 12) ausgebildet ist, der nach der Posi tionierung des Wandlerbausteins (2) an der Stiftleiste (1) so verformt wird, daß ein Formschluß zwischen dem Gehäuse (3) und der Stiftleiste (1) ausgebildet wird.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Prägebereich (4, 5, 6; 11, 12) einstückig mit der Stiftleiste (1) ausgebildet ist.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stiftleiste (1) aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt ist, so daß der Prägebereich (4, 5, 6; 11, 12) durch Einbringen von Wärme und Druck verformbar ist.

4. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Prägebereiche (4, 5, 6; 11, 12) vorgesehen sind, die am Umfang des Wandlerbausteins (2) verteilt angeordnet sind.

5. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Befestigungsvorrichtung mehrere Wandlerbausteine (2) gleichzeitig und/oder nebeneinander an der Stiftleiste (1) befestigt werden.

6. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Anlagefläche (10) zwischen der Stiftleiste (1) und dem Wandlerbaustein (2) vorgesehen ist.

7. Verfahren zum Befestigen eines optoelektrischen Wandler bausteins (2) an einer Stiftleiste (1), gekennzeichnet durch die Schritte:

- Anordnen des Wandlerbausteins (2) an der Stiftleiste (1); und
- Verformen von zumindest einem Prägebereich (4, 5, 6; 11, 12), so daß ein Formschluß zwischen dem Wandlerbaustein (2) und der Stiftleiste (1) hergestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei beim Anordnen des Wandlerbausteins (2) an der Stiftlei ste (1) zumindest eine Anlagefläche (10) vorgesehen ist, mit tels der die Positionierung vorfixiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der zumindest eine Prägebereich (4, 5, 6; 11, 12) an der Stiftleiste (1) ausgebildet ist und die Verformung durch Wärmeeinbringung bewirkt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig und/oder nebeneinanderliegend mehrere Wandler bausteine (2) an einer Stiftleiste (1) befestigt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeeinbringung durch ein Heizelement, durch Infrarot strahlung, Wärmeleitung, Heißluft, Ultraschall, einen Laser strahl, Mikrowellen oder Reibschweißen erfolgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung mittels Druck nach der Wärmeeinbringung be wirkt wird, wobei entweder das Element zum Heizen oder ein zusätzlicher Stempel benutzt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der zumindest eine Prägebereich (4, 5, 6; 11, 12) an der Stiftleiste (1) ausgebildet ist und die Verformung durch Anlösen mit einem Lösungsmittel und anschließende Druckaus übung bewirkt wird.