DE202017100608U1 - Connectors - Google Patents
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Abstract
Steckverbinder (1) aufweisend mindestens einen elektrischen Kontakt (5), eine Leiterplatte, sowie mindestens einen elektro-optischen Wandler (4), wobei der elektro-optische Wandler (4) ein Wandler-Gehäuse mit einem darin aufgenommenen elektro-optischen Wandler (4) aufweist, wobei der elektrische Kontakt (5) zur Kontaktierung eines Gegensteckverbinders vorgesehen ist, und in dem Steckverbinder (1) mindestens eine optische Faser (2) aufnehmbar ist, wobei der elektro-optische Wandler (4) auf der Leiterplatte angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden ist, wobei die Leiterplatte im Steckverbinder (1) angeordnet ist, und wobei die optische Faser (2) in dem Wandler-Gehäuse des elektro-optischen Wandler (4) aufnehmbar ist.Connector (1) comprising at least one electrical contact (5), a printed circuit board, and at least one electro-optical converter (4), wherein the electro-optical converter (4) has a converter housing with an electro-optical converter (4 ), wherein the electrical contact (5) is provided for contacting a mating connector, and in the connector (1) at least one optical fiber (2) is receivable, wherein the electro-optical converter (4) arranged on the circuit board and with this is electrically connected, wherein the circuit board in the connector (1) is arranged, and wherein the optical fiber (2) in the transducer housing of the electro-optical converter (4) is receivable.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Steckverbinder nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. The invention relates to a connector according to the preamble of independent claim 1.
Derartige Steckverbinder werden benötigt, um eine große Anzahl von optischen Fasern gleichzeitig zu kontaktieren. Dabei sollen nicht die einzelnen optischen Fasern separat kontaktiert und angeschlossen werden. Eine Vielzahl von optischen Fasern kann so über einen einzelnen Steckverbinder gleichzeitig kontaktiert werden. Such connectors are needed to simultaneously contact a large number of optical fibers. The individual optical fibers should not be contacted and connected separately. A plurality of optical fibers can thus be contacted simultaneously via a single connector.
Stand der Technik State of the art
Aus dem Stand der Technik sind optische Fasern, elektro-optische Wandler und Steckverbinder in Kombination mit elektro-optischen Wandlern bekannt. From the prior art, optical fibers, electro-optical transducers and connectors in combination with electro-optical transducers are known.
Die
Nachteilig an den bekannten Steckverbindern mit elektro-optischen Wandlern ist, dass eine, maximal zwei optische Fasern als Pärchen, an den Steckverbinder angeschlossen werden können und die bekannten Steckverbinder keine Zugentlastung für die angeschlossene optische Faser aufweisen. A disadvantage of the known connectors with electro-optical transducers is that one, a maximum of two optical fibers as a pair, can be connected to the connector and the known connectors have no strain relief for the connected optical fiber.
Nachteilig ist weiterhin, dass die Kontaktierung der optischen Faser außerhalb des Steckverbinders erfolgt. Hierdurch ist die optische Faser Umwelteinflüssen und Verschmutzungen, vor allem im Stirnbereich der optischen Faser, ausgesetzt. Somit sind optische Fasern auch nicht in rauen Umgebungen einsetzbar. A further disadvantage is that the contacting of the optical fiber takes place outside the connector. As a result, the optical fiber is exposed to environmental influences and soiling, especially in the front region of the optical fiber. Thus, optical fibers can not be used even in harsh environments.
Ferner besteht bei mehreren optischen Fasern die Gefahr des Falschsteckens. Es besteht ein großer Platzbedarf auf der Leiterkarte durch den elektro-optischen Wandler. Zusätzlich ist die optische Faser bei mehrfachen Steck- und Löseprozessen stark belastet und kann dadurch ebenfalls beschädigt werden. Furthermore, with multiple optical fibers, there is a risk of mating. There is a large space requirement on the printed circuit board through the electro-optical converter. In addition, the optical fiber is heavily loaded in multiple plug and release processes and can thus also be damaged.
Aufgabenstellung task
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Steckverbinder vorzustellen, welcher eine einfache und robuste Kontaktierung von optischen Fasern ermöglicht. Ziel ist die Einsetzbarkeit der optischen Faser auch in rauen Umgebungen zu ermöglichen. Zusätzlich soll die Kontaktierung eines korrespondierenden Gegensteckverbinders oder einer korrespondierenden Leiterplatte schonend für die optische Faser erfolgen. Des Weiteren soll das Stecken von optischen Fasern in Kombination oder von mehreren optischen Fasern gleichzeitig möglich und die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Steckverbinder gelöst sein. The object of the invention is to present a connector which enables a simple and robust contacting of optical fibers. The aim is to enable the applicability of the optical fiber even in harsh environments. In addition, the contacting of a corresponding mating connector or a corresponding circuit board should be done gently for the optical fiber. Furthermore, the insertion of optical fibers in combination or of several optical fibers should be possible at the same time and the disadvantages of the connectors known from the prior art should be solved.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. The object is solved by the characterizing features of independent claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Steckverbinder. Dieser weist ein isolierendes Gehäuse und eine in dem Gehäuse aufgenommenen Leiterplatte auf. Auf die Leiterplatte ist mindestens ein elektro-optischer Wandler montiert. Dieser besteht aus einem Wandler-Gehäuse mit einem darin aufgenommenen elektro-optischen Wandler. Des Weiteren weist der Steckverbinder mindestens eine Öffnung für die Aufnahme von mindestens einer optischen Faser auf, sowie mindestens einen elektrischen Kontakt, welcher mit der Leiterplatte kontaktiert ist. Der Steckverbinder weist zweckmäßig mehrere elektrische Kontakte auf. The present invention is a connector. This has an insulating housing and accommodated in the housing circuit board. At least one electro-optical converter is mounted on the printed circuit board. This consists of a converter housing with an incorporated therein electro-optical converter. Furthermore, the connector has at least one opening for receiving at least one optical fiber, as well as at least one electrical contact, which is contacted with the circuit board. The connector expediently has a plurality of electrical contacts.
Der elektrische Kontakt ist mittels eines elektrischen Leiters mit der Leiterplatte verbunden. Vorzugsweise wird bei mehr als einem elektrischen Kontakt die Verbindung nicht mittels einzelner elektrischer Leiter durchgeführt, sondern über ein flexibles Verbindungselement. Bei dem flexiblen Verbindungselement handelt es sich in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform um eine so genannte starr-flexible Leiterplatte. In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Verbindung über einen zusätzlichen Steckverbinder. In einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Verbindung zwischen Leiterplatte und elektrischen Kontakt mittels des semi-flexiblen Bereichs der starren Leiterplatte. The electrical contact is connected by means of an electrical conductor to the circuit board. Preferably, in the case of more than one electrical contact, the connection is not made by means of individual electrical conductors, but via a flexible connecting element. In a further preferred embodiment, the flexible connecting element is a so-called rigid-flexible printed circuit board. In a further embodiment, the connection is made via an additional connector. In an alternative embodiment, the connection between the printed circuit board and the electrical contact takes place by means of the semi-flexible region of the rigid printed circuit board.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder weist eine Leiteranschlussseite und eine, der Leiteranschlussseite gegenüberliegende, Steckseite auf. Die Steckseite des Steckverbinders beinhaltet den zumindest einen elektrischen Kontakt. Dieser ist entweder als Stift- oder Buchsenkontakt ausgebildet. Die Steckseite dient zum Stecken und Kontaktieren des Steckverbinders mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder oder einer Leiterplatte. The connector according to the invention has a conductor connection side and a plug-in side opposite the conductor connection side. The plug side of the connector includes the at least one electrical contact. This is designed either as a pin or socket contact. The Plug side is used for plugging and contacting the connector with a corresponding mating connector or a circuit board.
Das Gehäuse des Steckverbinders hat mindestens eine Öffnung, welche als Leiteraufnahmeöffnung ausgebildet ist. Vorzugsweise weist das Gehäuse mindestens zwei Öffnungen auf, welche jeweils als Leiteraufnahmeöffnung ausgebildet sind. Die Öffnung befindet sich auf der Leiteranschlussseite des Steckverbinders. Die Öffnung dient der Aufnahme von mindestens einer optischen Faser. Bei der optischen Faser handelt es sich bevorzugt um eine polymere optische Faser. The housing of the connector has at least one opening which is formed as a conductor receiving opening. Preferably, the housing has at least two openings, which are each formed as a conductor receiving opening. The opening is located on the conductor connection side of the connector. The opening serves to receive at least one optical fiber. The optical fiber is preferably a polymeric optical fiber.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Öffnung einen Knickschutz für die optische Faser auf. Der Knickschutz kann eine Kabelklemme sein oder alternativ aus Gummi oder einem gummiähnlichen Material bestehen, oder auf andere, aus dem Stand der Technik bekannte Weise als Knickschutz ausgebildet sein. In a further embodiment, the opening has a bend protection for the optical fiber. The anti-buckling may be a cable clamp or alternatively made of rubber or a rubber-like material, or be formed in other known from the prior art as kink protection.
Zwischen der Leiteranschlussseite des elektrischen Kontaktes und der Öffnung befindet sich die Leiterplatte innerhalb des Gehäuses. Die Leiterplatte ist mit mindestens einem elektro-optischen Wandler bestückt und elektrisch verbunden. Idealerweise weist der Steckverbinder mindestens zwei elektro-optische Wandler auf. In einer weiteren bevorzugten Weise sind die elektro-optischen Wandler in zwei Ebenen angeordnet. Damit können sie auf weniger Raum angeordnet werden und nehmen folglich weniger Platz auf der Leiterlatte ein. Dafür können die elektro-optischen Wandler beispielsweise übereinander angeordnet sein. In einer alternativen Ausführungsform sind die elektro-optischen Wandler auf der Ober- und Unterseite der Leiterplatte vorgesehen. Eine Anordnung der elektro-optischen Wandler übereinander auf einer Seite der Leiterplatte ist sinnvoller, da hierbei nur einmal auf einer Seite der Leiterplatte ein Lötprozess erfolgt. Im Gegensatz dazu wären bei der beidseitigen Anordnung der elektro-optischen Wandler mindestens zwei Lötprozesse notwendig. Zusätzlich können bei der Auslegung/ dem Design der Leiterplatte in Bezug auf die elektro-optischen Wandler diese nach Transmitter und Receiver sortiert montiert werden, sodass sich Störungen zwischen den elektro-optischen Wandlern noch besser eliminieren lassen. Between the conductor connection side of the electrical contact and the opening, the circuit board is located within the housing. The circuit board is equipped with at least one electro-optical converter and electrically connected. Ideally, the connector has at least two electro-optical transducers. In a further preferred manner, the electro-optical converters are arranged in two planes. This allows them to be arranged in less space and thus take up less space on the conductor bar. For example, the electro-optical converters can be arranged one above the other. In an alternative embodiment, the electro-optical transducers are provided on the top and bottom of the circuit board. An arrangement of the electro-optical converter on top of each other on one side of the circuit board is more useful, since in this case only one soldering process takes place on one side of the circuit board. In contrast, in the two-sided arrangement of the electro-optical converter at least two soldering processes would be necessary. In addition, the design / design of the printed circuit board with respect to the electro-optical converters can be sorted according to transmitter and receiver, so that interference between the electro-optical converters can be eliminated even better.
Erfindungsgemäß kontaktiert die optische Faser den elektro-optischen Wandler in Richtung der Leiteranschlussseite des Steckverbinders und wird mittels eines Haltemittels an dem elektro-optischen Wandler befestigt. Die optische Faser wird dabei ohne den Einsatz einer Faserendhülse verwendet. Dieses spart Zeit und Geld in Bezug auf den Anschaffungs- und auch den Herstellungsprozess. According to the invention, the optical fiber contacts the electro-optical converter in the direction of the conductor connection side of the connector and is fastened to the electro-optical converter by means of a holding means. The optical fiber is used without the use of a ferrule. This saves time and money in terms of both the acquisition and the manufacturing process.
Das Haltemittel ist in dem Wandler-Gehäuse des elektro-optischen Wandlers aufnehmbar. Es dient der Fixierung und Zugentlastung der aufgenommenen optischen Faser. Das Haltemittel funktioniert dabei analog einer Schneidklemme, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das Haltemittel ist an dem Wandler-Gehäuse des elektro-optischen Wandlers montierbar. Beim Einführen schneidet das Haltemittel in die äußere Schicht des Mantels der bis zum elektro-optischen Wandler aufgenommenen optischen Faser ein. Durch diesen Einschnitt wird die Zugentlastung für die optische Faser gewährleistet ohne das weitere Zugentlastungen notwendig sind. The holding means is receivable in the converter housing of the electro-optical converter. It is used for fixing and strain relief of the recorded optical fiber. The holding means works analogous to a cutting clamp, as it is known from the prior art. The holding means can be mounted on the converter housing of the electro-optical converter. Upon insertion, the retaining means cuts into the outer layer of the jacket of the optical fiber received up to the electro-optical transducer. Through this incision, the strain relief for the optical fiber is ensured without further strain reliefs are necessary.
Der elektro-optische Wandler dient zur Umwandlung des optischen Signals in ein elektrisches Signal. Die Übertragung des elektrischen Signals erfolgt über den elektrischen Leiter an den elektrischen Kontakt. The electro-optical converter is used to convert the optical signal into an electrical signal. The transmission of the electrical signal via the electrical conductor to the electrical contact.
Erfindungsgemäß erfolgt die Kontaktierung zwischen Steckverbinder und angeschlossenem Gegenstück elektrisch. Der elektrische Kontakt überträgt das elektrische Signal an einen Gegenstecker oder eine Leiterplatte. Somit erfolgt die Kontaktierung zwischen Steckverbinder und Gegensteckverbinder oder Leiterplatte. According to the contact between the connector and connected counterpart is done electrically. The electrical contact transmits the electrical signal to a mating connector or a printed circuit board. Thus, the contact between the connector and mating connector or circuit board.
In einer besonderen Ausführungsform weist der Steckverbinder mindestens eine Signalanzeige auf. Die Signalanzeige dient als Kontrollelement für den Anwender. Sie zeigt an, ob und auf welcher optischen Faser, wenn mehrere angeschlossen sind, Daten oder Signale übertragen werden. In a particular embodiment, the connector has at least one signal display. The signal display serves as a control element for the user. It indicates whether and on which optical fiber, when multiple are connected, data or signals are being transmitted.
Bevorzugterweise handelt es sich bei der Signalanzeige um ein LED-Modul. Dieses besteht aus einem elektrischen Leiter und einer Platine. Der elektrische Leiter ist mit der Platine verbunden. Die Platine weist mindestens eine LED als Signalanzeige auf. Auch jede andere Art der optischen Darstellung, beispielsweise über entsprechend kleine Glühbirnen oder Halogenleuchten, ist alternativ denkbar. Das LED-Modul ist mittels des elektrischen Leiters mit der Leiterplatte verbunden. Dazu kann der elektrische Leiter entweder direkt mit der Leiterplatte oder alternativ über eine Steckverbindung verbunden sein. Bei dem elektrischen Leiter handelt es sich bevorzugterweise um ein Flachbandkabel. Alternativ kann es sich bei dem elektrischen Leiter um mehrere einzelne Kabel handeln. In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Platine als flexible Leiterplatte mit einer sogenannten ZIF-Kartenrand-Steckzunge ausgeführt. Preferably, the signal display is an LED module. This consists of an electrical conductor and a circuit board. The electrical conductor is connected to the board. The board has at least one LED as a signal display. Any other type of optical representation, for example via correspondingly small bulbs or halogen lamps, is alternatively conceivable. The LED module is connected by means of the electrical conductor to the circuit board. For this purpose, the electrical conductor can be connected either directly to the circuit board or alternatively via a plug connection. The electrical conductor is preferably a ribbon cable. Alternatively, the electrical conductor may be a plurality of individual cables. In a further, particularly preferred embodiment, the board is designed as a flexible printed circuit board with a so-called ZIF card edge tongue.
Die Aufgabe wird folglich durch den erfindungsgemäßen Steckverbinder gelöst. Durch die Zugentlastung, die Kontaktierung der optischen Faser innerhalb des Steckverbinders und die elektrische Kontaktierung mit einem Gegenelement wird die optische Faser auch in rauen Umgebungen wie der Bahntechnik, der Industrietechnik (Automation) oder im Bereich der Windenergieanlagen einsetzbar. Ferner werden durch den erfindungsgemäßen Steckverbinder viele Steckzyklen ohne Verschleiß oder Verschmutzung der optischen Faser im Kontaktbereich ermöglicht. Im Falle eines Defekts genügt der Austausch des Steckverbinders oder sogar einzelner optischer Fasern anstatt wie bisher die gesamte Leiterplatte auszuwechseln. Ferner verfügt der Steckverbinder optional noch über eine eigene Kontrolleinheit für die Datenübertragung. Zudem sind die Nachteile des Standes der Technik gelöst. The object is therefore achieved by the connector according to the invention. Due to the strain relief, the contacting of the optical fiber within the connector and the electrical contact with a counter element is the optical fiber can also be used in harsh environments such as railway technology, industrial technology (automation) or in the area of wind energy plants. Furthermore, many mating cycles without wear or contamination of the optical fiber in the contact area are made possible by the connector according to the invention. In the case of a defect replacement of the connector or even individual optical fibers is sufficient instead of replacing the entire circuit board as before. Furthermore, the connector optionally has its own control unit for data transmission. In addition, the disadvantages of the prior art are solved.
Ausführungsbeispiel embodiment
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail below. Show it:
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. The figures contain partially simplified, schematic representations. In part, identical reference numerals are used for the same but possibly not identical elements. Different views of the same elements could be scaled differently.
Die
Die
Auf der Leiterplatte sind 16 elektro-optische Wandler
Die Aufnahme der optischen Fasern
Das LED-Modul
Die
Die elektro-optischen Wandler
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Steckverbinder Connectors
- 2 2
- Optische Faser Optical fiber
- 4 4
- Elektro-optischer Wandler Electro-optical converter
- 5 5
- Elektrischer Kontakt Electric contact
- 6 6
- Öffnung opening
- 7 7
- LED-Modul LED module
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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