DE60124987T2

DE60124987T2 - Hybrider Steckverbinder und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE60124987T2
Application number: DE60124987T
Authority: DE
Inventors: Noboru Haibaracho Haibaragun Yamaguchi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2021-06-30
Also published as: EP1170609A3; US20020001437A1; JP3735011B2; EP1170609B1; DE60124987D1; US6558045B2; JP2002023021A; EP1170609A2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Hybridverbinder, der integral einen elektrischen Verbinderbereich und einen optischen Verbinderbereich aufweist, welcher durch vereinfachte Zusammenbauschritte fertiggestellt ist.
2. Stand der Technik
Es gibt bei verschiedenen Typen von Fahrzeugen wie etwa einem Automobil eine extrem große Anzahl von Signalen von verschiedenen Sensoren und Steuersignalen von verschiedenen elektronischen Instrumenten. Wenn jedes Steuersignal jeweils durch individuelle Signalleitung übertragen wird, ist eine große Anzahl von Signalleitungen erforderlich, sodass ein Kabelbaum davon unerwünscht schwer wird. Außerdem erfordern verschiedene Typen von aktuellen elektronischen Instrumenten Übertragungs-Informationen, welche eine große Kapazität und eine große Dichte aufweisen, was ebenfalls einen Kabelbaum mit einem großen Gewicht ergibt. Daher weisen aktuelle Kabelbäume teilweise optische Faserkabel (oder optische Faserstränge) auf, um z.B. zwischen Knoten des Kabelbaums zu verbinden.
Ein teilweises Ersetzen von elektrischen Kabeln durch optische Kabel in dem Kabelbaum kann ein kompliziertes Verbinderwerk von elektrischen Verbinderbereichen und optischen Verbinderbereichen verursachen, z.B. in einem Automobil-Produktionsprozess. Daher wurden aktuell Hybridverbinder für eine praktische Verwendung entwickelt, die integral einen elektrischen Verbinderbereich und einen optischen Verbinderbereich aufweisen. Ein Paar von derartigen Hybridverbindern wurden durch einen einzelnen Verbindungsschritt in einen fertigen Zustand einer elektrischen und optischen Verbindung gebracht.
Ein derartiges Hybridverbinderpaar eines Buchsen-Typ-Hybridverbinders (hierin als "Hybridverbinder" bezeichnet) und eines Stecker-Typ-Hybridverbinders (hierin als "Gegenverbinder" bezeichnet) ist im US 4 969 924 offenbart, in welchem der Hybridverbinder integral einen elektrischen Verbinderbereich und einen optischen Verbinderbereich in einem Gehäuse aufweist, welches eine offene Vorderseite und eine Eingriffskammer zum Aufnehmen des Gegenverbinders darin aufweist. Der Gegenverbinder weist ein Ende einer Ferrule auf, an welcher ein optischer Faserkern in einem zylindrischen Hohlleiter offen liegt, um im Fall eines optischen Elementmoduls des optischen Verbinderbereichs des Hybridverbinders im zusammengesteckten Zustand des Verbinders gekuppelt zu werden.
Jedoch weisen derartige Hybridverbinder, die integral einen elektrischen Verbinderbereich und einen optischen Verbinderbereich aufweisen, eine große Anzahl von Teilen auf. Außerdem erfordert der optische Verbinderbereich mühsame Zusammenbauschritte, was eine verlängerte Arbeitszeit verursacht.
Zusammenfassung der Erfindung
Im Angesicht der oben erwähnten Nachteile, ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Hybridverbinder und ein Zusammenbauverfahren bereitzustellen, in welchem der Hybridverbinder leicht fertiggestellt werden kann.
Zum Erzielen der Aufgabe stellt die Erfindung ein Zusammenbauverfahren eines Hybridverbinders gemäß Anspruch 1 bereit, wobei der Hybridverbinder integral einen elektrischen Verbinderbereich und einen optischen Verbinderbereich aufweist, der optische Verbinderbereich zumindest ein optisches Elementmodul mit einem optischen Element aufweist, eine Hülse mit einem optischen Wellenleiter bereitgestellt ist, ein Gehäuse mit einem zylindrischen Halter und eine Kammer zum Halten des optischen Elementmoduls ausgebildet ist. In dem Gehäuse ist auch der elektrische Verbinderbereich untergebracht. Das Verfahren weist auf:
einen ersten Zusammenbauschritt zum Einsetzen der Hülse in den zylindrischen Halter bis zu einem unvollständigen Einsetzzustand der Hülse in dem zylindrischen Halter,
einen zweiten Zusammenbauschritt zum Pressen des optischen Elementmoduls gegen eine Endfläche der Hülse, sodass die Hülse weiter in den zylindrischen Halter eingeschoben wird, um einen endgültigen Einsetzzustand zu erreichen, und
einen dritten Zusammenbauschritt zum Eingreifen der Kammer mit dem zylindrischen Halter, wobei das optische Elementmodul von der Kammer gehalten wird, sodass das optische Elementmodul sicher in seiner endgültigen Position ist.
Der erste Zusammenbauschritt setzt die Hülse in den zylindrischen Halter bis zu einem unvollständigen Einsetzzustand davon ein. Der zweite Zusammenbauschritt drängt das optische Elementmodul weiter gegen die Hülse, was die Hülse weiter in den zylindrischen Halter hinein schiebt, sodass diese vollständig in dem zylindrischen Halter aufgenommen ist. Der zweite Zusammenbauschritt baut simultan die Hülse und das optische Elementmodul in dem Verbinder zusammen. Dies schafft einen effektiven Zusammenbauprozess davon.
Da das optische Elementmodul die Hülse in den zylindrischen Halter drückt, wird ein optischer Zwischenraumverlust zwischen der Hülse und dem optischen Elementmodul minimal.
Der dritte Zusammenbauschritt verursacht, dass die Kammer das optische Elementmodul hält, während die Kammer in Eingriff mit dem zylindrischen Halter kommt. Dadurch wird das optische Elementmodul abschließend positioniert, was einen vereinfachten simultanen Zusammenbauschritt des optischen Elementmoduls und des Gehäuses ermöglicht.
Vorzugsweise weist der erste Zusammenbauschritt auf, dass die Hülse in den zylindrischen Halter eingesetzt wird, bis die Hülse gegen eine elastische Auskragung anliegt, die in dem elektrischen Halter ausgebildet ist, und der zweite Zusammenbauschritt weist auf, dass die Hülse weiter in den zylindrischen Halter eingeführt wird, während die elastische Auskragung durch die Hülse zusammengedrückt wird.
Damit wird in dem ersten Zusammenbauschritt die Hülse sanft in den zylindrischen Halter eingesetzt, was einen effizienten Zusammenbauschritt ermöglicht. Währenddessen wird in dem zweiten Zusammenbauschritt die Hülse in den zylindrischen Halter gegen die zusammengedrückte Auskragung gepresst. Dies schafft eine adäquate Einsetzkraft, um die Hülse in dem zylindrischen Halter abschließend zu positionieren.
Ferner bewegt der erste Zusammenbauschritt vorzugsweise die Hülse in den zylindrischen Halter, um eine erste Länge, während der zweite Zusammenbauschritt die Hülse um eine zweite Länge in den zylindrischen Halter hineinbewegt, wobei die zweite Länge kleiner als die erste Länge ist.
Damit ist die Presspassungs-Einsetzarbeit der Hülse minimiert.
Die Erfindung schafft ferner einen Hybridverbinder, wie in Anspruch 4 definiert, wobei der Hybridverbinder integral einen elektrischen Verbinderbereich und einen optischen Verbinderbereich aufweist. Der optische Verbinderbereich weist zumindest ein optisches Elementmodul, das ein optisches Element aufweist, eine Hülse, das mit einem optischen Wellenleiter ausgestattet ist, ein Gehäuse, das mit einem zylindrischen Halter ausgebildet ist, und eine Kammer zum Halten des optischen Elementmoduls auf. In dem Gehäuse ist ebenfalls der elektrische Verbinderbereich untergebracht. Das optische Elementmodul kann eine Endfläche der Hülse drücken, sodass die Hülse in den zylindrischen Halter eingeführt wird und einen endgültigen Einsetzzustand erreicht, und die Kammer kann im Eingriff mit dem zylindrischen Halter sein, wobei das optische Elementmodul durch die Kammer gehalten wird, sodass das optische Elementmodul in seiner abschließenden Position gesichert ist.
Vorzugsweise weist der zylindrische Halter eine elastische Auskragung auf, die in dem zylindrischen Halter ausgebildet ist. Die Hülse liegt an der elastischen Auskragung in einem unvollständigen Einsetzzustand der Hülse in dem zylindrischen Halter an. Die elastische Auskragung wird durch die Hülse zusammengedrückt, um die Hülse in einen abschließenden Einsetzzustand der Hülse in den zylindrischen Halter mit einer Presspassung zu drücken.
Vorzugsweise ist die elastische Auskragung so positioniert, dass ein erster Weg der Hülse in dem zylindrischen Halter zum Erreichen des unvollständigen Einsetzzustandes größer ist als ein zweiter Weg der Hülse in dem zylindrischen Haltern zum Bewegen der Hülse von dem unvollständigen Einsetzzustand in den abgeschlossenen Einsetzzustand.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche einen Hybridverbinder einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist eine Frontansicht, die den Hybridverbinder zeigt.
3 ist eine Draufsicht, die den Hybridverbinder zeigt.
4 ist eine linke Seitenansicht, die den Hybridverbinder zeigt.
5 ist eine rechte Seitenansicht, die den Hybridverbinder zeigt.
6 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand vor dem Einsetzen der Hülse zeigt, zum Illustrieren eines ersten Zusammenbauschritts.
7 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Hülse in einem unvollständigen Einsetzzustand ist, zum Illustrieren des ersten Zusammenbauschritts.
8 ist eine Rückansicht, die den Zustand aus 7 zeigt.
9 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das optische Elementmodul anfängt, die Hülse zu drücken, zum Illustrieren des zweiten Zusammenbauschritts.
10 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das optische Elementmodul vollständig in die Hülse in dem zylindrischen Halter 19 eingesetzt ist, zum Illustrieren des zweiten Zusammenbauschritts.
11 ist eine Rückansicht der Illustration aus 10.
12 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand vor einen Zusammenbauen einer Abschirmkammer zeigt, zum Illustrieren eines dritten Zusammenbauschritts.
13 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand nach dem Zusammenbauen der Abschirmkammer zeigt.
14 ist eine Links-Seitenansicht, die ein anderes Gehäuse zeigt.
15 ist eine perspektivische Ansicht, die Hauptteile aus 14 zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bezugnehmend auf die anhängenden Zeichnungen wird im Folgenden eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Die 1–5 sind Ansichten, die einen Hybridverbinder einer Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Es ist angemerkt, dass der Hybridverbinder, der hierin beschrieben ist, einen elektrischen Verbinderbereich und einen optischen Verbinderbereich aufweist, welche miteinander integriert sind.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Stecker-Typ-Hybridverbinder, der auf einer Schaltkreisplatine (nicht dargestellt) angeordnet ist. Der Hybridverbinder 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein elektrischer Verbinderbereich 3 und ein optischer Verbinderbereich 4 untergebracht sind. Der Hybridverbinder 1 gemäß der Erfindung kann leicht zusammengebaut werden, wie später beschrieben.
Der Hybridverbinder 1 ist mit einem Buchsen-Typ-Gegenverbinder 5 gekoppelt, welcher ein Gehäuse aufweist, in welchem Ferrule untergebracht sind, welche die Enden der zwei optischen Kabel (nicht dargestellt) aufnehmen. Eines der optischen Kabel wird verwendet zum Übertragen von Signalen und das andere zum Empfangen von Signalen. Die Ferrule weisen ein Ende auf, an welchem eine optische Faser bestehend aus einem Kern und einer Kunststoffverkleidung freiliegt. Die Kerne sind zu den Achsen von Wellenleitern 28, 28 der Hülsen 7, 7 ausgerichtet, die später beschrieben werden.
Der elektrische Verbinderbereich 3 wird von dem Gehäuse 2 und einem elektrischen Anschluss 6 z.B. für eine Schaltkreisplatine gebildet. Ferner wird der optische Verbinderbereich 4 durch das Gehäuse 2, die Hülsen 7, 7, die optischen Elementmodule 8, 9 und eine Abschirmkammer 10 gebildet. Es ist angemerkt, dass die optischen Elementmodule 8, 9 des optischen Verbinderbereichs 4 ebenfalls als Licht-aufnehmende/-abgebende Module bezeichnet werden, oder als Faseroptik-Transceiver (FOT). Die Abschirmkammer 10 korrespondiert zu der Kammer, die in der Erfindungszusammenfassung beschrieben ist.
Als nächstes wird bezugnehmend auf die 1 oder 5 der Hybridverbinder 1 mittels seiner Komponenten beschrieben. Außerdem wird ein Zusammenbauverfahren des Hybridverbinders 1 im Folgenden im Detail beschrieben.
Das Gehäuse 2 ist aus einem isolierenden synthetischen Material und in einer rechteckigen Form mit einer offenen Vorderseite 11 ausgebildet. Das Gehäuse 2 hat eine obere Wand 12, eine untere Wand 13, eine rechte Seitenwand 14, eine linke Seitenwand 15 und eine Innenwand 16. Die obere Wand 12 ist mit einem Verriegelungsbereich ausgestattet, welcher mit einem Verriegelungsarm im Eingriff ist, der an dem Gegenverbinder 5 ausgebildet ist. Die rechte Seitenwand 14 und die linke Seitenwand 15 sind jeweils mit einer Stift-Aufnahmetasche 17 ausgebildet, die im Eingriff mit einem Metall-Fixierstift 18 ist. Die Stift-Aufnahmetaschen 17 weisen ein Durchgangsloch auf, das offen in Richtung der Schaltkreisplatine ist. Der Fixierstift 18 ist über das Durchgangsloch mit der Schaltkreisplatine verbunden.
Die Innenwand 16 des Gehäuses 2 ist gleichmäßig mit einem Paar von zylindrischen Haltern 19, 19 ausgebildet. Die zylindrischen Halter 19, 19 sind jeweils ein Zylinder mit einem kreisförmigen inneren Durchmesser und weisen eine Länge korrespondierend zu der Hülse 7 auf. Die zylindrischen Halter 19, 19 erstrecken sich in einer Eingriffskammer 20, welche den Gegenverbinder 5 aufnimmt. Die Eingriffskammer 20 ist umgeben von der oberen Wand 12, der unteren Wand 13, der rechten Seitenwand 14, der linken Seitenwand 15 und der Innenwand 16. Jeder zylindrische Halter 19 erstreckt sich in die Eingriffskammer 20 hinein. Die Ferrule sind von der Seite der Eingriffskammer 20 her eingesetzt.
Die zylindrischen Halter 19 weisen eine innere Zwischenfläche auf, die mit drei Auskragungen 21 ausgebildet ist (siehe 6). Die drei Auskragungen 21 sind jeweils länglich in Längsrichtung der zylindrischen Halter 19 und sind quer im Abstand von einander mit einem 120° Abstand. Die Auskragungen 21 haben eine Auskragungshöhe, welche von der Hülse 7 zusammengedrückt wird, wenn die Hülse 7 in den zylindrischen Halter 19 hineingedrückt wird. Der zylindrische Halter 19 weist einen Innendurchmesser auf, sodass die Hülse 7 leicht in den zylindrischen Halter 19 eingesetzt werden kann, bevor sie mit den Auskragungen 21 im Eingriff ist.
Der zylindrische Halter 19 ist gleichmäßig mit einem Eingriffsstück 22 am hinteren Ende davon ausgebildet, von welchem die Hülse 7 eingesetzt ist. Das Eingriffsstück 22 ist im Wesentlichen kreisförmig. Das Eingriffsstück 22 ist mit einer Aussparung 23 ausgebildet, die koaxial zu dem zylindrischen Halter 19 ist (siehe 6 oder 15). Jeder der Seitenwände 14 und 15 ist mit einer Schulter 24 an der Innenfläche davon ausgebildet. Die Schulter 24 ist gegenüber der Hülse 7. Die untere Wand 13 ist mit einem Bein 25 ausgebildet.
Das Eingriffsstück 22 weist eine radiale Dicke auf, die ausreichend zum Bereitstellen einer Festigkeit ist, welche einer Kraft in axialer Richtung des zylindrischen Halters 19 standhält. Das Eingriffstück 22 ist so konstruiert, dass es im Eingriff mit der Abschirmkammer 10 ist.
Die Aussparung 23 weist einen Innendurchmesser auf, der größer als derjenige des zylindrischen Halters 19 ist, sodass die Aussparung 23 im Eingriff mit den Auskragungen 35 der optischen Elementmodule 8 oder 9 ist (später beschrieben). Die Schulter 24 ist parallel zu einer axialen Richtung des zylindrischen Halters 19 und ist im Eingriff mit einem Löse-Verhinderungsstück 41 des Abschirmgehäuses 10 (später beschrieben).
Das Bein 25 weist einen im Allgemeinen H-förmigen Abschnitt auf. Parallel zu dem zylindrischen Halter 19 ist eine Wand 26 bereitgestellt, die sich nach hinten weiter erstreckt als der zylindrische Halter 19. Die Wand 26 ist ein Anschlag zum Verhindern einer Drehung der optischen Elementmodule 8, 9. Die Wand 26 weist eine flache Oberfläche auf.
Die untere Wand 13 des Gehäuses 2 ist gleichmäßig mit Auskragungen 27, 27 ausgebildet, die in die Schaltkreisplatine eingesetzt sind.
Der elektrische Anschluss 6 ist ein gewöhnlicher L-förmiger Stiftanschluss. Eine Hälfte des L-förmigen Anschlusses passiert durch die innere Wand 16, um in die Eingriffskammer 20 des Gehäuses 2 eingeführt zu sein, während die andere Hälfte an der Schaltkreisplatine befestigt ist. Es sind zwei Paare von elektrischen Anschlüssen 6 bereitgestellt, wobei ein Paar oberhalb des anderen Paares in dem Gehäuse 2 positioniert ist. Damit ist die Stiftlänge des einen Paares unterschiedlich zu derjenigen des anderen Paares.
Die Hülsen 7, 7 werden jeweils durch einen Wellenleiter 28 und einen zylindrischen Halter 29 gebildet, und die Wellenleiter 28 bestehen aus einem Kern und einer Ummantelung. Es ist angemerkt, dass der Wellenleiter 28 vorzugsweise einen Reflektionsindex aufweist, der gleich demjenigen des Kerns des optischen Faserkabels ist. Die Hülse 7 kann durch eine vorbestimmte Länge optischen Faserkabels gebildet werden, von welchem jedes Ende Erde ist.
Das optische Elementmodul 8 weist eine Vielzahl von Führungsrahmen 30, einen gegossenen Körper (nicht dargestellt) und eine Hülle 31 auf. Einer der Führungsrahmen 30 ist ein lichtemittierendes Element (nicht dargestellt), welches mit einem Drahtanschluss verbunden ist. Ein unteres Ende von jedem Führungsrahmen 30 ist durch Löten an der Schaltkreisplatine befestigt. Das lichtemittierende Element ist vorzugsweise an einer Position in einer Seite des optischen Elementmoduls 9 weg vom Zentrum des optischen Elementmoduls 8 angeordnet (oder dem Zentrum des Gusskörpers). Diese Anordnung kann den Hybridverbinder 1 kompakt machen. Es ist angemerkt, dass das lichtemittierende Element zu dem optischen Element korrespondiert, das in der Erfindungszusammenfassung beschrieben ist, und dass das lichtemittierende Element z.B. eine lichtemittierende Diode (LED) ist.
Der gegossene Körper ist aus einem Licht-leitenden transparenten Material (z.B. einem Epoxidharz) und der gegossene Körper weist vorzugsweise einen Reflektionsindex auf, der gleich demjenigen des Kerns des optischen Faserkabels ist. Ein oberer halber Bereich von jedem Führungsrahmen 30 ist in dem gegossenen Körper eingebettet. Der gegossene Körper schützt das lichtemittierende Element.
Das optische Elementmodul 9 weist eine Vielzahl von Führungsrahmen (Führungsanschlüssen) 32, einen gegossenen Körper (nicht dargestellt) und eine Hülle 33 auf. Der gegossene Körper ist im Wesentlichen der gleiche wie der oben erwähnte und wird nicht wieder beschrieben. In einer der Hüllen 31, 33 ist ein lichtaufnehmendes Element (nicht dargestellt) untergebracht, welches mit Drahtanschlüssen verbunden ist. Ein unteres Ende von jeder Hülle 31 oder 33 ist durch Löten mit der Schaltkreisplatine verbunden. Das lichtaufnehmende Element ist vorzugsweise an einer Position in einer Seite des optischen Elementmoduls 8 weg vom Zentrum des optischen Elementmoduls 9 angeordnet (oder von dem Zentrum des gegossenen Körpers). Diese Anordnung kann den Hybridverbinder 1 kompakt machen. Es ist angemerkt, dass das lichtaufnehmende Element zu dem optischen Element korrespondiert, das in der Erfindungszusammenfassung beschrieben ist, und dass das lichtaufnehmende Element z.B. eine Photodiode (PD) ist.
In der Ausführungsform ist das lichtemittierende Element und das lichtaufnehmende Element so positioniert, dass sie zueinander hin angeordnet sind, was den Hybridverbinder 1 kompakt macht. Ein Teil des optischen Elementmoduls 8 ist oberhalb der elektrischen Anschlüsse 6 angeordnet, wodurch der Hybridverbinder 1 weiter kompakt gemacht wird.
Die Hüllen 31, 33 sind aus einem elektrisch leitfähigen synthetischen Harzmaterial hergestellt, inklusive z.B. Karbonfasern oder kann aus einem isolierenden synthetischen Harzmaterial hergestellt sein. Jede Hülle 31 oder 33 weist eine Haupthülle 34 auf, die den gegossenen Körper abdeckt, und eine zylindrische Auskragung 35, die von der Haupthülle 34 vorsteht.
Die Haupthülle 34 ist in einer Kistenform mit einem Boden ausgebildet. Der gegossene Körper ist in die Haupthülle 34 mit einer geringen Presskraft eingesetzt. Die Haupthülle 34 weist ein offenes Ende zum Einsetzen des gegossenen Körpers auf und das offene Ende ist flach, sodass es von der Wand 26 beim Zusammenbau davon abgestützt wird. Eine andere flache Wand ist gegenüber von dem offenen Ende vorgesehen und ist ebenfalls flach.
Die Auskragungen 35, 35 sind so positioniert, dass sie zu dem lichtemittierenden Element (nicht dargestellt) und dem lichtaufnehmenden Element (nicht dargestellt) korrespondieren. Die Auskragungen 35, 35 sind beim Zusammenbau davon im Eingriff mit der Aussparung 23.
Das Abschirmungsgehäuse 10 ist durch Pressen einer elektrisch leitfähigen dünnen Metallplatte ausgebildet. Das Abschirmungsgehäuse 10 weist eine Elastizität auf, die nützlich für einen Zusammenbau davon ist. Das Abschirmungsgehäuse 10 weist ein Paar von Einsetzkammern 37, 37 auf, die durch eine Teilung 36 von einander getrennt sind. Jede Einsetzkammer 37 weist einen U-förmigen Ausschnitt 38 und eine Auskragung 39 (siehe 12) auf, welche das optische Elementmodul 8 oder 9 in Richtung des Ausschnittes 38 drängt, und weist ein Bein 40 auf, das an der Schaltkreisplatine befestigt ist.
Die Einsetzkammern 37, 37 nehmen die optischen Elementmodule 8, 9 zusammen mit den Eingriffsstücken 22, 22 auf und die optischen Elementmodule 8, 9 werden von den Einsetzkammern 37, 37 in einem Presspassungszustand aufgrund der Elastizität des Abschirmungsgehäuses 10 gehalten.
Es ist angemerkt, wenn die optischen Elementmodule 8, 9 jeweils eine Elastizität zum Pressen gegen eine Rückfläche der zylindrischen Halter 19 aufweisen, dass das Abschirmungsgehäuse 10 aus einem elektrisch leitfähigen synthetischen Harzmaterial inklusive Karbonfasern hergestellt sein kann. Das elektrisch leitfähige Abschirmungsgehäuse 10 kann die optischen Elementmodule 8, 9 gut abschirmen.
Der Ausschnitt 38 ist so ausgebildet, dass er zu einem Außendurchmesser des zylindrischen Halters 19 passt. Der Ausschnitt 38 weist einen inneren Rand auf, der mit einer Löse-Verhinderungs-Auskragung 41 ausgebildet ist, die nach innen vorsteht. Die Löse-Verhinderungs-Auskragung 41 greift in die Schulter 24 des zylindrischen Halters 19 ein, wenn das Abschirmungsgehäuse 10 mit dem zylindrischen Halter 19 kombiniert wird. Die Löse-Verhinderungs-Auskragung 41 verhindert ein Lösen des Abschirmungsgehäuses 10 von dem zylindrischen Halter 19.
Die Auskragungen 39, 39 (eine von diesen ist in 12 illustriert) sind an einer Rückwand des Abschirmungsgehäuses 10 ausgebildet. Die Rückwand ist gegenüber der vorderen Wand, welche mit den Ausschnitten 38, 38 ausgebildet ist. Jede Auskragung 39 ist z.B. durch partielles Prägen der Rückwand in Richtung der Ausschnitte 38 oval ausgebildet. Jedes Bein 40 erstreckt sich von der jeweiligen Seitenwand der Einsetzkammer 37 und ist an der Schaltkreisplatine befestigt. Das Bein 40 fungiert ebenfalls als Erdungsanschluss.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Hybridverbinders 1 im Detail beschrieben. Es ist angemerkt, dass die elektrischen Anschlüsse 6 im Vorfeld in dem Gehäuse 2 zusammengebaut wurden und dass die Zusammenbauschritte des optischen Verbinderbereichs 4 im Folgenden beschrieben werden.
Nachdem ein Teil, der auf den elektrischen Verbinderbereich 3 bezogen ist, zusammengebaut ist, wird ein anderer Teil, der auf dem optischen Verbinderbereich 4 bezogen ist, im Anschluss durch den ersten bis dritten Zusammenbauschritt zusammengebaut.
Bezugnehmend auf die 6–8 wird der erste Zusammenbauschritt beschrieben. 6 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand vor dem Einsetzen der Hülse zeigt. 7 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Hülse in einem unvollständigen Einsetzzustand ist. 8 ist eine Rückansicht, die den Zustand in 7 darstellt.
In 6 sind die Hülsen 7, 7 in Richtung der hinteren Enden der zylindrischen Halter 19, 19 in Pfeilrichtung P bewegt, mit den Seitenflächen der Hülsen 7, 7 von Hand gehalten. Dann werden die Hülsen 7, 7 in die zylindrischen Halter 19, 19 entlang des Pfeils P eingesetzt, sodass die Auskragungen 21 gegen die Führungsenden der Hülsen 7 anliegen, wie in 7 illustriert. Damit erreicht jede Hülse 7, 7 einen unvollständigen Einsetzzustand in den zylindrischen Haltern 19, 19. Nachdem sie in dem unvollständigen Einsetzzustand sind, der in 8 illustriert ist, wird der zweite Zusammenbauschritt durchgeführt.
Bezugnehmend auf die 9–11 wird der zweite Zusammenbauschritt beschrieben. 9 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die optischen Elementmodule beginnen, die Hülsen 7, 7 zu drücken. 10 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem die optischen Elementmodule vollständig die Hülsen 7, 7 in die zylindrischen Halter 19, 19 eingesetzt haben. 11 ist eine Rückansicht der Darstellung aus 10.
Wie in 9 illustriert, sind in dem zweiten Zusammenbauschritt die optischen Elementmodule 8, 9 zu den Endflächen der Hülsen 7, 7 ausgerichtet, die von den elektrischen Haltern 19, 19 freiliegen. Die Endflächen der Hülsen 7, 7 sind in den Auskragungen 35, 35 der optischen Elementmodule 8, 9 aufgenommen. Außerdem werden die optischen Elementmodule 8, 9 in Pfeilrichtung P gedrückt, sodass die Hülsen 7, 7 die Auskragungen 21, 21 zusammendrücken und weiter in die zylindrischen Halter 19, 19 eingesetzt werden, bis in einen abgeschlossenen Einsetzzustand davon, wie in 10 illustriert. Die Auskragungen 35, 35 der optischen Elementmodule 8, 9 werden in die Aussparungen 23, 23 der zylindrischen Halter 19, 19 eingesetzt, sodass sie im Eingriff mit diesen sind und das lichtemittierende Element und das lichtaufnehmende Element zu den Achsen der Hülsen 7, 7 oder den zylindrischen Haltern 19, 19 ausgerichtet sind. Die optischen Elementmodule 8, 9 sind in Drehrichtung davon durch die Wand 26 beschränkt (siehe die 10 und 11). Die Passung der Befestigungsstifte 18, 18 kann in diesem Schritt durchgeführt werden.
Damit schließen die optischen Elementmodule 8, 9 das Einsetzen der Hülsen 7, 7 ab. Zwischen den Hülsen 7, 7 und den optischen Elementmodulen 8, 9 gibt es keinen Spalt, was einen Spalt-Lichtverlust davon minimiert. Außerdem sind die Auskragungen 35, 35 der optischen Elementmodule 8, 9 in die Aussparungen 23, 23 der zylindrischen Halter 19, 19 eingesetzt, sodass die Achsen von ihnen zueinander ausgerichtet sind und einen optischen Verlust aufgrund einer Fehlausrichtung der Achsen reduzieren.
In dem zweiten Zusammenbauschritt drücken die optischen Elementmodule 8, 9 die Endflächen der Hülsen 7, 7, welches eine Handarbeit zum Drücken der Endflächen der Hülsen 7, 7 eliminiert. Dies verhindert eine Kontamination der Endflächen der Hülsen 7, 7 aufgrund der Handarbeit, was keine Verringerung der Lichtübertragungseffizienz schafft.
Wie in den 14, 15 dargestellt, ist eine zweite Wand 42 gegenüber der Wand 26 bereitgestellt, sodass die Wände teilweise die optischen Elementmodule 8, 9 zusammendrücken, was das Drehen der optischen Elementmodule 8, 9 sicher verhindert. Dadurch wird das Abschirmungsgehäuse 10 in dem dritten Zusammenbauschritt leicht zusammengebaut. Nach der vollständigen Einsetzung der Hülsen 7, 7 wird der dritte Zusammenbauschritt durchgeführt. Bezugnehmend auf die 12 und 13 wird der dritte Zusammenbauschritt beschrieben. 12 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand vor einem Zusammenbauen des Abschirmungsgehäuses darstellt und 13 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand nach dem Zusammenbauen des Abschirmungsgehäuses zeigt.
Wie in 12 dargestellt, bewegt sich das Abschirmungsgehäuse 10 bei dem dritten Zusammenbauschritt in Pfeilrichtung Q. Das Abschirmungsgehäuse 10 ist im Eingriff mit den Eingriffsstücken 22, 22, während das Abschirmungsgehäuse 10 die optischen Elementmodule 8, 9 hält. Das Abschirmungsgehäuse 10 drückt die optischen Elementmodule 8, 9, sodass die optischen Elementmodule 8, 9 in intimen Kontakt mit der Rückfläche der zylindrischen Halter 19, 19 gebracht wird. Dadurch werden die optischen Elementmodule in ihrer abschließenden Position angeordnet.
Da die optischen Elementmodule 8, 9 in ihrer Drehbewegung eingeschränkt sind, wird das Abschirmungsgehäuse 10 leicht und sicher zusammengebaut.
Wie oben beschrieben, schließen der erste bis dritte Zusammenbauschritt das Zusammenbauen des optischen Verbinderbereichs 4 des Hybridverbinders 1 ab.
Zusammengefasst setzt der erste Zusammenbauschritt die Hülsen 7, 7 in die zylindrischen Halter 19, 19 bis zu einem unvollständigen Einsetzzustand davon ein. Der zweite Zusammenbauschritt drängt die optischen Elementmodule 8, 9 weiter gegen die Hülsen 7, 7. Dadurch werden die Hülsen 7, 7 weiter in die zylindrischen Halter 19, 19 eingesetzt, sodass sie vollständig in den zylindrischen Haltern 19, 19 aufgenommen sind. Der zweite Zusammenbauschritt baut simultan die Hülsen 7, 7 und die optischen Elementmodule 8, 9 in dem Verbinder zusammen. Dies schafft eine effektive Zusammenbauarbeit davon. Der dritte Zusammenbauschritt verursacht, dass das Abschirmungsgehäuse 10 die optischen Elementmodule 8, 9 hält, während das Abschirmungsgehäuse 10 im Eingriff mit den zylindrischen Haltern 19, 19 ist. Dadurch werden die optischen Elementmodule 8, 9 abschließend positioniert, was einen vereinfachten simultanen Zusammenbauschritt der optischen Elementmodule und des Gehäuses ermöglicht. Vorzugsweise bewegt der erste Zusammenbauschritt die Hülsen 7, 7 um einen ersten Weg in die zylindrischen Halter 19, 19, während der zweite Zusammenbauschritt die Hülsen 7, 7 um einen zweiten Weg in die zylindrischen Halter 19, 19 hinein bewegt. Der zweite Weg ist kürzer als der erste Weg. Damit ist die Presssitz-Einsetzarbeit der Hülsen minimiert.
Es ist angemerkt, dass die Ausführungsform modifiziert werden kann. Das Zusammenbauverfahren, das gemäß der Erfindung beschrieben wurde, kann an einen gewöhnlichen optischen Verbinder oder einen Verbinder mit einem einzelnen Kern für eine bidirektionale Übertragung angepasst werden.

Claims

Verfahren zum Zusammenbauen eines Hybrid-Verbinders (1), der integral einen elektrischen Verbinderbereich (3) und einen optischen Verbinderbereich (4) aufweist, wobei der Hybrid-Verbinder (1) zum Kuppeln mit einem Gegen-Verbinder (5) ein Ende einer Ferrule aufweist, an der ein Kern einer optischen Faser zum Ausrichten mit einem optischen Hohlleiter (28) einer Hülse (7) des Hybrid-Verbinders (1) freiliegt, wobei der Hybrid-Verbinder (1) ein Gehäuse (2) aufweist, in welchem der elektrische Verbinderbereich (3) und der optische Verbinderbereich (4) untergebracht sind und welches eine offene Vorderseite (11) und eine Eingriffskammer (20) zum Aufnehmen des Gegen-Verbinders (5) darin und eine Innenwand (16) aufweist, die einstückig mit einem zylindrischen Halter (19) ausgebildet ist, welcher in die Eingriffskammer (20) in dem Gehäuse hineinragt, wobei der optische Verbinderbereich aufweist: zumindest ein optisches Elementmodul (8, 9) mit einem optischen Element, die Hülse (7), die mit dem optischen Hohlleiter (28) ausgestattet ist und die in dem zylindrischen Halter (19) aufgenommen ist, und ein Gehäuse (10) mit einer Einführkammer (37), in welcher das optische Elementmodul (8, 9) aufgenommen ist und gehalten wird, wobei das Verfahren aufweist: einen ersten Zusammenbauschritt, bei welchem die Hülse (7) in den zylindrischen Halter (19) von dem hinteren Ende des zylindrischen Halters aus eingesetzt wird, welches sich von der Innenwand (16) nach hinten erstreckt, bis zu einem unvollständigen Einführzustand der Hülse, in welchem die Hülse von dem zylindrischen Halter freiliegt, einen zweiten Zusammenbauschritt, bei welchem das optische Elementmodul (8, 9) zu der hinteren Endfläche der Hülse (7) ausgerichtet wird, welche von dem zylindrischen Halter (19) freiliegt, und das optische Elementmodul gegen die freiliegende Endfläche der Hülse gedrückt wird, sodass die Hülse weiter in den zylindrischen Halter hinein eingeführt wird und einen vollständigen Einführzustand erreicht, und einen dritten Zusammenbauschritt des Eingreifens des Gehäuses (10) mit dem optischen Elementmodul (8, 9) und einem radial vorstehenden Eingriffsstück (22), das an dem hinteren Ende des zylindrischen Halters (19) ausgebildet ist, wobei das optische Elementmodul von dem Gehäuse gehalten wird, sodass das optische Elementmodul zusammen mit dem Eingriffsstück (22) in der Einführkammer (37) des Gehäuses aufgenommen ist und das optische Elementmodul in seiner endgültigen Position gesichert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem ersten Zusammenbauschritt die Hülse (7) in den zylindrischen Halter (19) von dem hinteren Ende davon eingesetzt wird, bis die Hülse an einem elastischen Vorsprung (21) anliegt, welcher an einer inneren zwischenliegenden Fläche des zylindrischen Halters ausgebildet ist, und wobei bei dem zweiten Zusammenbauschritt die Hülse weiter in den zylindrischen Halter eingeführt wird, während der elastische Vorsprung von der Hülse zusammengedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei bei dem ersten Zusammenbauschritt die Hülse (7) einen ersten Weg in den zylindrischen Halter hinein bewegt wird und bei dem zweiten Zusammenbauschritt die Hülse (7) einen zweiten Weg in den zylindrischen Halter hinein bewegt wird, wobei der zweite Weg kürzer ist als der erste Weg ist.
Hybrid-Verbinder (1), welcher integral einen elektrischen Verbinderbereich (3) und einen optischen Verbinderbereich (4) aufweist, wobei der Hybrid-Verbinder (1) zum Kuppeln mit einem Gegen-Verbinder (5) ein Ende einer Ferrule aufweist, an der ein Kern einer optischen Faser zum Ausrichten mit einem optischen Hohlleiter (28) einer Hülse (7) des Hybrid-Verbinders (1) freiliegt, wobei der Hybrid-Verbinder (1) ein Gehäuse (2) aufweist, in welchem der elektrische Verbinderbereich (3) und der optische Verbinderbereich (4) untergebracht sind und welches eine Eingriffskammer (20) zum Aufnehmen des Gegen-Verbinders (5) darin und eine Innenwand (16) aufweist, die einstückig mit einem zylindrischen Halter (19) ausgebildet ist, welcher in die Eingriffskammer (20) in dem Gehäuse hineinragt und welcher mit einem hinteren Ende versehen ist, das sich von der Innenwand (16) nach hinten erstreckt, wobei der optische Verbinderbereich aufweist: zumindest ein optisches Elementmodul (8, 9) mit einem optischen Element, die Hülse (7), die mit dem optischen Hohlleiter (28) ausgestattet ist und die in dem zylindrischen Halter (19) in einem vollständigen Einführzustand aufgenommen ist, und ein Gehäuse (10) mit einer Einführkammer (37), welche das optische Elementmodul (8, 9) hält, wobei die Hülse (7) in den zylindrischen Halter (19) von dem hinteren Ende davon einsetzbar ist und der zylindrische Halter (19) mit einem radial vorstehenden Eingriffsstück (22) an dem hinteren Ende davon ausgebildet ist, welches zusammen mit dem optischen Elementmodul (8, 9) in der Einführkammer (37) des Gehäuses (10) aufgenommen ist, wobei das Gehäuse (10) im Eingriff mit dem Eingriffsstück (22) ist, sodass das optische Elementmodul (8, 9) in seiner endgültigen Position gesichert ist.
Hybrid-Verbinder nach Anspruch 4, wobei der zylindrische Halter (19) eine innere zwischenliegende Fläche aufweist, die mit einem elastischen Vorsprung (21) in dem zylindrischen Halter ausgebildet ist, wobei der elastische Vorsprung von der Hülse (7) zusammengedrückt wird, sodass die Hülse im vollständigen Einführzustand der Hülse in den zylindrischen Halter (19) eingepresst ist.
Hybrid-Verbinder nach Anspruch 5, wobei der elastische Vorsprung (21) so positioniert ist, dass der erste Weg der Hülse (7) von dem hinteren Ende des zylindrischen Halters (19) in diesen hinein zum Anliegen an dem Vorsprung länger ist als ein zweiter Weg der Hülse in den zylindrischen Halter hinein zum Weiterbewegen der Hülse in den endgültigen Einführzustand.