DE9204022U1 - Opto-elektrische Steckverbindung - Google Patents

Opto-elektrische Steckverbindung

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(BLZ 700100 80)
Anmelder:
Hanns-Peter Hubmann
Widenmayerstr. 50
München 22 f
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IHR ZEICHEN/YOUR REF.: UNSER ZEICHEN / OUR REF ; DATUM/DATE:
T16-15-DE 25. März 1992
vB/dr
Opto-elektrische Steckverbindung Beschreibung
Die Neuerung bezieht sich auf eine opto-elektrische Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1. In der Datentechnik ist der Einsatz von Lichtwellenleitern (LWL) für die Datenübertragung seit langem bekannt. Zur Verbindung von Lichtwellenleitern mit opto-elektronischen Geräten oder Baugruppen, in denen elektrische Signale in Lichtsignale umgewandelt werden und umgekehrt sowie zur Verbindung zweier Lichtwellenleiter miteinander sind viele Steckverbindungen bekannt. Grundprinzip dieser Steckverbindungen ist es, daß das freie Ende eines Lichtwellenleiters in eine Bohrung eines Stiftes (sogenannte Ferule) eingeführt und dort verklebt ist. Die Stirnfläche des Lichtwellenleiters und die Stirnfläche des Stiftes sind plan oder ballig geschliffen. Im Gegenstecker ist eine entsprechende Anordnung eines Stiftes mit Lichtwellenleiter, wobei die beiden Stifte in eine Zentrierhülse geführt werden, die sie koaxial zueinander ausrichtet. Konstruktive Varianten dieses Grundprinzipes sehen Befestigung durch Schraub- oder
Ba j onett-Verschlüsse vor. - Für Öaterinefzwerkie > ist unter anderem der sogenannte FDDI-Stecker (Fiber distributed data interface) auf dem Markt eingeführt, der einen Anschluß von zwei Lichtwellenleitern vorsieht, und gleichzeitig ein Verwechseln der Seiten verhindert.
Zum Betrieb der an Lichtwellenleiter angeschlossenen datentechnischen Geräte werden bisher die Lichtwellenleiterverbindung und die nötige Stromversorgung der Endgeräte mit separaten Kabeln erreicht. Dies führt bei Vielfachinstallationen im Büro zu einer Vielzahl von Kabeln zwischen der Anschlußstelle an der Wand und dem Arbeitsplatz.
Vereinigt man Lichtwellenleiter und Stromversorgung in ein Kabel, so läßt sich die Zahl der Kabel- und Steckanschlüsse halbieren.
Aufgabe der Neuerung ist es, eine einfache und sichere Steckverbindung zu schaffen, die sowohl eine optische als auch eine elektrische Verbindung der anzuschließenden Lichtwellenleiter und Stromversorgungsleiter gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Neuerung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Das Grundprinzip der Neuerung besteht in einer kombinierten Steckverbindung für Lichtwellenleiter und elektrische Stromversorgungsleiter, bei dem die Steckverbindung der Lichtwellenleiter und die der elektrischen Leiter integriert miteinander angeordnet sind. Der Stift am Ende des Lichtwellenleiters hat somit eine Doppelfunktion, nämlich einmal den Lichtwellenleiter präzise zu halten und auszurichten und andererseits gleichzeitig den elektrischen Kontakt herzustellen. Diese sehr einfache Anordnung stellt die gewünschten Verbindungen funktionsmäßig her und ist bei den in den Unteransprüchen angegebenen konstruktiven Ausgestaltungen auch sicher gegen Berührung spannungsfüh-
render Teile durch den Benutzer. - - c-
Im folgenden wird die Neuerung anhand zweier Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 Eine Prinzipskizze der Steckverbindung nach der Neuerung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der in Figur 1 verwendeten Hülse;
Fig. 3 einen Querschnitt eines bei der Neuerung verwendeten Kabels;
Fig. 4 eine Prinzipskizze eines 2/2-poligen Steckers nach der Neuerung;
Fig. 5 einen Schnitt einer 2/2-poligen Buchse mit Kabelanschluß ;
Fig.6 2/2-polige Buchse mit aktiven Bauelementen;
Die Steckverbindung gemäß Fig. 1 zeigt zwei Kabelenden 1 und 2, die je mindestens einen ummantelten Lichtwellenleiter 3 bzw. 4 und mindestens je einen ummantelten elektrischen Leiter 5 bzw. 6 enthalten. Die Ummantelung besteht aus flexiblem Kunststoff wzb. PVC. Die Steckverbindung besitzt zwei Steckerstifte 7 und 8, die im wesentlichen zylindrisch sind und je eine koaxiale Längsbohrung 9 bzw. 10 aufweisen, in die der Lichtwellenleiter samt seiner Ummantelung eingeführt und durch eine nicht dargestellte Klebemasse verankert ist. Die aufeinander zuweisenden, vorderen Ende dieser Bohrungen 9, 10 verjüngen sich spitz zulaufend und enden in einen kurzen Abschnitt 11 bzw.12, dessen Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des Lichtwellenleiters ohne Ummantelung entspricht. Die freien Enden der Lichtwellenleiter sind bis zur Stirnfläche
13 bzw. 14 der Steckerstift« 1 bzw* 8 geführt( ;so daß sie sich berühren, wenn die Stirnflächen 13 und 14 der Steckerstifte 7 und 8 bei koaxialer Ausrichtung aneinanderstoßen. Die Endflächen können dabei ballig geschliffen sein.
Um diese koaxiale Ausrichtung zu erreichen, werden die beiden Steckerstifte 7 und 8 in eine Hülse 15 von deren beiden Öffnungseiten her eingeführt. Um eine einwandfreie Ausrichtung der Lichtwellenleiter 3 und 4 und damit der Stifte 7 und 8 zu erreichen, ist die Hülse 15 in Axialrichtung geschlitzt (vgl. Fig. 2), so daß sie sich beim Einführen der Steckerstifte 7 und 8 geringfügig aufweiten kann und die Steckerstifte somit spielfrei in der Hülse 15 geführt sind.
Beide Steckerstifte 7 und 8 weisen in dem außerhalb der Hülse 15 liegenden Abschnitt einen radial vorstehenden Bund 16 bzw. 17 auf, an welchem je eine Feder 18 bzw. 19 abgestützt ist. Das jeweils andere Ende der Federn 18 und 19 ist an einem nicht dargestellten Teil der Steckverbindung, abgestützt. Die beiden Federn 18 und 19 drücken die zugehörigen Steckerstifte 7 und 8 gegeneinander, so daß deren Stirnflächen 13 und 14 ständig unter Federkraft in Kontakt zueinander stehen. Die Hülse 15 ist schwimmend, d.h. beweglich gelagert, damit ein Verkanten dar Steckerstifte vermieden wird.
Durch die bisher beschriebene Anordnung werden die beiden Lichtwellenleiter 3 und 4 miteinander gekoppelt. Zusätzlich sollen durch diese Anordnung auch die elektrischen Leiter 5 und 6 elektrisch miteinander verbunden werden. Zu diesem Zwecke sind im Ausführungsbeispiel der Figur 1 die beiden Steckerstifte 7 und 8 und die Federn 18 und 19 aus elektrisch leitfähigem Material, wobei die freien Enden der elektrischen Leiter 5 und 6 in diesem Ausführungsbeispiel mit den Federn 18 bzw. 19 verbunden sind, beispielsweise durch Löten, Schweißen oder sonstige bekannte Verbindungsmittel. Da
die beiden Stirnflächen 11 "und ,14 dar "Steckerstifte 7 und 8 ständig in federvorgespanntem Kontakt zueinander stehen, wird bereits hierüber eine elektrisch leitende Verbindung geschaffen.
Zur weiteren Verbesserung dieser elektrischen Verbindung ist auch die Hülse 15 aus elektrisch leitfähigem Material, so daß nicht nur die Stirnflächen 13 und 14 für die elektrische Verbindung sorgen sondern auch die in der Hülse 15 befindlichen Mantelflächen der Stifte 7 und 8.
Die Stifte 7 und 8 sowie die Hülse 15 haben hiermit eine DoppeIfunktion, nämlich nicht nur für die Herstellung der optischen Verbindung zu sorgen sondern auch für eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Leitern 5 und 6.
Fig. 2 zeigt eine perspektische Ansicht der Hülse 15 und verdeutlicht den in Axialrichtung verlaufenden Längsschlitz 18 * .
Fig. 3 zeigt schematisch einen Schnitt des Kabels 1, in dessen Kunststoffmantel 19 zwei Lichtwellenleiter 3 und 3* und zwei elektrische Leiter 5 und 5&lgr; angeordnet sind. Die Lichtwellenleiter und die elektrischen Leiter sind jeweils mit einer Ummantelung 20, 20x bzw. 21, 21&lgr; versehen. Eine gegenseitige Störung der Leiter ist nicht zu befürchten, da Lichtwellenleiter gegenüber elektromaggnetischen Störungen unempfindlich sind, so daß die elektrischen Leiter 5 bzw. 5&lgr; auch ohne Beeinträchtigung der Datenübertragung auf den Lichtwellenleitern höhere Spannungen oder Ströme führen können.
Fig. 4 und 5 zeigen schematisch die Draufsicht einer 2/2-poligen Steckverbindung (zwei optische und zwei elektrische Pole) für FDDI-Netze. Diese Steckverbindung weist eine Buchsenanordnung 29 und eine Steckeranordnung 30 auf. Diese sind so gestaltet, daß sich der Stecker nur in einer
Orientierung in die Buchse stecken läßt. Die Budhsenanordnung kann zum Beispiel in einer Wanddose oder einer geräteseitigen Dose angeordnet sein, während die steckerseitige Anordnung 3 0 am Ende eines Verbindungskabels 1 angebracht ist. Die steckerseitige Anordnung 3 0 weist ein Gehäuse 21 auf, in welchem ein Paar von Steckerstiften 7 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 angeordnet ist, das in der oben beschriebenen Weise mit den Lichtwellenleitern 3, 3y und den elektrischen Leitern 5, 5&Lgr; verbunden ist. Zur beweglichen Halterung der Steckerstifte weist das Gehäuse 21 pro Steckerstift Führungsstege 22 und 23 auf, wobei sich die Feder 18 an dem Steg 22 einseitig abstützt. Der umlaufende Bund 16 des Stiftes 7 ist an dem Steg 23 abgestützt. Damit ist der Stift 7 beweglich geführt. Das Gehäuse ist zur Steckerseite hin offen, und die Stifte sind soweit versenkt, daß sie von außen nicht durch eine Hand oder einen Finger berührt werden können.
Die Buchsenanordnung 29 ist für den Kabelanschluß 2 in ähnlicher Weise aufgebaut, wobei dort die Hülse 15 vorhanden ist, in die der Stift 7 eingeführt wird. Auch dort ist durch entsprechende Stege 26 die Feder 19 abgestützt. Durch entsprechende Ausformung des Gehäuses wird 27 die Außenseite der Hülse 15 gegen Berührung gesichert und gleichzeitig mit Spiel geführt. Die Buchsenanordnung weist hier eine Ausnehmung auf, deren Grund 28 als Anschlag für die Vorderseite des Gehäuses 21 der Steckeranordnung dient. Eine nicht gezeigte Arretierung hält den Stecker in der Buchse.
Fig. 6 zeigt eine Variante der Buchsenordnung, hier mit aktiven Bauelementen, wie einem Sender (LED) 32 und einem Empfänger (Photodetektor) 33. Sie kann z.B. in Tischgeräten eingebaut werden.
Die Steckerstifte 7 werden in Vertiefungen des Gehäuses so geführt, daß sie bis fast an die aktiven Elemente eindringen können. Die Feder 18 des Steckers 30 wird dabei
nicht komprimiert. Die elektrisch Verbindung zu den Steckerstiften 7 wird hier durch Kontaktfedern 31 hergestellt, die so angeordnet sind, daß sie die eingeführten Steckerstifte 7 seitlich berühren. Durch die Gestaltung des Gehäses 27 sind diese Kontaktfedern auch gegen Berührung geschützt.

Claims (1)

  1. Anmelder:
    Hanns-Peter Hubmann
    Widenmayerstr. 50
    München 22
    T16-15-DE 25. März 1992
    vB/dr
    Opto-elektrische Steckverbindung
    Schutzansprüche
    1. Optoelektrisch^ Steckverbindung für Lichtwellenleiter und elektrischen Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung (7, 8, 15; 7, 31, 32) der Lichtwellenleiter (3, 4) und die Steckverbindung (7, 8, 15; 7, 31, 32) der elektrischen Leiter (5, 6) integriert zueinander angeordnet sind.
    2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (3, 4) koaxial im inneren von Steckerstiften (7, 8) aus elektrisch leitfähigem Material angeordnet sind und daß die elektrischen Leiter (5, 6) mit den Steckerstiften (7, 8) elektrisch verbunden sind.
    . Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (15) aus elektrisch leitfähigem Material vorgesehen ist, zur Aufnahme der beiden
    /!.?r-"s &ldquor;■'".'■■■'■&bull;r ."·.,,■'..
    Steckerstifte (7, 8)-l· "--.'-,,," >..-"■.■:-■-
    4. Steckverbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Leitern (5, 6) und den Steckerstiften (7, 8) durch Federn (18, 19) hergestellt ist, die die beiden Steckerstifte gegeneinanderdrücken.
    . Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (15) in Axialrichtung mit einem Längsschlitz (18y) versehen ist.
    6. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerstifte (7, 8) mit Spiel gegenüber ihrer Halterung (22, 23); (26, 27) schwimmend gelagert sind.
    . Steckverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Hülse (15) schwimmend gelagert ist.
    8. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Leitern (5, 6) durch einen Federkontakt (31) hergestellt ist, der den zugeordneten Steckerstift (7) seitlich kontaktiert.
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