专利名称：光学短路插件和光学短路插头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种短路插件和短路插头，尤其涉及一种用于诊断接口(diagnostics interface)或光学数据库系统中设备的位置标志符(deviceplaceholder)的短路器械。
背景技术：
总线系统越来越多地用于机动车中分别连接不同部件或设备的配线场合。多个部件一般以通常所说的环形总线(ring bus)的方式彼此连接。以环形方式彼此连接的各部件通过导线或光纤彼此交换它们的数据。在常规的环形总线中设置一诊断接口，以进行例行试验，例如检查各部件的功能以及搜索光环总线(optical ring bus)中有问题的部件。在正常的工作过程中，将一桥接插头插入该接口中，以桥接或短接该接口，由此完成环形总线的环路。为了进行诊断，需撤去该桥接插头，使诊断接口易于耦合到诊断或测试设备上。
一般的光学短路插头例如在DE3544137A1、US4982083A和US5076688A中有所描述。DE4428855A1中提出的一种光学短路插头用于短接两个光学装置，它包括一短路光纤，该短路光纤的每一端都被一个用于耦合到光学装置上的触针所接纳。这些触针用作分隔部件，它们被包裹在一个弹性材料的套管中。在触针安装的过程中，套管变形，产生一限定的作用力并且用于公差补偿。
最后，在DE19951257A1中公开了一种用于桥接光学总线系统中开启或未配置好或断开的插头连接件的光学连接插头。这种光学连接插头有一插头壳体，该插头壳体有一插头区，借助该插头区，连接插头可以插到插头端部上。在该插头壳体内模制一槽，一带有附加纤维端头套管的光纤布设在该槽中。
发明内容
然而，人们仍需要提供一种紧凑的光学短路插件和与之相应的短路插头。如下文将要描述的那样，本发明可解决所述问题。
通常在一环形结构内设置所述光学数据总线系统的诊断接口。该诊断接口有一带有两个光纤开口端头的设备插头。根据本发明一实施方式，将这些光纤端头接至一短路插头上，以使所述光学总线系统正常工作。也可选择将这些光纤端头接至一用于检查光学数据总线系统的诊断或测试设备的诊断插头上。这种在光环结构内部用于连接一诊断或测试设备的其他光学耦合位置(诊断接口)可以对环形结构中彼此用导线连接的所有部件和对该环形结构本身的光纤进行快速诊断，而无需一个与数据总线实际隔开的部件。在数据总线系统的工作状态下(正常工作)，所述短路插头被插入到所述光耦合位置上，以使环形结构闭合。该短路插头可人工插卸。
根据本发明，一种示例性的光学短路插头具有一光纤部，该光纤部在一塑料壳体内部弯曲到180度的弧度。将该光纤模制成一开口的U形，其两条腿彼此平行。重要的是，插入所述短路插头时，环形总线的衰减应不明显增加。
根据这种光环总线结构，一种多组分玻璃适用于这种光纤。这种多组分玻璃在加热的情况下可发生塑性变形，按要求弯曲成180度。作为替代，也可以采用一种由混合纤维束构成的多芯玻璃纤维。对于这种光学纤维来说，重要的是有所谓的包覆层(例如，由折射率比纤芯的折射率低的玻璃构成的外层或外皮层)。对于多芯玻璃纤维来说，纤维束的每一根单独的纤维都配有一外皮或一外皮层。具有带包覆层的玻璃的光纤需要大约2mm的最小弯曲半径。如果半径小于该最小弯曲半径，那么光纤中的反射特性将受到损害。弯曲半径小于5mm的光学短路插头比较小巧，因此可以毫无问题地安放在例如一辆机动车中的几乎任何一个所期望的位置。
以下将结合附图所描绘的实施方式对本发明作更详细的说明。这些附图中图1A是本发明一实施方式的短路插件的侧视图；图1B是图1A中短路插件的平面图；图2是图1A和1B中短路插件的透视图；图3是图1A、1B和2中短路插件的剖面图，它示出了嵌入该短路插件一承载件中的光纤；图4和5分别是本发明一实施方式的带有一短路插件的短路插头的侧视图和平面图，所述短路插件被推入封装一插头的壳体内；图6是所述推入封装插头的壳体内的短路插件的透视图；图7是图4、5和6中短路插头的透视图，它示出了用来将短路插件固定在封装插头的壳体内的锁定插件；图8至10分别是侧视图、平面图和透视图，它们示出了接至一中间元件的短路插件；图11至13分别是侧视图、平面图和透视图，它们示出了本发明另一实施方式的短路插件，该短路插件被推入封装一插头的另一种壳体内。
具体实施例方式
本发明的一示例性实施方式的短路插件2示于图1和2中。短路插件2有一矩形头部区27，并有两个垂直向外伸出的插接柱22，从而形成插头区21。每一个插接柱22都有基本上为圆柱形的外形，其直径从稍小于头部区27的高度渐缩到更小的直径，它们各自带有一个或两个凸起的锁定环44、45，其中第一锁定环44带有一锁定座或锁定凸缘41，该锁定座或锁定凸缘用来将短路插件锁定在相应插头壳体4(图4中所示)的插槽内。光纤端头26位于插接柱22的端面上。光纤端头26与插头壳体4内相应的对接面(counter-surfaces)相配合，以分别实现信号耦合或信号的非耦合。
右边插接柱22上的第一锁定环44(图2中所示)起一次固定(primarysecuring)封装在插头壳体4内的短路插件的作用，该锁定环44可以方便地锁定在相应的封装插头的壳体的接纳区中的相应槽中。(二次固定由位于两插接柱22上相同高度处的第二锁定环45承担。)第一锁定环44用来固定短路插件2，以防其掉出插头壳体4，但却无法阻止短路插件2被拔出插头壳体4。
可通过二次固定构件防止短路插件2被拔出。在图4、5、6、11、12和13中，第二锁定环45紧夹住插头壳体4以提供二次固定。在图8、9和10中，用槽28提供二次固定。
在本发明的一个示例性实施方式中，如图4、5、6、11、12和13所示，通过第二锁定环45与一锁定插件46(图4和6中所示)之间的相互作用提供二次固定。将锁定插件46推入插头壳体4内的一插口47(图6中所示)中。当将短路插件2插入插头壳体4时，锁定插件46啮合在第二锁定环45后面，从而防止短路插件2被拔出插头壳体4。
在本发明的另一示例性实施方式中，如图8、9和10所示，通过槽28与一被推过(pushed over)插头壳体4的金属弹性件6之间的相互作用提供二次固定。当将短路插件2推入插头壳体4内时，弹性件6与槽28啮合，从而防止短路插件2被拔出插头壳体4。
再参见图4至7，这些图示出了短路插件2被推入插头壳体4内的情况。当将锁定插件46推入预定的插口47内时，通过该锁定插件提供对短路插件2的二次固定。在将锁定插件46完全推入插口47内之前，移动该锁定插件使之与插口47对准。在图4至6中，锁定插件没有完全推入插口47内。在完全推入的状态下，锁定插件46可以伸入插口47内，直到与其齐平为止。
图4至6中安装了短路插件2的插头壳体4构成一用于诊断设备(图中未示出)的诊断插头的配合件(counter-piece)(即，代用件)。为此，插头壳体4有一插接槽。采用这种插入到插头壳体4的插接槽内的环形总线(未示出)诊断插头(未示出)可以基本上无衰减地将信号从光纤端头26传输到诊断插头的光纤端头(未示出)。
图3示出了具有一处于承载件29内的弯曲光纤部23的短路插件2。光纤部23的两直部分25分别装在两插接柱22内，所述直部由位于插件2头部区27内的一弧形部分24连接在一起。弧形部分24被弯曲成180度，以使两直的部分25的光纤端头26彼此平行。
短路插件2的承载件29可以例如由模制有光纤部23的喷射成型塑料构成。作为替代，承载件29也可以由两个对开的塑料壳体构成，在插入光纤部23之后，将这两个对开的塑料壳体彼此粘结或互锁。
光纤部23可以例如由带有包覆层的多组分玻璃构成，使所述玻璃预先受热而变成所期望的形状，从而可以保持承载部件29中没有应力。作为替代，光纤部23也可以由一种多线(multi-conducter)玻璃纤维(即众所周知的多芯玻璃纤维)构成。所述多线玻璃包括许多细的单纤维，可用机械方式将它们组合起来形成纤维束。可以根据所要求的应用(即，被短接的环形总线的结构)选用光纤部23的这些实施方式中的任一种。包覆层用来在光纤的芯与外皮之间产生不同的折射率，以便减少因不希望的断开而导致所传输的信号衰减。
光纤部23的尺寸应能在不明显增大信号衰减的情况下提供光耦合。更希望有很小的外壳以适应空间有限的各种应用。本申请的发明人已经确定，这些目标可以通过控制短路插件2中某些尺寸来实现。在一示例性实施方式中，光纤的厚度约为1mm，光纤端头26之间的中心距离约为6mm。短路插件2的总长度约为25mm，其头部区27的长度和宽度都约为5mm。在下部插接区21中，插接柱22的常用直径约为3mm。在上部区域中，插接柱22的直径可以接近等于头部区27的宽度(约为5mm)。所得到的头部区27中光纤部23的弧形部分24的弯曲半径约为3mm。采用这一弯曲半径，不会因非耦合光而形成显著的信号衰减。
所述包覆层玻璃的优选折射率约为1.6。芯玻璃的优选折射率约为1.5。多芯光纤中单根光纤的直径优选在大约30与70μm之间，更优选约为50μm。包覆层的厚度优选约为3μm。根据本发明，装在插头中弯曲到180度的光纤中信号衰减优选小于4dB。
参照图8至10，这些图示出了具有插头壳体4的短路插件2的另一种连接方式。这种连接方式主要是为两导线之间的连接而设计的。可将一中间件推入插头壳体4内，在此中间部件中嵌入相应的光纤端头(未示出)。这些光纤端头与短路插件2的光学端面28光耦合。
图11至13示出了被插入另一实施方式的插头壳体4中的短路插件2。在此情况中，可将插头侧连接到母连接件上，用作一设备的位置标志符。在本实施方式中，通过可插入插口47中的锁定插件46提供二次固定。这些附图所示出的插头壳体4优选为隐藏式安装设计。
权利要求
1.一种用于装入一插头壳体内的光学短路插件，其有一插接区(21)，该插接区(21)有两个互相平行的光纤部(23)的光纤端头(26)，其中所述光纤部(23)被弯成180度，其特征在于所述光纤部(23)有一弯曲的纤维部分，所述纤维包括带有包覆层的多组分玻璃芯或带有包在一塑料承载件(29)内的包覆层的多芯玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述的光学短路插件，其特征在于所述塑料承载件(29)完全包围除光学端面(26)之外的光纤(23)，并且所述插件有一个或多个用来将所述短路插件(2)一次固定和二次固定在一插头壳体(4)内的凸缘(41)。
3.根据权利要求1或2所述的光学短路插件，其特征在于所述光纤部(23)相互平行的两直的部分(25)有一小于10mm的中心距离。
4.根据权利要求1、2或3所述的光学短路插件，其特征在于所述光纤部(23)相互平行的两直的部分(25)有一约6mm的中心距离。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的光学短路插件，其特征在于所述光纤部(23)包括一厚度约为1mm的多组分玻璃。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的光学短路插件，其特征在于所述光纤部(23)包括厚度约为1mm的多线玻璃纤维。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的光学短路插件，其特征在于所述光纤部(23)包括在每一个芯上都有包覆层的多芯玻璃纤维。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的光学短路插件，其特征在于所述包覆层的折射率约为1.6，而芯的折射率约为1.5。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的光学短路插件，其特征在于所述芯的直径在大约30与70μm之间，而包覆层的厚度约为3μm。
10.根据权利要求1至8中任意一项所述的光学短路插件，其特征在于所述芯的直径约为50μm，而包覆层的厚度约为3μm。
11.一种光学短路插头，具有一包围插头的插头壳体和一根据权利要求1至9中任意一项所述的短路插件，所述短路插件装在所述插头壳体(4)内。
12.根据权利要求11所述的光学短路插头，其特征在于所述短路插件(2)有一将短路插件(2)固定在插头壳体(4)内的一次固定机构(44)。
13.根据权利要求11或12所述的光学短路插头，其特征在于所述短路插件(2)有一将短路插件(2)固定在插头壳体(4)内的二次固定机构(45)。
14.根据权利要求11至13中任意一项所述的光学短路插头，其特征在于所述插头壳体(4)有一将光学短路插头与一辅助插接连接件相固定的锁定构件。
15.根据权利要求11至13中任意一项所述的光学短路插头，其特征在于所述插头壳体(4)是一接插件。
16.根据权利要求11至13中任意一项所述的光学短路插头，其特征在于所述插头壳体(4)能够装入一插接件中。
全文摘要
本发明公开了一种用于装入一插头壳体内的光学短路插件，它带有一插接区21，该插接区21有两个互相平行的光纤部23的光纤端头26。在光纤端头26中间的光纤部23的弯曲区24被弯成180度。光纤部23有一弯曲的纤维部分，所述纤维由带有包覆层的多组分玻璃芯或带有包在一塑料承载件29内的包覆层的多线玻璃纤维构成。本发明还公开了一种光学短路插头，它带有一包围一插头的插头壳体和一能被推入其中的光学短路插件。
文档编号G02B6/38GK1492251SQ0315495
公开日2004年4月28日 申请日期2003年8月25日 优先权日2002年8月30日
发明者皮亚·科普夫, 乔基姆·哈恩, 鲁道夫·孔斯特曼, 米奎尔·塞登费登, 哈恩, 塞登费登, 孔斯特曼, 皮亚 科普夫 申请人:蒂科电子Amp有限责任公司, 舱壁玻璃公司