DE2731863A1

DE2731863A1 - Verfahren zum verbinden optischer fasern und kupplung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2731863A1
Application number: DE19772731863
Authority: DE
Inventors: Pierre-Alain Benoit; Gilbert Widmer
Original assignee: Kabelwerke Brugg AG; Nexans Suisse SA; Cableries et Trefileries de Cossonay SA
Current assignee: Kabelwerke Brugg AG; Nexans Suisse SA
Priority date: 1976-07-20
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1978-02-02
Also published as: JPS5635846B2; FR2359434B1; CH601820A5; DE2731863C2; GB1526649A; US4183616A; FR2359434A1; JPS5312632A

Description

12. Kupplung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie achsiale Bohrungen zur Aufnahme von Verbindungssteckern für die beiden zugehörigen Kupplungen besitzt.

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DtpL-Phys.U.M.Haft β München 22. dtn 14. Juli 1977

ι- Maximilianstr.

^J Tel. 29 4818

Societfe d¹Exploitation des Cables Electriques Systeme Berthoud Borel & Cie Cortaillod

S.A. des CSbleries et Trefileries

, _ Cossonay

de Cossonay ^J

Kabelwerke Brugg A.-G. Brugg

(alle Schweiz)

Verfahren zum Verbinden optischer Fasern und Kupplung zur Durchführung des Verfahrens

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Bankmrbindung: ConniMRbwik Mönchen BLZ 70040041. Konto Nr. 3720310 8. W. I. F. T. - Cod· COBAOEFF 700; PoatKhackamt MOnohwi, Konto Nr. 33131- MI

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbindung zweier Gruppen optischer, ummantelter oder mit einer Schutzschicht versehener Fasern sowie eine Kupplung zur DurchfUhrung des Verfahrens.

Im Allgemeinen bezeichnet man als Kupplung für optische Pasern eine Vorrichtung, die einen Teil einer zerlegbaren Vorrichtung bildet, die aus zwei zusammengehörenden Teilen besteht, von denen Jeder zum Festhalten eines Endes von einer oder mehreren optischen Fasern dient. Die Vereinigung der beiden Kupplungsteile erlaubt die gegenseitige starre Verbindung der zusammengehörigen Fasern zur Sicherung einer optimalen Lichtübertragung zwischen den Faserbündeln.

Die Herstellung von Kupplungen für optische Fasern wirft außerordentlich mißliche Probleme auf, da nämlich die Seele einer optischen Faser einen Durchmesser in der Grössenordnung von einigen Mikron besitzt und der geringste Fluchtungsfehler zwischen den zu verbindenden Fasern bedeutende Lichtverluste zur Folge hat.

Aus diesem Grund gab es in der früheren Fachtechnik ganz allgemein nur verhältnismäßig komplizierte Vorrichtungen, die nur im Betriebslaboratorium montiert und zusammengestellt werden konnten.

Die vorliegende Erfindung trachtet, eine Verbindung von ausgezeichneter Qualität dank eines hervorragenden Fluchtens der Fasern mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung sicherzustellen, die einfach sind und den Bedin-

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{jungen der Montage der gebräuchlichen optischen Fasern entsprechen, z.B.an der Arbeitsstelle und nicht nur im Laboratorium. Im Besonderen trachtet die vorliegende Erfindung, ein Verbindungsverfahren zu liefern, bei dem die optischen Fasern in eine Kupplung eingelegt werden können , ohne daß der freigelegte Teil der Fasern berührt werden muß.

Zu diesem Zweck setzt sich das Verfahren zur Verbindung von optischen Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung aus Arbeitsschritten zusammen, die darin bestehen, die nicht freigelegten optischen Fasern der zu verbindenden Gruppen in Längsnuten einer entsprechenden Halterung anzuordnen, wobei das Ende der Fasern zum Teil auf jener Seite aus der Halterung herausragt, an der die Verbindung erfolgen soll, die optischen Fasern in den Nuten der Halterung mittels mindestens einem Klemmstück festzuhalten, die aus der Halterung ragenden Endstücke der Fasern von ihrer Ummantelung zu befreien, die optischen Fasern in den Nuten so zu verschieben, daß ein Teil der bloßgelegten Zone «in Stück der Länge der Nuten belegt, und die nicht bloßgelegten als auch die bloßgelegten Teile der Fasern durch das Klemmstück in ihrer Lage zu fixieren, die Ebene am Ende jeder Zusammenstellung Halterung-Fasern zu polieren und die so behandelten Zusammenstellungen Halterung-Fasern zu vereinigen·

Die Kupplung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer «it Längsnuten versehenen Halterung, einem ersten Klemmstück und Einrichtungen zu dessen Befestigung ober-

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halb eines Teils der Länge der Nuten an der der Verbindung gegenüberliegenden Seite, um die nicht freigelegten Fasern im entsprechenden Nutenteil festzuhalten und zu fixieren, und einem zweiten Klemmstück und Einrichtungen zu dessen Befestigung oberhalb eines Teils der Länge der Nuten an der Verbindungsseite, um die freigelegten Fasern im entsprechenden Nutenteil festzuhalten und zu fixieren, wobei der Grund der Nuten der Halterung am Ende der Verbindungsseite V-förmigen Querschnitt hat · und das zweite Klemmstück am zugehörigen Endteil einen Kammbügel mit Längsrippen besitzt, welche das Gegenstück zu besagten Nuten bilden und aus einem Stoff bestehen, der durch den auf die optischen Fasern bei ihrem Einklemmen ausgeübten Druck verformbar ist·

Als bloßes Beispiel zeigt die beiliegende Zeichnung eine Ausführungsform einer Kupplung gemäß der Erfindung.

Fig.1 ist eine Gesamtansicht der Kupplung,

Fig·2 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf die Halterung der Kupplung nach Fig.1,

Fig.3 ist eine perspektivische Ansicht von unten auf das erste Klemmstück der Kupplung nach Fig.1, und

Fig.^ ist eine perspektivische Ansicht von unten auf das zweite Klemmstück der Kupplung nach Fig.1.

Wie in Fig.1 dargestellt besteht die Kupplung aus drei Hauptteilen, einer Halterung 1, einem ersten Klemmstück und einem zweiten Klemmstück 3*

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Wie Fig.2 zeigt, besitzt die Halterung 1 offensichtlich parallele Längsnuten, von denen jede in drei Hauptabschnitte h, 5 und 6 unterteilt ist. Diese Nuten sind dazu bestimmt, schließlich die teilweise bloßgelegten optischen Pasern aufzunehmen, der Nutenabschnitt h erhält einen Teil der ummantelten Faser und die Abschnitte 5 und 6 ein Endstück der bloßgelegten gleichen Faser, Nichtsdestoweniger haben die Abschnitte 5 und 6 in ihrem oberen Teil eine genügende Breite, um ein vorheriges Einlegen der nicht bloßgelegten Fasern zu erlauben·

Das Ende der Nut in Bereich 6, d.h.in den der Ebene am Ende, auf dessen Niveau die Verbindung der beiden Kupplungshälften stattfinden muß, nächsten Bereich, ist V» förmig und gestattet daher ein genaues Einlegen des bloßgelegten Fasernteils am Ende der Nut·

In der Halterung 1 ist zwischen den Abschnitten 5 und 6 der Längsnuten eine Quernute 7 vorgesehen, deren Funktion im Folgenden in Verbindung mit der Beschreibung des zweiten Klemmstückes 3 erklärt werden wird. Die Halterung 1 besitzt ebenfalls die Nuten 8, 9 und 1o, um ein genaues Einlegen des ersten Klemmstücks in diese Halterung zu erlauben. Die beiden Gewinde 11 und 12 erlauben die Befestigung des ersten bzw·zweiten Klemmstücks auf der Halterung 1.

Die Stecker i4a und i4b sind in den Bohrungen an der Vor*» derseite der Kupplung befestigt, um in entsprechende Bohrungen einer anderen Kupplung eingeführt werden zu können» Vorzugsweise sind diese Stecker Röhrchen, die mit einem

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Innengewinde versehen und in dun Kupplungen mittels Schrauben befestigt sind, weiche in die in den Halterungen eingearbeiteten Bohrungen 13 eingelassen sind. Die beiden Stecker haben vorzugsweise verschiedene Durchmesser, um ein Vertauschen der Kupplungen zu vermeiden.

Fig.3 zeigt eine Ausführungsart eines ersten Klemmstücks, das über dem hinteren Teil anzuordnen ist, d.h.an der der Verbindungsseite abgewendeten Seite der Halterung Dieses Klemmstück 2 besitzt die Positionsleisten 2o, 21 und 23» die dazu bestimmt sind, die genaue Lage des Klemmstücks auf der Halterung zu gewährleisten. Als Folge der Befestigung des Klemmstücks 2 auf der Halterung 1 drücken die Leisten 2o und 21 auf die in den Nutenabschnitten k liegenden» mit einer Ummantelung versehenen Teile der optischen Fasern. So können die Fasern durch Zusammendrücken ihrer Ummantelung festgehalten oder blockiert werden. Bei der gezeigten Ausführungsart besitzt das erste Klemmstück 2 eine Mittelbohrung 2k, die zur Befestigung dieses Stücks mittels einer Schraube dient, welche zum Gewindeloch 11 der Halterung gehört·

Fig.k zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten Klemrastücksf das über der Vorderseite anzuordnen ist, d.h.an der Verbindungsseite der in Fig.2 gezeigten Halterung 1» Dieses Klemmstück 3 besteht aus einem ersten Stück 3o mit einem starren Teil und einer Mittelbohrung 31» die zum Gewindeloch 12 der Halterung das Gegenstück bildet. Auf diesem ersten Stück 3o ist ein zweites Stück 32,z»B. aus Plexiglas,befestigt,da9 einen Kamm aus den Längsstegen 3k

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besitzt· Andererseits sind noch die Län^sstege 33 in der Verlängerung der Stege Jk angeordnet. Die Ste^e 33 und Jk haben die entsprechenden Komplementärformen zu den Nuten 5 und 6, mit dem Zweck, die bloßgelegte Verlängerung der in den Nutenteilen k liegenden ummantelten Pasern zu blockieren·

Ale Beispiel können die Stege 33 einen offensichtlich rechteckigen Querschnitt aufweisen, demgegenüber die Nutenteile 5 einen dazupassenden, ebenfalls rechteckigen Querschnitt besitzen» Die Stege Jk haben an ihrem Ende eine V-Fora, die komplementär ist zu den Nutenteilen 6, deren Grund V-Form hat· Auf diese Art nehmen die bloßgelegten Teile der Fasern in der Verbindungsebene an der Vorderseite der Kupplung eine genaue Lage ein. Man sieht, daß beim Anbringen des zweiten Klemmetiicks 3o an der Halterung 1 der Fig.2 die Stege 33 und Jk, gemeinsam mit den Nuten 5 und 6, «lie seitliche Lage des Klemm— Stückes gegenüber der Halterung bestimmen.

Mindestens ein Quersteg 35, z.B.aus Plexiglas, ist zwischen den Stegen Jk und 33 angeordnet, um die relative Längslage der Halterung 1 zum zweiten Klemmstück J festzulegen· Der Steg 35 und die zugehörige Nut 7 haben ebenfalls den Zweck» die passende Lage der Fasern am Grund der V-förmigen Nuten 6 zu gewährleisten. Deim NichtVorhandensein dieses Steges 35 und wegen des geringen Durchmessers der optischen Paser wäre es in der Tat möglich, daß sich die Fasern zwischen den schrägen Endflächen der Stege 3^ und Jenen am Grund der entsprechenden Nuten 6 verklemmen.

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Dank des Stegs 35 ergibt sich zunächst ein Druck auf die Fasern, der sie auf den Boden der Nuten drückt bevor die Oberkanten der Stege 3k die Pasern pressen und festhalten· Das Material, aus dem der Körper der Stege 33 und 3k und der Steg 35 bestehe9,ist unter dem auf die optische Paser beim Anschrauben des Klemmstlicks an die Halterung ausgeübten Druck verformbar. Das vordere Ende der Halterung 1, das die Nutenteile 6 enthält, ist jener Teil, der mit größter Genauigkeit zu bearbeiten ist, um eine genaue Lage der Pasern in der Kupplung zu bestimmen. Demzufolge kann die in Fig.2 dargestellte Halterung 1 aus zwei Teilen bestehen, einmal aus einem vorderen Abschnitt von der Länge der Nutenteile 6 des Stücks 1, der aus einem Plättchen aus bearbeitetem Hartmetall besteht, und weiters aus dem übrigen Teil 1, der aus einem Metall oder gespritztem Kunstharz gegossen sein kann.

Di· Klemmetücke 2 und 3 können ebenfalls aus einem Gußoder Spritzgußmaterial bestehen. Diese Ausführungsart erlaubt eine besonders einfache und wirtschaftliche Herstellung der Kupplung. Andererseits sieht man, daß bei der dargestellten Ausführung die einmal zusammengebaute Kupplung einen Zylinder bildet, d.h., daß jeder Teil einen offensichtlich halbkreisförmigen Querschnitt hat· Die Kupplung kann, wohlgemerkt, auch eine andere als zylindrische Form haben, z.B.einen rechteckigen Querschnitt· Man sieht auch, daß im Falle einer rechteckigen Kupplung die Aneinanderreihung mehrerer identischer Kupplungen zur Verbindung einer großen Anzahl Fasern besonders ein-

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fach ist·

Bei der Befestigung des zweiten Klemmetücks 3 on der Halterung 1 ist es wichtig, daß die Klemmung zuverlässig in erster Linie am vorderen Ende der Kupplung erfolgt, d.h. in Nähe der Verbindungsebene. Zu diesem Zweck wird die Bohrung 31 des Teils 3° nicht senkrecht zur Ebene der Oberkanten der Stege 33 und 3*» sein können sondern mit der Normalen einen kleinen Winkel einschließen, sodaß die Stege vor jeder Formänderung während des Klemmens gegenüber der Sohlenebene der Nuten 5 und 6 leicht geneigt sind. Durch eine Neigung der Ebene der Oberkanten der Stege und/oder der Sohlenebene der zugehörigen Nuten gegenüber der Kupplungsachse kann der gleiche Effekt erzielt werden, wobei die Befestigung normal zu dieser Achs· erfolgt· Der Teil 32 ragt vorzugsweise etwas über die Vorderseite des Teils 3<> hinaus. Auf diese Weise wird dieser Teil zu Beginn des Fertigpolierens gleichzeitig mit den Faserenden poliert.

Der Einbau einer Gruppe optischer Fasern in eine Kupplung, wie sie vorhergehend beschrieben wurde, besitzt den Vorteil großer Einfachheit und vermeidet jede direkte Manipulation mit den bloßliegenden Teilen der Fasern·

Gemäß vorliegendem Verbindungsverfahren wird die Halterung 1 festgehalten, zum Beispiel durch Aufspannen auf eine Unterlag·· Die in die Kupplung einzulegenden optischen Fasern werden in nicht bloßgelegtem Zustand in die Nuten dar Halterung 1 gelegt, wobei ein Teil der Fasern über die Vorderseite der Kupplung hinausragt. Diese Fasern

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werden dann in der Kupplung festgehalten, indem die beiden Kienunstücke 2 und 3 in ihre Lage gebracht v/erden. Das zweite Klemmstück wird jedoch sehr wenig angezogen da die dort gelagerten Pasern nicht auf die Sohle der V-förmigen Nuten gelangen können, weil sie nictt bloßgelegt sind. Man legt nun die Fasern an ihrem Endteil außerhalb der Kupplung bloß und zieht die Fasern, nach einem leichten Lösen des ersten Klemmetiicks 2, nach rückwärts bis die Grenze zwischen den bloßgelegten und dem ummantelten Teil Jeder Paser in die Zwischenstellung zwischen den Nutenteilen k und 5 der Halterung gelangt. Dieser Übergang wird dann, wie in Fig.1 gezeigt, im Zwischenraum zwischen den Teilen 2 und 3 sichtbar· Um die Enden der Pasern bloßzulegen und sie in der Kupplung an ihre Stelle zu bringen, ist es gemäß vorliegendem Verfahren nicht nötig, die Fasern mit den Händen zu berühren.

Die Klemmetiicke 2 und 3 werden dann fest angezogen und die Fasern sind dann besonders durch den Steg 35 des zweiten Klemmetücks 3 an der Sohle der V-förmigen Nuten zentriert· Die über die Kupplung herausragenden Faserteile werden dann in Höhe der Grenzebene vor der Kupplung abgeschnitten und es erfolgt ein Polieren, derart, daß gleichzeitig an den Pasern und an der Oberfläche der Kupplung gearbeitet wird.

Man erhält so eine einwandfreie Verbindungefläche, in der die Faserquerschnitte eine genau definierte Lage einnehmen. Die mechanische Verbindung der zwei zugehörigen Kupplungehälften mittels der Stecker i4a und 1**b erlaubt

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die Verwirklichung einer Verbindung mit sehr fjuter optischer Qualität.

Die Bohrungen und Stecker zur Vereinigung zweier Kupp lungen können so ausgeführt v/erden, daß sie außer der mechanischen Verbindung eine elektrische Verbindung zwi schen den beiden Kupplungen und den an diese angeschlossenen elektrischen Vorrichtungen gewährleisten.

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Claims

/ ,«to. t

i. Verfahren zur Verbindung zweier Gruppen von ummantelten oder mit einer Schutzschicht versehenen, optischen Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Schritten

zum Anordnen der nicht bloßgelejten optischen Fasern jeder der zu verbindenden Gruppen in Längsnuten einer entsprechen— den Halterung, wobei ein Endstück der Fasern an jener* Seite, der. Halterung herausragt, an der die Verbindung erfolgen soll, .

zun Festhalten der optischen Fasern in den Nuten der Halterung mittels mindestens eines Klemmstücks,

zum Bloßlegen der Bndstücke der Fasern außerhalb jeder" Halterung,

Verschieben der optischen Fasern in besagten Nuten, derart, daO ein Teil des bloßgelegten Bereichs einen Teii der Länge der Nuten einnimmt, sowie zum Festklemmen der bloßgelegten und der nicht bloßgelegten Teile der optischen Fasern in dieser Stellung mittels eines oder- mehrerer· Kleomstücke, ■ " ·"

zum Polieren der Endflächen jeder Zusammenstellung- a.us Halterung und Fasern, und

zua Vereinigen der beiden so vorbehandelten Zusammenstellungen aus Halterung und Fasern besteht»

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ORIGINAL INSPECTEa
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung in eine Unterlage eingespannt wird bevor die nicht bloßgelegten Fasern eingelegt werden.
3. Kupplung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer mit Längsnuten versehenen Halterung, einem ersten Klemmstück mit Mitteln zu dessen Befestigung über einem Teil der Länge der Nuten an der der Verbindungsseite abgewendeten Seite, um die nicht bloßgelegten Fasern im entsprechenden Nutenteil festzuhalten und festzuklemmen, und

einem zweiten Klemmstück mit Mitteln zu dessen Befestigung über einem Teil der Länge der Nuten an der Verbindungsseite, um die bloßgelegten Fasern im entsprechenden Nutenteil festzuhalten und festzuklemmen, besteht, wobei die Sohlen der Nuten der Halterung in ihrem äußeren Teil an der Verbindungsseite V-förmigen Querschnitt haben und das zweite Klemmstück an seinem zugehörigen äußeren Teil einen Kamm aus Längsstegen besitzt, welche eine zu besagten Nuten komplementäre Form haben und aus einem Material bestehen, das unter der auf die optischen Fasern beim Festklemmen ausgeübten Druckwirkung deformierbar ist.
4. Kupplung j nach Anspruch}3, dadurch gekennzeichnet, j daß die Nuten der Halterung aus mindestens drei Abschnitten bestehen, nämlich einem Endabschnitt an der der Verbindungsseite abgewendeten Seite zur Aufnahme der nicht bloßgelegten Faserteile, einem Mittelabschnitt zur Aufnahme der bloßgelegten Faserteile ohne Festlegung ihrer genauen Lage, und einem Endabschnitt an der Verbindungsseite zur Aufnahme der bloßgelegten Fasern unter Festlegung ihrer genauen Lage in der V-förmigen Sohle der Nuten.
5. Kupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, deren erster Teil die Nuten zur Aufnahme der nicht bloßgelegten Faserteile und die mittleren Nuten, und deren zweiter

Teil die Nuten an der Verbindungsseite enthält.

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6. Kupplung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Befestigung des zweiten Klemmstücks so ausgeführt sind, daß die Ebene der Oberkanten der Längsstege dieses Teils, bevor eine Deformation während des Klemmens auftritt, gegenüber der Ebene der Sohle der entsprechenden Nuten der Halterung geneigt ist, derart, daß beim Klemmen der Druck in erster Linie auf den.äußeren Teil an der Verbindungsseite der Kupplung wirkt.
7. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsstege des zweiten Klemmstückes und die zugehörigen Nuten der Halterung so angeordnet sind, daß die Ebene der Oberkanten besagter Längsstege, bevor eine Deformation während des Klemmens auftritt, gegenüber der Ebene der Sohle der entsprechenden Nuten der Halterung geneigt ist, derart, daß beim Klemmen der Druck in erster Linie auf den äußeren Teil an der Verbindungsseite der Kupplung wirkt.
8. Kupplung/nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung zwischen den Längsnuten an der Verbindungsseite und den mittleren Nuten senkrecht zu diesen Nuten mindestens eine Quernute besitzt, und das zweite Klemmstück mindestens einen Quersteg besitzt, der zur Quernut oder zu den Quernuten der Halterung komplementär.

ist, um die Fasern während ihrer Festklemmung auf die V-förmige Sohle der Nuten zu drücken.
9. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Querstege aus einem Material bestehen, das unter der Wirkung des während des Klemmens auf die optischen Fasern ausgeübten Druckes deformierbar ist.
10. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Vereinigung der Kupplung mit einer zugehörigen Kupplung besitzt.
11. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vereinigung der Kupplung mit einer zugehörigen Kupplung Mittel zur elektrischen Verbindung zwischen den beiden Kupplungen besitzen.

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