DE19604678A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines faseroptischen Leitungsendes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Faseroptik und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Glasfaserbündelenden, z. B. schmelzgeformte Enden.

Auf dem Gebiet der Faserbündel ist es bekannt, derartige Faserbündelenden durch die Injektion von Epoxydharz in das Faserbündel an einem Punkt zu schaffen, an welchem ein Ende hergestellt werden soll. Das Epoxydharz wirkt als Fixierungsmatrix um die Glasfasern, wobei es die Luft zwischen den Fasern verdrängt und so erlaubt, das Faserbündelende durch Schneiden und Polieren herzustellen. Das Verfahren ist einfach und erfordert nur geringe Kenntnisse der mit der Herstellung derartiger Enden betrauten Person. Die Verwendung von Epoxydharz ist aber mit Nachteilen verbunden. Ein Nachteil liegt darin, daß das Ende auf die Temperatur, bei welcher es betrieben werden kann, beschränkt ist; es kann nicht mit Lichtquellen betrieben werden, die eine hohe Leistung haben oder große Hitze produzieren. Wenn das Ende zu heiß wird, schmilzt oder eventuell brennt das Epoxydharz, was die Effizienz der optischen Kopplung des Endes zerstört.

Andere Nachteile von Epoxydharzenden sind in der britischen Patentschrift Nr. 15 56 046 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Das britische Patent schlägt ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Endes an einem Glasfaserbündelkabel vor, wobei das Verfahren den Schritt des Erhitzens und radialen Zusammendrückens des Faserbündels umfaßt, um die einzelnen Fasern zur Beseitigung der Luftspalte zwischen den Fasern zu verformen, wonach sich das Schneiden und Polieren anschließt. Diese Art des Verfahrens zur Herstellung eines Endes wurde als Heißschmelzen von Glasfasern bekannt, obwohl die Glasfasern selbst eigentlich nicht geschmolzen werden, sondern sich lediglich ausgehend von einem kreisförmigen Querschnitt deformieren und eine eng gepackte Struktur nach der Deformation annehmen. In der eng gepackten Struktur nehmen die Fasern mit Ausnahme der äußeren Fasern einen im wesentlichen hexagonalen Querschnitt an. Bei dem Verfahren nach der oben genannten britischen Patentschrift werden die optischen Fasern in einen deformierbaren Ring eingesetzt, der axial in ein konisch zulaufendes Loch in einem Formstück gedrückt wird, um die Fasern zusammenzudrücken.

Ein weiteres Verfahren zum Heißschmelzen eines Endes ist in der britischen Patentanmeldung Nr. GB 2025084 offenbart, bei dem die Kompressionskraft von einem Kranz in der Form eines Ringes ausgeübt wird, der in bezug auf die Form und Größe Speichereigenschaften hat. Seine Temperatur wird derart manipuliert, daß es möglich ist, den Kranz zunächst auf ein von einem Glasring umschlossenes optisches Faserbündel aufzuschieben und anschließend auf den eingeschlossenen Teilen zusammenzuziehen, um die optischen Fasern zusammenzudrücken.

Die bekannten Verfahren zum Heißschmelzen erfordern aber spezielle Werkzeuge für jeden Faserbündeldurchmesser und sind nicht besonders für die Herstellung von Enden geeignet, wie z. B. schmelzgeformte Enden insbesondere für faseroptische Beleuchtungseinrichtungen. Faseroptische Beleuchtungseinrichtungen sind im allgemeinen auf Bestellung angefertigte Produkte, die dafür vorgesehen sind, Licht von einer zentralen Lichtquelle an eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten Stellen zu leiten. Die Einrichtung umfaßt eine Anzahl von Faserbündel, wobei ein Satz von Enden in der Nähe der Lichtquelle zusammengefaßt ist. Der Durchmesser jedes Faserbündels ist von der zu liegenden Lichtmenge und der Distanz abhängig, über die die erforderliche Lichtinenge geleitet werden muß, bevor das Licht austritt.

Ein anderes bekanntes Verfahren, das die Herstellung von faseroptischen Enden betrifft, ist in der französischen Patentschrift Nr. A-2409802 offenbart. Dieses Verfahren ist kein Verfahren zum Verschmelzen des Endes, sondern besteht darin, drei Rollen auf die Außenseite eines die Faserenden eines faseroptischen Bündels haltenden Ringes zu pressen. Wenn die Rollen so gedrückt werden, drehen sie sich, so daß sie auf dem Ring rollen und diesen durch den Preßkontakt deformieren, was die dadurch gehaltenen Fasern in eine hexagonale Konfiguration bringen. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens macht von keilförmigen Teilen Gebrauch, die für einen radialen Andruck auf den Ring sorgen, aber die keilförmigen Teile müssen relativ zueinander rotieren, was große Reibkräfte zur Folge haben kann.

Der Stand der Technik in allen Ausführungsformen schafft kein Verfahren und keine Vorrichtung, das bzw. die zur Herstellung von schmelzgeformten Enden Verwendung finden kann und das bzw. die sowohl zur Herstellung von faseroptischen Enden eines relativ großen Durchmessers in der Größenordnung von 30 mm und größer als auch für kleinere Durchmesser von faseroptischen Enden in der Größenordnung von 10 mm oder kleiner verwendet werden kann. Die bekannten Verfahren sind generell zur Herstellung von faseroptischen Bündeln mit einem relativ kleinen Durchmesser in der Größenordnung von bis zu 5 mm geeignet. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch zur Herstellung von schmelzgeformten Enden Verwendung finden. Die Enden und Endstücke gemäß der Erfindung machen auch nicht von Epoxydharz Gebrauch und können in einer Umgebung eingesetzt werden, in der die Temperatur höher sein kann als die Temperatur, die für mit Epoxyd abgeschlossene Enden geeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Abschluß von faseroptischen Bündeln durch Heißschmelzen zu schaffen, das zur Herstellung von Leitungsenden an Faserbündeln unterschiedlicher Größe keine speziellen Werkzeuge erfordert und das ein gewisses Maß an Flexibilität in der Dimensionierung der abgeschlossenen Faserbündel und der hergestellten Enden schafft.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Formen des Leitungsendes eines faseroptischen Bündels vorgesehen, daß das Einsetzen des faseroptischen Bündels in einen deformierbaren Ring, das Erhitzen des faseroptischen Bündels und das Abrollen einer Kompressionsfläche einer Kompressionseinrichtung auf dem Ring umfaßt, während eine Kompressionskraft zwischen dem Ring und der Kompressionseinrichtung erzeugt wird, wodurch der Ring zusammengezogen wird und die Fasern des Faserbündels deformiert werden, um die Zwischenräume zwischen den Fasern in dem faseroptischen Bündel im wesentlichen zu beseitigen.

Beim Abrollen greift die Andruckkraft vorzugsweise schräg zur Achse des faseroptischen Bündels an. Vorzugsweise wird die Kompressionsfläche in einem Winkel von 4 bis 12° gehalten. Die Kompressionsfläche wird vorzugsweise in einem Winkel von ungefähr 6° gehalten.

Das Kompressionselement kann einen Stab oder eine Stange aufweisen und das Bündel kann beim Abrollen entlang des Stabes bewegt werden.

Die Kompressionseinrichtung weist vorzugsweise ein erstes Kompressionselement und ein zweites Kompressionselement auf und das faseroptische Bündel wird beim Abrollen zwischen den beiden Teilen zusammengedrückt.

Wenn die Kompressionseinrichtung einen Stab oder eine Stange oder zwei Stäbe oder Stangen umfaßt, wird der Ring beim Abrollen vorzugsweise gedreht. Der Ring wird vorzugsweise in eine reziproke Rotationsbewegung versetzt, zunächst in die eine und dann in die andere Richtung. Der Ring kann um seine Achse über einen Bereich von wenigstens 180° gedreht werden und wird vorzugsweise um 200° in jede Rotationsrichtung gedreht.

Wenn der Ring gedreht wird, ist die Kompressionseinrichtung derart befestigt, daß sie in einer Richtung tangential zu dem Ring frei bewegbar ist. Die Kompressionsstäbe oder -stangen werden aber in der radialen Kompressionsrichtung angetrieben, um die Kompressionskraft auf den Ring auszubringen.

Das Faserbündel und der deformierbare Ring können vor der Kompression in einem Ofen vorerhitzt werden, was das Verfahren insbesondere für relativ große Faserbündel mit einem Durchmesser in einem Bereich von 5 mm bis 30 mm geeignet macht.

Der Stab oder die Stäbe können auch in einer thermostatisch geregelten Weise und über einen ausreichenden Teil ihrer Länge erhitzt werden, um sicherzustellen, daß kein kaltes Teil von irgendeinem Stab den Ring während des Abrollens berührt, was Formänderungen des fertiggestellten Endes zur Folge hat. Der Erhitzungsprozeß führt dazu, daß die Fasern oberhalb ihres Glasübergangspunktes weich werden, so daß sie ausreichend geschmeidig und fließend werden, d. h., daß tatsächlich keine große Kompressionskraft erforderlich ist, um den Ring zusammenzudrücken und das geschmolzene Ende zu formen. Nachdem das Ende zusammengedrückt worden ist, wird der Kühlprozeß zur Vermeidung des Splitterns der Fasern beim Abkühlen sorgfältig kontrolliert, um sicherzustellen, daß die Abkühlung nicht zu schnell erfolgt.

Obwohl die Erfindung insbesondere zur Ausbildung von geschmolzenen Enden Verwendung findet, kann sie auch verwendet werden, wenn nur eine Kompression erfolgt, d. h., ohne Hitze oder ohne die zur Ausbildung der geschmolzenen Enden erforderliche Hitze. In diesem Fall führt die Erfindung zu einem anderen Aspekt, wo die Kompressionseinrichtung eine Stange oder Stangen aufweist.

Eine Vorrichtung eines einheitlichen Typs wurde entwickelt, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen und nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Formen eines Endes an einem faseroptischen Bündel vorgesehen, die eine Heizeinrichtung zur Aufnahme und zum Erhitzen des von einem Ring umschlossenen faseroptischen Bündelendes, eine Trageinrichtung zum Tragen des Bündelendes, um dieses um die Achse des Bündels zu drehen und eine Kompressionseinrichtung zum Ausüben einer Kompressionskraft auf den Ring umfaßt, um diesen zusammenzuziehen, während das Bündel von der Trageinrichtung gehalten wird und ferner eine Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Ring und der Kompressionseinrichtung aufweist, wodurch der Ring rotiert und die Kompressionseinrichtung auf dem Ring abrollt.

Die Antriebseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie vor und zurückdreht, so daß der Ring vor und zurück gedreht wird und die Kompressionseinrichtung auf dem Ring vor und zurückrollt.

Die Antriebseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß der Ring gedreht wird und die Kompressionseinrichtung wälzt sich infolge des Antriebs des Ringes.

Bei dem oben angegebenen Verfahren kann die Vorrichtung in einigen Fällen ohne die Heizeinrichtung vorgesehen sein, wobei das faseroptische Bündel allein durch die Kraft zusammengedrückt wird. Wenn keine Hitze benutzt wird, ist die Kraft, die erforderlich ist, um das Bündel zusammenzudrücken größer als wenn Hitze benutzt wird.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:

Fig. 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer der in Fig. 1 gezeigten Kompressionswälzstangen zeigt;

Fig. 3 das in Fig. 1 gezeigte Faserbündel vor dem Heißschmelzen in der Draufsicht zeigt;

Fig. 4 das Faserbündel von Fig. 3 nach dem Heißschmelzen in der Draufsicht zeigt;

Fig. 5 das Faserbündel von Fig. 4 nach dem Schneiden und Polieren des Faserbündelendes zeigt; und

Fig. 6 die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung zeigt.

Nachfolgend wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt parallel verlaufende und im wesentlichen lineare Wälzstangen 2 und 4, die an reibungslosen Lagern befestigt sind, so daß jede in ihrer axialen Richtung frei bewegbar ist. Die Wälzstangen 2 und 4 sind ferner durch einen motorbetriebenen Antrieb in Querrichtung derart verfahrbar, daß der Zwischenraum zwischen den Rollen einfach eingestellt werden kann, indem der Antrieb in Gang gesetzt wird.

Die Wälzstangen 2 und 4 sind derart ausgebildet, daß diese auf einem Ring 6 abrollen, der aus Edelstahl oder Messing oder anderen plastisch verformbaren Materialien hergestellt sein kann. Der Ring 6 schließt ein Bündel von optischen Fasern 14 ein, das sich, obwohl in Fig. 3 nicht gezeigt, von dem oberen äußeren Ende des Rings 6 erstreckt, wie Fig. 3 zeigt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Ring bei 6A aus nachfolgend angegebenen Gründen einen Absatz aufweist. Der Ring wird während des beschriebenen Verfahrens im Zentrum der Wälzstangen 2 und 4 gehalten und ist in einer oszillierenden Weise in entgegengesetzte Richtungen über einen Bereich von 200° drehbar angetrieben.

Bevor die Wälzstangen 2 und 4 bewegt werden, um auf den Ring in der Anordnung gemäß Fig. 1 einzuwirken, werden der Ring und das darin befindliche Glasfaserbündel in einem Ofen erhitzt, so daß die Glasfasern verformbar werden. Der Ofen kann auf eine Temperatur eingestellt werden, so daß das Glas auf eine Temperatur von beispielsweise 650° aufgeheizt wird, die größer ist als die Glasübergangstemperatur der Fasern, obwohl jede Temperatur in dem Temperaturbereich geeignet ist.

Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Ein Schnitt durch die Wälzstange 4 zeigt, daß die Wälzstange in dieser Ausführungsform drei Kompressionsflächen 8 bis 12 aufweist, die auf den Ring 6 einwirken. Die Hauptkompressionsfläche 8 ist während des Gebrauchs gegenüber der Achse des Faserbündels, die vertikal verläuft, um einen Winkel A geneigt, der in dieser Ausführungsform 6° ist. Eine zweite Kompressionsfläche 10 verläuft parallel zu der Vertikalachse des Faserbündels und eine dritte Kompressionsfläche 12 ist gegenüber der Achse des Faserbündels um einen Winkel B geneigt. Der Winkel B ist in dieser Ausführungsform 45°.

Die relativ schmale vertikale Kompressionsfläche 10 bildet den Bezugskontaktpunkt zwischen der Rollstange 4 und dem Ring 6 und stellt ferner den Bereich der größten Anpreßkraft während des Wälzvorgangs dar. Die geneigten Abschnitte der Kompressionsflächen 8 und 12 haben die Aufgabe, als Folge des Abrollens und des Andrückens eine Halsform auf dem Ring 6 zu bilden, wie in Fig. 4 gezeigt ist.

Die Wälzstangen 2 und 4 komprimieren und rollen den Ring, und der Ring wird während der Kompression in einer oszillierenden rotierenden Weise angetrieben, indem die Wälzstangen nach innen bewegt werden, um den Ring zu drücken, der zusammen mit seinem Inhalt vorerhitzt worden ist. Wenn die Wälzstangen 2 und 4 zuerst mit dem Ring 6 in Berührung kommen, führt die Rotation des Rings und der Reibungswiderstand zwischen dem Ring 6 und den Wälzstangen 2 und 4 dazu, daß die Wälzstangen in ihren axialen Richtungen hin und her bewegt werden. Es ist ersichtlich, daß alternativ die Wälzstangen 2 und 4 entgegengesetzt in eine axiale reziproke Bewegung versetzt werden können, während der Ring frei drehbar befestigt sein kann, so daß dieser der Bewegung der Wälzstangen 2, 4 folgt, wenn diese anstoßen.

Der Vorschub der Wälzstangen nach innen, der schrittweise ist, wird an einem vorbestimmten Punkt beendet. An diesem Punkt ist die Anpreßkraft des Ringes ausreichend, um ein wirkungsvolles Verschmelzen der Glasfasern darin wenigstens in dem Bereich der größten Anpreßkraft zu erreichen.

Es sei bemerkt, daß der Betrag, um den die Wälzstangen 2 und 4 zusammen bewegt werden, ziemlich klein ist, weil die Fasern ziemlich weich und flüssig werden und keine große Kraft erforderlich ist, um den erforderlichen Effekt herbeizuführen, wenn die Fasern auf eine hohe Temperatur über die Glasübergangstemperatur der Fasern hinaus erhitzt werden. Die nach innen gerichtete Bewegung der Stangen 2, 4 kann bei einem Ring von 15 mm tatsächlich so klein wie 1 oder 2 mm sein und die Kraft zum Ausführen einer derartigen Bewegung kann so klein sein wie 10 gms.

Wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben worden ist, ist der Metallring 6 bei 6A abgestuft, so daß er an seinem dem Faserbündelende abgewandten Ende verbreitert ist. Die Abnahme der Dicke in Richtung des Bündelendes, die beispielsweise auch durch eine konisch Verjüngung des Ringes in Richtung des Faserbündelendes erreicht werden kann, ist wünschenswert, um während des Erhitzens eine ausreichend hohe Temperatur an dem zu verschmelzenden Ende zu erzielen. Ein Ring mit konstanter Dicke dürfte dazu führen, eine übermäßige Wärmemenge von dem Faserbündelende abzuführen und dürfte eine homogene Erhitzung des Faserbündelendes erschweren.

Nachdem das Faserbündelende abgekühlt worden ist, wird als letzter Schritt das Endstück (das sich durch den Ring erstrecken kann oder nicht) in dem Bereich der größten Kontraktion abgeschnitten, wie Fig. 5 zeigt, und die Stirnfläche 16 wird poliert, um eine hochtransparente optische Kopplungsfläche zu schaffen. Vor der Fertigstellung wird das Glas der geschmolzenen optischen Fasern in der in Fig. 4 gezeigten Beschaffenheit vergütet, so daß das Endstück gehärtet wird.

Fig. 3 zeigt das eingekapselte Faserbündel vor dem Heißschmelzen und Fig. 4 zeigt das gleiche Faserbündel nach dem Heißschmelzen. Es ist ersichtlich, daß der äußere Ring und die vorstehenden Fasern 14 den Abdruck des Profils der Kompressionsflächen 8, 10 und 12 angenommen haben und die Wirkung des Abrollens der Wälzstangen sichergestellt hat, daß das geschmolzene Faserbündel rotationssymmetrisch bleibt.

Obwohl das in Fig. 2 gezeigte Stangenprofil bevorzugt wird, ist es nicht wesentlich und es können auch andere Profile, ein gerades Profil miteingeschlossen, verwendet werden. Ebenso braucht der Ring nicht die gezeigte abgestufte Form aufweisen. Er kann beispielsweise auch mit geraden Seiten ausgebildet sein.

Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine zeigt, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann. Die in Fig. 6 gezeigte Maschine umfaßt einen Rahmen 20, der aufrechtstehende Beine und Verstrebungen aufweist. Die Verstrebungen tragen einen Ofen 22, in welchen das Ende 6 des faseroptischen Bündels sich nach oben erstreckt. Das mit 24 bezeichnete Faserbündel wird von einem drehbaren Spannfutter 26 gehalten, das über einen Kettenantrieb 30 und einen Schneckengetriebekasten 32 antreibbar mit einem Antriebsmotor 28 verbunden ist. Der Getriebekasten arbeitet mit einem Winkelaufnehmer 34 zusammen, der gewöhnlich an ein transistorbestücktes Regelsystem 31 gekoppelt ist, das von dem Rahmen 20 getragen wird.

Das Spannfutter ist mit einem Paar von Klemmen 36 versehen, die Klemmarme 38 haben, die während des Gebrauchs manuell in eine dem Spannfutter 26 zugewandte Position verschwenkt werden, wie die Pfeile 40 zeigen, um den Harnisch 24 zu verklemmen und an seinem gemeinsamen Ende innerhalb des Ofens in der korrekten Lage zu halten, so daß dieser an den Stangen 2 und 4 anliegt, wie beschrieben worden ist. Die Schwanzenden 42 des Harnisch 24 werden von einer Tasche 44 aufgenommen, die an ihrem offenen Ende bei 46 um den Harnisch 24 verschnürt ist, wie gezeigt ist. Es ist ersichtlich, daß der Harnisch in dieser Position um seine Achse rotiert, während der den Ring 6 passiert, wenn der Motor 28 in Bewegung gesetzt wird. Der Antrieb des Motors 28 wird von dem Schaltkreis 36 kontrolliert.

Oberhalb des Spannfutters 26 ist eine Plattform 48, die vier Blöcke 50 trägt, von denen zwei gezeigt sind und sich die anderen beiden auf der anderen Seite des Ofens 22 befinden. Diese Blöcke tragen wiederum zwei Führungsschienen 52, 54 mit dem gezeigten eingeschnürten Profil, und diese Schienen tragen Rollen 56, 58, welche auf den Schienen 52, 54 frei rollen können. Die Rollen 56, 58 (eine ähnliche Anordnung ist an jeder Seite des Ofens 22 vorgesehen) tragen Klammern 60, 62 und diese Klammern 60, 62 sind wiederum mit den Stangen 2 und 4 verbunden, welche sich durch den Ofen 22 erstrecken. Die Blöcke 50 an jeder Seite des Ofens 22 sind derart ausgebildet, daß diese enger zusammen oder weiter auseinander geschoben werden können mittels einer zweihändigen Vorschubschraube 64, die in die Blöcke 50 geschraubt ist und mittels eines weiteren Motors 66 und mittels eines weiteren Kettenantriebs 68 gedreht werden kann. Der Betrieb der Vorrichtung wird automatisch durch den Schaltkreis 36 gesteuert, nachdem die gewünschten Parameter von dem Bedienpersonal in den Schaltkreis 36 eingegeben worden sind. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, hat der Schaltkreis 36 eine Anzeigevorrichtung, die den Prozeßzustand angibt, wenn jedes faseroptische Bündel nach dem erfindungsgemäßen Verfähren bearbeitet wird.

Die Maschine arbeitet wie folgt:
Wenn das mit einem geschmolzenen Ende zu versehende faseroptische Bündel ausgewählt worden ist, werden die Parameter des Bündels in die Maschine eingegeben, und das Bündel wird gemäß Fig. 6 mit der Ausnahme aufgesetzt, daß zusätzlich die Spannbacken 36 in die Spannposition bewegt werden. Die Stangen 2, 4 befinden sich im Abstand zu dem Ring 6, wie gezeigt ist.

Nun wird die elektrische Betriebsversorgung angeschaltet und der Ofen beginnt die Stangen 2, 4 aufzuheizen, wo sie sich durch den Ofen 22 erstrecken. Das faseroptische Ende und der Ring 6 werden ebenfalls aufgeheizt. Um das Aufheizen noch zu unterstützen, beginnt der Motor sich nur in einer Richtung und bei einer geringen Drehzahl in der Größenordnung von einer Umdrehung pro Sekunde zu drehen. Dies erfolgt so lange, bis ein "fertig" Licht auf der Anzeigetafel von 36 aufleuchtet, was anzeigt, daß der Ofen 22 die voreingestellte Temperatur erreicht hat und die Stangen 2, 4 über die erforderliche Länge auf das gewünschte Maß aufgeheizt worden sind. In dieser Verbindung sind die Stangen 2, 4 mit Thermostaten versehen, um deren Temperatur anzuzeigen, und ein die Stangentemperatur angebendes Signal wird dem Regelschaltkreis 36 zugeführt.

Daran schließt sich eine Aufwärmperiode an, in der der Ring auf eine Temperatur in der oben angegebenen Größenordnung gebracht wird.

Nach dieser Periode beginnt der zuvor in einer Richtung rotierende Motor 34 nun in der hier beschriebenen oszillierenden Weise sich zu drehen, und der Motor 66 dreht sich, um die Blöcke 55 zusammenzuschieben, wodurch sich die Stangen 2, 4 zusammenschieben und den Ring zusammendrücken, um folgendes zu erreichen. Dies ist der Schritt des "Zusammendrückens". Nach Beendigung dieses Schrittes werden die Stangen 2, 4 zurückgezogen und der Motor 66 wird angehalten. Nach dem Zusammendrücken, dessen Ausmaß automatisch von dem Schaltkreis 36 erfaßt wird, wird der Ofen in einer kontrollierten Weise abgekühlt, um die Fasern "zu vergüten", so daß sie nicht zerspringen, und der Motor 34 wird wieder auf einen Antrieb in nur einer Richtung umgeschaltet. Nach dem Schritt des Vergütens werden die Fasern dann auf eine Temperatur abgekühlt, daß sie mit der Hand angefaßt werden können, wobei die Maschine abgeschaltet und der Harnisch für den abschließenden Vorgang des Schleifens und Polierens entfernt werden kann.

Bei einem typischen Anwendungsfall kann das Ende beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich von 15 mm mit zwölf "Enden" haben, was bedeutet, daß sich das Kabel aus zwölf schmalen Bündeln zusammensetzt; jedes Ende kann 5000 Fasern haben und die Temperatur, auf die der Ring und die Fasern aufgeheizt werden, liegt in einem Bereich von 700/800°C. Die Oszillationsgeschwindigkeit des Spannfutters 26 liegt in einer Größenordnung von 1 Sekunde pro Zyklus, und die zum Zusammendrücken des Rings erforderliche Kraft kann in der Größenordnung von 10 gms liegen.

Es ist wünschenswert, daß sich die Stangen 2, 4 in horizontaler Richtung verschieben können, um sicherzustellen, daß die Stangen alle Ungleichmäßigkeiten des Ringes 6 ausgleichen, und zum Schluß kann die Plattform 48 verschiebbar befestigt sein, wobei einer der Blöcke an jedem Ende fixiert und nur der andere an jedem Ende mittels der Vorschubschraube 64 verschiebbar ist.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Formen eines geschmolzenen faseroptischen Endstücks, das es erlaubt, eine große Anzahl von faseroptischen Bündeln unterschiedlichen Durchmessers mit nur einem Satz von Kompressionswälzstangen abzuschließen. Die eingekeilte Form, die durch die Kompressionsflächen der Rollen geschaffen wird, ermöglicht es, bei deren Gebrauch verschiedene Stärken der Kompression einzustellen. Andere Anordnungen können für die symmetrische Kompression des heißen Glases in den Endstücken mit einem ähnlichen Effekt in Betracht gezogen werden. Das Faserbündelende kann beispielsweise von einem Satz von Wälzrädern erfaßt werden, die um Rotationsachsen drehen, die parallel zu der Achse des Faserbündels an seinem Ende verlaufen. Jedes dieser Rotationswälzräder könnte ein äußeres Profil haben, das identisch oder ähnlich dem Profil der in Fig. 2 und 4 gezeigten linearen Rollen ist.

Obwohl normalerweise Hitze erforderlich ist, um die Fasern für das Zusammendrücken aufzuweichen, kann für einige Fasern eine Erhitzung nicht erforderlich sein.

Es sei bemerkt, daß die Kompressionseinrichtung, z. B. die Wälzstangen 2 und 4, eine Kompressionswirkung ausüben, wenn diese zum Zusammenschnüren des Ringes und des faseroptischen Bündels zusammengeschoben werden, um den in Fig. 4 gezeigten Effekt zu schaffen. Das Zusammenschieben der Kompressionsflächen kann dem Antrieb des Ringes in der oszillierenden Art folgen. Die Oszillationsbewegung kann beginnen, bevor der Kontakt mit den Kompressionsflächen stattfindet. Während der Oszillation des Ringes werden die Kompressionsflächen schrittweise zusammenbewegt, um den Ring zu erfassen und diesen einzuschnüren und die Fasern zur Beseitigung der Luft zusammenzudrücken. Die Hitze wird normalerweise dem Faserbündelende zugeführt, bevor diese Einschnürung stattfindet, aber in manchen Fällen kann eine Erwärmung nicht erforderlich sein oder Wärme kann während des Einschnürens zugeführt werden. Wenn die Kompressionsflächen die angetriebenen Teile sind, können diese in Bewegung gesetzt werden, bevor sich diese tatsächlich aufeinander zu bewegen, um den Ring einzuschnüren. Jede geeignete Folge von Schritten kann durchgeführt werden, um den gewünschten Effekt zu erzielen.

Ein Fachmann erkennt, daß bei der oben beschriebenen Ausführungsform verschiedene Modifikationen und Ergänzungen gemacht werden können, ohne den Schutzumfang oder das Wesen der Erfindung zu verlassen.

Claims (33)

1. Verfahren zur Herstellung eines Leitungsendes (6) an einem faseroptischen Bündel (14), bei dem das faseroptische Bündel (14) in einem verformbaren Ring (6) gehalten wird und das Bündel (14) und der Ring (6) durch Zusammendrücken eingeschnürt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammendrücken durch Kompressionsflächen (8, 10, 12) an Stangen (2, 4) bewirkt wird, von denen eine hin- und herbewegt wird oder frei ist, in ihrer Längsrichtung hin- und herbewegt zu werden und sich radial nach innen bewegt, während entweder die Stangen (2, 4) hin- und herbewegt werden, um den Ring (6) vor und zurückzudrehen oder der Ring (16) vor und zurückgedreht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) und das Bündel (14) auf eine voreingestellte Temperatur aufgeheizt werden, bevor diese zusammengeschnürt werden, um das Verschmelzen der Fasern des Bündels (14) zu ermöglichen und die erforderliche Kompressionskraft zu verringern.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel (14) und der Ring (6) auf eine Temperatur aufgeheizt werden, die oberhalb der Glasübergangstemperatur der Fasern liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Ende (6, 4) in einer kontrollierten Weise gekühlt wird, um die geschmolzenen Fasern (14) zu vergüten.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel (14) und der Ring (6) auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt werden, indem diese in einem Ofen plaziert werden und langsam in einer Richtung um die Achse des Ringes (6) gedreht werden, bevor das Zusammenschnüren erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Ende in einer Richtung um die Achse des Ringes (6) gedreht wird, wobei die Kompressionsflächen (2, 4) davon entfernt werden, während das Abkühlen erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen, Kühlen und Zusammenschnüren des Bündels (14) und des Ringes (6) dann erfolgt, wenn das Bündel (14) und der Ring (6) sich in dem Ofen (22) befinden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (2, 4) thermostatische Sensoren aufweisen, um die Temperatur zu erfassen, auf die das Bündel (14) und der Ring (6) erhitzt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (2, 4) über einen ausreichenden Teil ihrer Länge erhitzt werden, um sicherzustellen, daß nur erhitzte Teile der Stangen während des Wälzvorganges mit dem Ring (6) in Berührung kommen.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (2, 4) jeweils hin und herbewegt werden oder frei sind, hin und herbewegt zu werden, so daß der Ring (6) um seine Achse rotiert, dessen Position unverändert bleibt, wenn das Zusammenschnüren erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (2, 4) ein Paar von geraden, parallelen Kompressionsstangen (2, 4) aufweisen, die diametral in bezug auf den Ring (6) angeordnet sind und gemeinsam bewegbar sind, um die Kompression und das Zusammenschnüren des Ringes (6) und des faseroptischen Bündels (14) zu bewirken.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (2, 4) Kompressionsflächen (8, 10, 12) aufweisen, die derart profiliert sind, daß sie den Ring (6) und das faseroptische Bündel (14) in eine halsförmige Form zusammendrücken.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilieren das Vorsehen einer schmalen Fläche (10), die parallel zu der Achse des faseroptischen Bündels (14) verläuft und geneigter Flächen (8, 10) umfaßt, die zu beiden Seiten gegenüber der schmalen Fläche (10) nach hinten geneigt sind.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsstangen (2, 4) identisch sind und symmetrisch um die Achse des faseroptischen Bündels (14) angeordnet sind.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsflächen (8, 10, 12) angetrieben werden, um den Ring durch den Reibkontakt mit den Kompressionsflächen in Rotation zu versetzen.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring angetrieben ist, um den Ring (6) in Rotation zu versetzen.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb durch den Ring (6) oder der Antrieb des Ringes (6) derart ist, daß der Ring (6) und das faseroptische Bündel (14) in einer oszillierenden Weise gedreht werden.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) um einen Winkel in einer Größenordnung von 200° vor und zurückgedreht wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt des Schneidens und Schleifens des Faserbündels (14) nach dem Zusammenschnüren, um das Ende, an welchem der Ring konisch auf die Schnittstelle zuläuft und die polierte faseroptische Stirnfläche zu schaffen.

20. Verfahren zum Herstellen eines schmelzgeformten Endes (6) an einem faseroptischen Bündel (14), bei dem das faseroptische Bündel (14) in einem deformierbaren Ring (6) gehalten wird und das Bündel und der Ring durch Kompression zusammengedrückt werden, um das geschmolzene Ende zu formen, und die Kompression auf den Ring (6) ausgeübt wird, während das faseroptische Bündel (14) von Wälzelementen (2, 4) gehalten wird, wobei die Elemente (2, 4) relativ zu dem Ring radial nach innen bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) und das Bündel (14) erhitzt werden, um das Verschmelzen zu ermöglichen und die erforderliche Kompressionskraft zu verringern.

21. Vorrichtung zum Herstellen eines Endes an einem faseroptischen Bündel (14), das von einem deformierbaren Ring (6) gehalten wird, mit einer Kompressionseinrichtung (2, 4) zum Zusammendrücken des Bündels (14) und des Ringes (6), gekennzeichnet durch Kompressionsflächen (8, 10, 12), die derart ausgebildet sind, daß diese in radialer Richtung des Ringes (6) zusammen bewegbar sind und die zum Abwälzen auf dem Ring (6) befestigt sind, und eine Trageinrichtung (26) zum Tragen des Ringes (6) derart, daß dieser während seiner Kompression drehbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung zum Antrieb der Kompressionsflächen (8, 10, 12), so daß der Ring (6) in Rotation versetzt wird.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung (34, 30) zum Antrieb des Ringes (6), so daß der Ring (6) in Rotation versetzt wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (34, 30) derart ausgebildet ist, daß der Ring (6) und das faseroptische Bündel (14) in einer oszillierenden Weise drehbar sind.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung derart ausgebildet ist, daß der Ring (6) um einen Winkel von etwa 200° vor und zurückdrehbar ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsflächen (8, 10, 12) ein Paar von geradlinig hin und herbewegbar befestigten, parallelen Kompressionsstangen (2, 4) aufweist, die diametral zu beiden Seiten in bezug auf die Position des in Betrieb befindlichen Ringes (6) angeordnet sind und zum Ausführen der Kompression und des Einschnürens des Ringes (6) und des faseroptischen Bündels (14) auf einander zu bewegbar sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsflächen (8, 10, 12) derart profiliert sind, daß sie den Ring (6) und das faseroptische Bündel (14) in eine halsförmige Form zusammendrücken.

28. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung eine schmale Fläche (10), die parallel zu der Achse des faseroptischen Bündels (14) verläuft, und geneigte Flächen (8, 12) aufweist, die zu beiden Seiten der schmalen Fläche nach hinten geneigt sind.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsstangen (2, 4) identisch sind und während des Betriebs symmetrisch um die Achse des faseroptischen Bündels (14) angeordnet sind.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das faseroptische Bündel (14) und der Ring (6) in einem Spannfutter (26) derart eingeklemmt sind, daß das Bündel (14) und der Ring (6) um die Achse des Ringes (6) drehbar sind.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Ofen (22) zum Erhitzen des Bündels (14) und des Ringes (6) derart, daß beim Zusammendrücken ein verschweißtes Ende an dem Bündel (14) ausgebildet wird, umfaßt und daß die Stangen (2, 4) sich durch den Ofen (22) erstrecken.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (2, 4) außerhalb des Ofens (22) von einer Einrichtung gehalten werden, die derart ausgebildet ist, daß die Stangen hin und herbewegbar sind.

33. Leitungsende eines faseroptischen Bündels, das nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder in der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 32 hergestellt ist.