DE19746080A1 - Verfahren sowie Vorrichtung zur Einstellung von Schweißparametern - Google Patents
Verfahren sowie Vorrichtung zur Einstellung von SchweißparameternInfo
- Publication number
- DE19746080A1 DE19746080A1 DE19746080A DE19746080A DE19746080A1 DE 19746080 A1 DE19746080 A1 DE 19746080A1 DE 19746080 A DE19746080 A DE 19746080A DE 19746080 A DE19746080 A DE 19746080A DE 19746080 A1 DE19746080 A1 DE 19746080A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- offset
- welding
- test
- fibers
- test fibers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Description
In der Praxis kann die optimale Einstellung von Schweiß- bzw.
Spleißparametern (wie zum Beispiel Vorschweißstrom bzw.
-temperatur, Vorschweißzeitdauer, Längsabstand der Faserenden
während des Vorschweißens Faservorschub, Hauptschweiß-
Stromstärke, Hauptschweißzeitdauer, Elektrodenabstand, usw.)
für das einwandfreie thermische Verschweißen, insbesondere
Fusionsverschweißen, von Lichtwellenleitern erschwert sein.
Für die Einstellung sind dabei zusätzlich die gegenseitigen
bzw. wechselseitigen Abhängigkeiten der Parameter voneinander
ungünstig.
Beim Fusions-Schweißverfahren der US 4,948,412 wird
versucht, den Einfluß von Konzentrizitätsfehlern der
Faserkerne zweier miteinander zu verschweißender optischer
Fasern auf die Spleißdämpfung deren fertiger
Schweißverbindung möglichst gering zu halten. Dazu werden die
beiden optischen Fasern bezüglich ihrer exzentrischen
Faserkerne zunächst fluchtend aufeinander ausgerichtet und
dann der daraus resultierende, laterale Versatz, d. h.
"offset", zwischen ihren Zentralachsen z. B. mit Hilfe eines
Mikroskops gemessen. Zur nachfolgenden Verschmelzung des
Glasmaterials der beiden optischen Fasern wird die
Schweißzeit, der Schweißstrom oder die Schweißenergie nach
einer inversen Beziehung zu diesem gemessenen,
ursprünglichen, d. h. anfänglichen "offset" festgelegt. Somit
wird vermieden, daß aufgrund der Oberflächenspannung des
geschmolzenen Glasmaterials der Fasern deren
Selbstzentrierung aufeinander zu groß wird und die zuvor
fluchtend aufeinander ausgerichteten Faserkerne unzulässig
gegeneinander versetzt bzw. verbogen werden. Eine solche
Festlegung wird dabei für die Herstellung jedes einzelnen
Faserspleißes durchgeführt, was aufwendig ist. Ein weiterer
Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht vor allem darin,
daß die Faserkern-Exzentrizität allein nicht die maßgebende
Größe für die Erzielung eines optimalen Schweißvorganges
darstellt, d. h. dieses Verfahren bezieht die möglichen, eine
Qualität der Schweißverbindung bestimmenden Größen nur in
unzureichendem Maße ein.
Aus der EP-A1 0 504 519 ist ein Lichtwellenleiter-
Schweißgerät bekannt, bei dem ein Drucksensor vorgesehen ist,
welcher ein vom gemessenen, atmosphärischen Luftdruck
abhängiges Steuersignal erzeugt. Aufgrund des so gemessenen
Luftdrucks wird der jeweils angewendete Entladestrom auf
einen vorgegebenen Wert eingestellt. Auch dieses Verfahren
hat neben dem nicht unerheblichen Aufwand für die
Druckmeßdose sowie der daraus abzuleitenden Steuergröße vor
allem den Nachteil, daß der Luftdruck allein nicht die
maßgebende Größe für die Erzielung eines optimalen
Schweißvorganges darstellt.
Aus der WO 95/24664 ist ein Verfahren zum Verschweißen der
Enden optischer Fasern bekannt, bei dem die Stellgrößen für
den Lichtbogen so gewählt werden, daß die elektrische
Leistung beim Schweißvorgang selbst konstant gehalten wird.
Hierzu wird eine Spannung erzeugt, welche proportional der
jeweils augenblicklichen Leistung ist und diese Spannung wird
an eine Steuereinrichtung gegeben, welche ein elektrisches
Stellglied so verändert, das die Leistung jeweils im
wesentlichen während des Schweißvorganges (konkret während
der Brennspannung) konstant gehalten wird. Auch dieses
Verfahren bezieht die möglichen, eine Qualität der
Schweißverbindung bestimmenden Größen in unzureichendem Maße
ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg
aufzuzeigen, wie Schweißparameter für das thermische
Verschweißen von Lichtleitfasern bzw. optischen Fasern unter
einer Vielzahl praktischer Gegebenheiten verbessert
eingestellt werden können.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe auf folgende Art und
Weise gelöst:
Verfahren zur Einstellung von Schweißparametern für die Herstellung einer thermischen Schweißverbindung zwischen je zwei optischen Fasern, wobei mindestens zwei optische Testfasern mit einem vorgebbaren, radialen Anfangsversatz zueinander positioniert werden, wobei die Stirnflächen dieser radial zueinander versetzt angeordneten Testfasern miteinander kontaktiert werden, wobei der Bereich um die Kontaktierungsstelle der Testfasern in mindestens einem Schweißvorgang derart erwärmt wird, daß eine versatzreduzierende Wirkung zwischen den beiden Testfasern eintritt, und wobei die sich ergebende Reduzierung des Anfangsversatzes zur Einstellung mindestens eines Schweißparameters herangezogen wird.
Verfahren zur Einstellung von Schweißparametern für die Herstellung einer thermischen Schweißverbindung zwischen je zwei optischen Fasern, wobei mindestens zwei optische Testfasern mit einem vorgebbaren, radialen Anfangsversatz zueinander positioniert werden, wobei die Stirnflächen dieser radial zueinander versetzt angeordneten Testfasern miteinander kontaktiert werden, wobei der Bereich um die Kontaktierungsstelle der Testfasern in mindestens einem Schweißvorgang derart erwärmt wird, daß eine versatzreduzierende Wirkung zwischen den beiden Testfasern eintritt, und wobei die sich ergebende Reduzierung des Anfangsversatzes zur Einstellung mindestens eines Schweißparameters herangezogen wird.
Dadurch ist es ermöglicht, mindestens einen der für den
jeweiligen Schweißvorgang maßgebenden Schweißparameter (wie
z. B. Schweißstromstärke, Schweißzeitdauer, usw.) unter einer
Vielzahl praktischer Gegebenheiten an die jeweilig aktuell
vorliegenden Schweißbedingungen (wie zum Beispiel Luftdruck,
Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur, verwendet er
Lichtleitfasertyp, Elektrodenzustand, usw.) in einfacher
sowie zuverlässiger Weise anzupassen. Es können also
mögliche, eine Qualität der Schweißverbindung bestimmende
Größen umfassend miteinbezogen werden. Damit kann wechselnden
bzw. unterschiedlichen Schweißverhältnissen Rechnung getragen
werden, d. h. die Einstellung von Schweißparametern kann also
in einfacher Weise so vorgenommen werden, daß eine möglichst
gute, von Umwelt- und/oder Umgebungseinflüssen weitgehend
unabhängige Schweißverbindung zwischen je zwei optischen
Fasern herstellbar wird. Auf diese Weise läßt sich die
Spleißqualität von thermischen Schweißverbindungen zwischen
mindestens zwei Lichtleitfasern ganz erheblich verbessern.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum
Verschweißen je zweier, einander zugeordneter optischer
Fasern,
wobei für die jeweils aktuell vorliegenden Schweißbedingungen
zunächst in mindestens einem Vorversuch mindestens ein
Testspleiß zur Ermittlung eines optimalen
Schweißparametersatzes hergestellt wird, insbesondere nach
einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei für diesen Testspleiß zwei Testfasern bezüglich ihrer
Längsseiten mit einem vorgebbaren lateralen Anfangsversatz
gegeneinander versetzt angeordnet werden, wobei diese lateral
gegeneinander versetzt angeordneten Testfasern stirnseitig
miteinander in Kontakt gebracht werden,
wobei der Kontaktierungsbereich dieser beiden Testfasern
derart erhitzt wird, daß aufgrund der Oberflächenspannung
deren geschmolzenen Glasmaterials der vorgegebene laterale
Anfangsversatz reduziert wird, wobei mindestens ein Kriterium
für diese Versatzreduzierung ermittelt wird,
wobei aufgrund dieses Kriteriums der optimale
Schweißparametersatz ermittelt und für die vorliegenden
Schweißbedingungen fest eingestellt wird,
und wobei dann erst nach diesem mindestens einen Vorversuch
mit den daraus ermittelten, optimalen Schweißparametern die
eigentliche Schweißverbindung zwischen je zwei optischen
Fasern hergestellt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Einstellung
von Schweißparametern für die Herstellung einer thermischen
Schweißverbindung zwischen mindestens zwei optischen Fasern,
insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei Positioniermittel vorgesehen sind, mit denen mindestens
zwei Testfasern mit einem vorgebbaren radialen Anfangsversatz
zueinander positionierbar sind, wobei eine Heizeinrichtung
vorgesehen ist, die den Bereich um die Kontaktierungsstelle
der Testfasern derart erwärmt, daß dort eine
versatzreduzierende Wirkung bewirkbar ist,
und wobei eine Auswerte-/Steuereinrichtung vorgesehen ist,
die die bewirkte Reduzierung des Anfangsversatzes erfaßt und
zur Einstellung mindestens eines Schweißparameters
heranzieht.
Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen wiedergegeben.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend
anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung beispielhaft
ein mögliches Kennlinienfeld zur
erfindungsgemäßen Anpassung bzw. Korrektur
eines der Schweißparameter,
Fig. 2 schematisch in teilweise perspektivischer
Darstellung den Grundaufbau einer
Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 schematisch in vergrößert er Darstellung
eine Projektionsebene mit den optischen
Abbildungen zweier optischer Testfasern,
die in der Vorrichtung nach Fig. 2 mit
einem vorgebbaren, radialen Anfangsversatz
zueinander positioniert werden,
Fig. 4 in schematischer sowie vergrößerter
Darstellung die beiden Testfasern von Fig.
3, nachdem deren Stirnflächen angeschmolzen
und miteinander kontaktiert worden sind,
Fig. 5 die beiden Testfasern von Fig. 4 nach
ihrer thermischen Verschweißung, wobei ein
radialer Restversatz zwischen deren
Außenkonturen verbleibt,
Fig. 6 mit 8 verschiedene Restversatz/Zeit-Diagramme,
die sich bei verschiedenen Varianten des
erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben, und
Fig. 9 das zu Fig. 8 zugehörige
Entladestromstärke/Zeit-Diagramm.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den
Fig. 1 mit 9 jeweils mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung beispielhaft ein
mögliches Kennlinienfeld zur erfindungsgemäßen Anpassung des
elektrischen Schweißstroms einer Schweiß-/Meßvorrichtung an
unterschiedliche Umwelt- und/oder Umgebungseinflüsse, um auch
bei wechselnden Schweißbedingungen stets eine einwandfreie,
insbesondere optimierte, thermische Verschweißung je zweier
optischer Fasern ermöglichen zu können. Der Grundaufbau einer
dafür geeigneten Schweiß-/Meßvorrichtung ist in der Fig. 2
teilweise perspektivisch dargestellt. Die Schweißvorrichtung
ist dort mit PV bezeichnet. Sie ist in vorteilhafter Weise
derart ausgebildet, daß mit ihrer Hilfe optimale Schweiß-
bzw. Spleißparameter für das thermische Verschweißen von
mindestens zwei Lichtwellenleitern unter konkret gegebenen,
d. h. spezifisch vorliegenden Schweiß- bzw. Spleißbedingungen
(wie zum Beispiel Luftfeuchtigkeit, Luftdruck,
Lufttemperatur, Fasertyp, Elektrodenzustand, usw.) ermittelt
und eingestellt werden können. Die Schweißvorrichtung PV ist
dabei vorzugsweise Bestandteil eines Lichtwellenleiter-
Spleißgerätes, insbesondere Lichtwellenleiter-
Fusionsschweißgerätes.
In die Schweißvorrichtung PV von Fig. 2 werden zunächst zwei
Lichtwellenleiter LW1, LW2 eingelegt. Diese dienen
vorzugsweise als Test-Lichtwellenleiter dazu, für die
jeweiligen, d. h. aktuell vorliegenden Schweißbedingungen
einen optimalen Schweißparametersatz in mindestens einem
Vorversuch zu gewinnen. Unter dem Ausdruck "optimaler
Schweißparametersatz" wird dabei im Rahmen der Erfindung
derjenige Satz von Schweißparametern zur Durchführung
mindestens eines Schweißvorgangs verstanden, bei dem sich bei
den jeweiligen, d. h. momentan vorliegenden Schweißbedingungen
zwischen je zwei Lichtleitfasern eine Schweißverbindung
minimaler Übertragungsdämpfung herstellen läßt. Zum Beispiel
beim Lichtbogenschweißen mittels Glimmentladungen ist
insbesondere mindestens einer der folgenden Schweißparameter
durch entsprechende Variation optimierbar: Vorschweißstrom
bzw. -temperatur, Vorschweißzeitdauer, Längsabstand der
Faserenden während des Vorschweißens, Faservorschub,
Hauptschweiß-Stromstärke, Hauptschweißzeitdauer, und/oder
Elektrodenabstand, usw. . Dieser mindestens eine Vorversuch
dient also vorzugsweise dazu, eine Anpassung, insbesondere
Optimierung von einem oder mehreren Schweißparametern an
etwaig neu vorliegende Schweißbedingungen herbeizuführen.
Erst danach, d. h. nach entsprechend korrigiertem
Schweißparametersatz wird mit der eigentlichen Herstellung
von Faserspleißverbindungen, d. h. der eigentlichen
Verschweißung je zweier miteinander zu verbindender
Lichtleitfasern begonnen. Zur Ermittlung eines optimalen
Schweißparametersatzes werden dabei als Testfasern
zweckmäßigerweise die später eigentlich miteinander zu
verschweißenden, optischen Fasern selbst verwendet.
Gegebenenfalls können als Testfasern auch eigens optische
Fasern verwendet werden, deren Typ, insbesondere
Glasviskosität, vorzugsweise den später miteinander zu
verschweißenden Fasern möglichst entspricht.
Die beiden Test-Lichtwellenleiter LW1, LW2 werden in
zugeordneten Haltevorrichtungen HV1 bzw. HV2 bekannter Bauart
(wie zum Beispiel Manipulatoren) der Schweißvorrichtung PV
gehalten und lagefixiert. Zur besseren Veranschaulichung der
Fixierwirkung der ersten Haltevorrichtung HV1 ist diese in
der linken Bildhälfte von Fig. 2 beispielhaft in geöffnetem
Zustand gezeichnet. Sie weist ein Basisteil BT1 auf, auf
dessen Oberseite eine Längsnut NB1 eingelassen ist. In diese
Längsnut NB1 ist der erste, gecoatete (=
kunststoffbeschichtete) Test-Lichtwellenleiter LW1
eingelegt. Am Basisteil BT1 ist über ein Gelenk GL1,
Scharnier oder dergleichen eine Klappe KL1 angebracht, die in
Richtung auf das Basisteil BT1 zu schwenkbar ist. Auf der
Innenseite der Klappe bzw. des Deckels KL1 ist eine Längsnut
NK1 korrespondierend zur Längsnut NB1 im Basisteil BT1
vorgesehen. Nach Schließen der Haltevorrichtung HV1 wird
somit der erste Test-Lichtwellenleiter LW1 zwischen dem
Basisteil BT1 und dem Deckel bzw. Oberteil KL1 eingeklemmt
und dort festgehalten. Analog dazu fixiert die zweite
Haltevorrichtung HV2 den zweiten, gecoateten Test-
Lichtwellenleiter LW2. Fig. 2 zeigt dabei die
Haltevorrichtung HV2 in der rechten Bildhälfte im
geschlossenen Zustand. Zwischen deren Basisteil BT2 und
Deckel KL2 ist der zweite, gecoatete Test-Lichtwellenleiter
LW2 eingeklemmt und dadurch festgehalten. Der Deckel KL2 ist
dabei mit Hilfe eines Gelenks GL2 am Basisteil BT2 schwenkbar
angebracht. Zur Lagepositionierung des zweiten Test-
Lichtwellenleiters LW2 ist auf der Innenseite, hier der
Oberseite des Basisteils BT2 eine Längsnut NB2 sowie
korrespondierend dazu auf der Innenseite, hier der
Unterseite, des Deckels KL2 eine Längsnut NK2 eingelassen.
Jeder Test-Lichtwellenleiter LW1, LW2 steht aus seiner
zugehörigen Haltevorrichtung HV1, HV2 mit einer vorgebbaren
Endlänge frei heraus. Dabei ist die Kunststoff-Beschichtung
(= primäres und/oder sekundäres Coating) CO1 bzw. CO2 des
jeweiligen Test-Lichtwellenleiters LW1 bzw. LW2 entlang
einem vorgebbaren Endabschnitt entfernt, so daß dort entlang
einer vorgebbaren Endlänge jeweils die Lichtleitfaser bzw.
optische Faser des jeweiligen Test-Lichtwellenleiters LW1
bzw. LW2 blank freiliegt. Damit stehen sich eine erste
optische Testfaser bzw. Test-Lichtleitfaser FE1 sowie eine
zweite optische Testfaser FE2 gegenüber. Insbesondere werden
der erste sowie der zweite Test-Lichtwellenleiter LW1, LW2
zunächst derart zueinander positioniert, daß sich ihre
stirnseitigen Enden in einem vorgebbaren Längsabstand LA
(siehe Fig. 3) gegenüberstehen. Der jeweilige Test-
Lichtwellenleiter LW1 bzw. LW2 erstreckt sich dabei
vorzugsweise im wesentlichen entlang einer Geradenlinie.
Die beiden Haltevorrichtungen HV1, HV2 sind auf einer
gemeinsamen Grundplatte GP angeordnet. Dabei ist mindestens
eine der beiden Haltevorrichtungen HV1 bzw. HV2, hier im
vorliegenden Beispiel HV2, in mindestens eine Raumrichtung
quer, insbesondere senkrecht zur jeweiligen Faserlängsachse
verschiebbar ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ist
angenommen, daß die zweite Haltevorrichtung HV2 Bewegungen in
alle drei Raumrichtungen, nämlich x, y, z eines kartesischen
Koordinatensystems zuläßt. Die Raumrichtung z gibt dabei eine
Längsrichtung vor, parallel zu der sich jede der beiden
Testfasern FE1, FE2 ausrichten läßt. Entlang der z-Richtung
lassen sich die beiden Testfasern FE1, FE2 aufeinander zu
oder voneinander wegverfahren. Insbesondere entspricht die z-
Richtung einer gewünschten Ausrichtlinie, entlang der später-
nach Durchführung des Vorversuchs - die eigentlich
miteinander zu verschweißenden Fasern bezüglich ihrer
Außenkonturen und/oder Faserkerne möglichst fluchtend
aufeinander ausgerichtet werden sollen. Die Raumrichtung x
verläuft in Querrichtung zur Längserstreckung der beiden
Lichtwellenleiter LW1, LW2, insbesondere senkrecht, das heißt
orthogonal zur Raumrichtung z. Die plane Grundplatte GP liegt
dabei insbesondere parallel zu der von der x sowie z-
Raumrichtung aufgespannten Ebene. Die Raumrichtung y steht
senkrecht zu dieser x, z-Ebene, d. h. sie verläuft nach oben
oder unten. Die Verschiebung der zweiten Haltevorrichtung HV2
in die entsprechende Raumrichtung x, y oder z wird mit Hilfe
eines Stellgliedes SG2 vorgenommen, das seine Steuersignale
von einer Auswerte-/Steuereinrichtung COM über eine
Steuerleitung SL2 erhält. Die Verschiebewirkung des
Stellgliedes SG2 auf die zugeordnete Haltevorrichtung HV2 ist
in der Fig. 2 mit Hilfe eines Wirkpfeils WP2 schematisch
angedeutet.
Um den jeweiligen, aktuellen Lageversatz der beiden Test-
Lichtleitfasern FE1, FE2 quer, insbesondere orthogonal,
bezüglich ihrer Längserstreckung, d. h. deren momentanen,
lateralen Ausrichtzustand aufeinander erfassen zu können, ist
in der Fig. 2 dem Bereich KS* der sich gegenüberstehenden
Faserenden FE1, FE2 ein optisches Abbildungssystem bzw.
Bildverarbeitungssystem VK, insbesondere eine Videokamera,
zugeordnet. Insbesondere eignet sich dafür ein
Bildverarbeitungssystem, wie es in der US-PS 5,011,259 nach
Funktion und Wirkungsweise detailliert angegeben ist. Dort
werden die Lichtleitfaserenden mit Licht durchleuchtet, wobei
sie jeweils wie Zylinderlinsen für das sie hindurchdringende
Licht wirken. In der Fig. 2 ist das optische Abbildungs-
bzw. Aufnahmesystem VK der zeichnerischen Einfachheit halber
oberhalb der Grundplatte GP lediglich schematisch angedeutet.
Das optische Abbildungssystem VK ist über eine Meßleitung ML
mit der Auswerte-/Steuereinrichtung COM verbunden, um die von
ihm aufgenommenen Bildinformationen auswerten zu können. Mit
Hilfe des optischen Abbildungssystems VK ist es also
ermöglicht, für die jeweilige Lichtleitfaser, hier-die
Testfasern FE1 bzw. FE2, jeweils ein optisches Abbild bzw.
Projektionsbild in mindestens einer Betrachtungsebene zu
erfassen und dessen Bildinformation zur Auswertung
bereitzustellen. In der Fig. 2 ist das optische Abbildungs-
und Aufnahmesystem VK derart bezüglich der Testfasern FE1,
FE2 angeordnet, daß deren Projektionsbilder beispielsweise in
der x, z-Lageebene aufgenommen werden können. Analog dazu
kann gegebenenfalls auch in anderen Betrachtungsebenen, wie
zum Beispiel in der y, z-Ebene von Fig. 2, die senkrecht zur
x, z-Betrachtungsebene liegt, ein etwaiger lateraler Versatz
der beiden Testfasern FE1, FE2 gegeneinander erfaßt werden.
Auf diese Weise kann ein etwaiger Versatz der Testfasern
gegeneinander mehrdimensional, das heißt in mehreren
verschiedenen Betrachtungsebenen erfaßt werden. Insbesondere
kann der räumliche, radiale Gesamtversatz der beiden Test-
Faserenden zueinander dadurch ermittelt werden, daß deren
relative örtliche Lage zueinander in mindestens zwei
Betrachtungsebenen ermittelt wird.
Die Relativlage der beiden Faserabbildungen in der jeweiligen
Betrachtungsebene zueinander wird bei der Schweißvorrichtung
PV von Fig. 2 mit Hilfe einer Anzeigeeinrichtung,
insbesondere einem Display DP visualisiert. Die
Anzeigeeinrichtung DP ist dazu über eine Datenleitung VL4 mit
der Auswerte-/Steuereinrichtung COM verbunden. Das Display DP
zeigt schematisch die Abbildungen AB1, AB2 der beiden Test-
Faserenden FE1, FE2 beispielhaft in der x, z-
Betrachtungsebene als rechteckförmige Streifen und zwar mit
einem lateralen Versatz ihrer Außenkonturen in x-Richtung.
Selbstverständlich kann es auch zweckmäßig sein, den
aktuellen Ausrichtzustand der beiden Test-
Lichtleitfaserenden FE1, FE2 aufeinander mit Hilfe anderer
Meßmittel zu erfassen. In der Fig. 2 sind die Komponenten
(wie zum Beispiel BK1, BK2, TR, LEL, LE3, LE4) eines solchen
zusätzlichen oder alternativen Systems für die Bestimmung des
radialen Versatzes der beiden Test-Lichtleitfasern FE1, FE2
gegeneinander strichpunktiert mit eingezeichnet. Es weist
einen optischen Sender TR, insbesondere eine Laserdiode, auf,
die mit Hilfe eines Biegekopplers BK1 an den ersten Test-
Lichtwellenleiter LW1 angekoppelt ist. Der Biegekoppler BK1
ist dabei bei Blickrichtung von links nach rechts vor der
Haltevorrichtung HV1 angeordnet. Anteile des Sende-
Strahlungsfeldes SSF des optischen Senders TR werden
sendeseitig, (hier in der Fig. 2 in der linken Bildhälfte)
in den ersten Test-Lichtwellenleiter LW1 unter Zuhilfenahme
dieses Biegekopplers BK1 in Richtung auf dessen freigelegten
Test-Lichtleitfaser FE1 eingekoppelt. Die Ansteuerung des
optischen Senders TR kann von der Auswerte-/Steuereinrichtung
COM über eine Steuerleitung LE3 erfolgen. Auf diese Weise
durchläuft in der Fig. 2 ein Meßlicht ML die erste optische
Testfaser FE1 und wird in die gegenüberstehende Test-
Lichtleitfaser FE2 übergekoppelt. Anteile dieses Meßlichts ML
können deshalb nach Durchlaufen der Test-Lichtleitfaser FE2
empfangsseitig mit Hilfe eines zweiten Biegekopplers BK2
ausgekoppelt werden, der in der rechten Bildhälfte von Fig.
2 nach der zweiten Haltevorrichtung HV2 angeordnet ist. Das
Empfangsstrahlungsfeld ESF dieser empfangsseitig
ausgekoppelten Meßlichtanteile wird in der Fig. 2 mit Hilfe
mindestens eines lichtempfindlichen Elements LEL,
insbesondere einer Fotodiode, erfaßt und über eine Meßleitung
LE4 an die Auswerte-/Steuereinrichtung COM zur Auswertung
weitergeleitet. Auf diese Weise ist es ermöglicht,
Veränderungen des über die beiden Test-Lichtleitfasern FE1,
FE2 geschickten Meßlichts ML zu bestimmen und diese
Veränderungen als Maß für einen etwaigen radialen Versatz der
beiden Test-Lichtleitfasern FE1, FE2 gegeneinander
heranzuziehen. Insbesondere kann es dabei zweckmäßig sein,
die Dämpfung des über die beiden Test-Lichtleitfasern FE1,
FE2 transmittierten, das heißt übergekoppelten Meßlichtes ML
mit Hilfe der in der US-PS 5,078,489 beschriebenen Meßmethode
("LID-Verfahren = "Light Injection and Detection") zu
bestimmen. Je nach Grad des radialen Versatzes der-beiden
Test-Lichtleitfasern FE1, FE2 gegeneinander, wird eine
Dämpfungserhöhung bei der Lichtüberkopplung bzw.
Lichtübertragung verursacht. Je größer der radiale Versatz
der beiden Lichtleitfaserenden FE1, FE2 gegeneinander wird,
desto größer wird auch die Dämpfung, so daß eine eindeutige
Zuordnung zwischen der zeitlichen Aufnahme des
Dämpfungsverlaufs und dem Grad des radialen Lageversatzes der
beiden Test-Lichtleitfasern FE1, FE2 gegeneinander möglich
ist.
Fig. 3 zeigt in einer gemeinsamen Betrachtungs- bzw.
Lageebene - wie zum Beispiel der x, z-Ebene von Fig. 2 - die
beiden Test-Lichtleitfasern FE1 bzw. FE2 im Bereich ihrer
Stirnseiten in schematischer sowie vergrößerter Darstellung
jeweils in Form eines rechteckförmigen Streifens. Zur
besseren Veranschaulichung ist in der Fig. 3 zusätzlich der
Verlauf des Faserkerns (core) KE1 bzw. KE2 der jeweiligen
Test-Lichtleitfaser FE1 bzw. FE2 mit eingezeichnet. Der
jeweilige Faserkern (core) KE1 bzw. KE2 verläuft im
wesentlichen zentrisch im Inneren des Mantelglases (cladding)
MA1 bzw. MA2 der jeweiligen Test-Lichtleitfaser FE1 bzw.
FE2. Räumlich betrachtet heißt das, daß die jeweilige Test-
Lichtleitfaser FE1 bzw. FE2 einen im wesentlichen
kreiszylinderförmigen Faserkern KE1 bzw. KE2 in ihrem Zentrum
aufweist, auf dem das Mantelglas MA1 bzw. MA2 als
kreiszylinderförmige Beschichtung auf sitzt.
Die Stirnflächen der beiden Test-Lichtleitfasern FE1 bzw.
FE2 werden zunächst in einem ersten Schritt derart zueinander
positioniert, daß sie sich mit einem vorgebbaren Längsabstand
LA gegenüberstehen. Die beiden Test-Lichtleitfasern FE1 bzw.
FE2 erstrecken sich dabei im wesentlichen geradlinig entlang
der z-Richtung (siehe auch Fig. 2). Dann werden sie in
einem nächsten Schritt derart aufeinander ausgerichtet, daß
ihre Außenkonturen AK1 bzw. AK2 um einen vorgebbaren
lateralen Anfangsversatz AV - hier in der x, z-
Betrachtungsebene in x-Richtung - gegeneinander verschoben
sind, d. h. bezogen auf ihre jeweilige Faserlängserstreckung
sind ihre Außenkonturen AK1, AK2 in radialer Richtung um
einen vorgebbaren Querabstand AV gegeneinander gerückt bzw.
versetzt. Allgemein ausgedrückt werden also die beiden
Testfasern zur Durchführung des Vorversuchs zunächst in
mindestens einer gemeinsamen Lageebene in definierter Weise
in radialer Richtung (bezogen auf ihre jeweilige
Faserlängsachse) zueinander fehlpositioniert, so daß zwischen
ihren Außenkonturen ein bestimmter, anfänglicher
Lateralversatz vorgegeben ist. Bei der Schweißvorrichtung PV
von Fig. 2 weist dazu die Auswerte-/Steuereinrichtung COM
das Stellglied SG2 über die Steuerleitung SL2 an, die zweite
Haltevorrichtung HV2 (mit der zweiten Testfaser FE2)
gegenüber der feststehenden ersten Haltevorrichtung HV1 (mit
der ersten Testfaser FE1) entsprechend in x-Richtung zu
verschieben. Wird gegebenenfalls auch in der y, z-Ebene ein
definierter Anfangsversatz zwischen den Außenkonturen der
beiden Testfasern FE1, FE2 gewünscht, so kann mit Hilfe des
Stellglieds SG2 die Haltevorrichtung HV2 mit der auf ihr
fixierten zweiten Testfaser FE2 entsprechend in y-Richtung
verschoben werden.
Allgemein ausgedrückt werden die beiden Testfasern also mit
Hilfe von Positioniermitteln in mindestens einer
Betrachtungsebene relativ zueinander quer, insbesondere
orthogonal zu ihrer Längserstreckung derart verschoben und in
eine solche Ausgangslage zueinander gebracht, daß sich in
dieser Betrachtungsebene zwischen ihren Außenkonturen ein
definierter, lateraler Anfangsversatz ergibt.
Der Anfangsversatz AV wird vorzugsweise höchstens so groß
gewählt, daß sich die beiden Testfasern beim Zusammenfahren
in Faserlängsrichtung noch stirnseitig kontaktieren lassen.
Bevorzugt wird die laterale Fehlpositionierung der beiden
Testfasern derart vorgenommen, daß der radiale Anfangsversatz
AV höchstens etwa gleich der Hälfte des Außendurchmessers der
jeweiligen Testfaser entspricht.
Die derart vorab in radialer Richtung fehlpositionierten
sowie in vorgebbarem Längsabstand voneinander angeordneten
Test-Lichtleitfasern FE1 bzw. FE2 werden anschließend mit
Hilfe einer Heizeinrichtung, insbesondere thermischen
Wärmequelle, im Bereich ihrer Stirnflächen auf
Erweichungstemperatur vorerwärmt (= Vorschweißvorgang),
insbesondere lediglich oberflächlich angeschmolzen.
Dazu sind in der Fig. 2 dem Zwischenraum zwischen den beiden
Haltevorrichtungen HV1, HV2 zum Beispiel zwei
Schweißelektroden EL1, EL2 derart zugeordnet, daß sich
zwischen ihnen ein sogenannter Lichtbogen durch
Glimmentladungen queraxial, insbesondere senkrecht, zur
axialen Längserstreckung der beiden Test-Lichtleitfasern
FE1, FE2 ausbilden kann. Der Verlauf des Bereichs, in dem
sich jeweils ein Lichtbogen zwischen den beiden Elektroden
EL1, EL2 ausbreiten kann, (= Erwärmungs- bzw. Schweißbereich)
ist in der Fig. 2 der zeichnerischen Einfachheit halber
lediglich in Form einer langgestreckten, strichpunktierten
Ellipse angedeutet und mit LB bezeichnet. Während die
Elektrode EL1 der einen Längsseite der beiden Test-
Lichtleitfasern FE1, FE2 zugeordnet ist, befindet sich die
Elektrode EL2 auf der der Schweißelektrode EL1
gegenüberliegenden Längsseite der Lichtleitfasern FE1, FE2.
Insbesondere liegt die erste Schweißelektrode EL1 der zweiten
Schweißelektrode EL2 um etwa 180° versetzt gegenüber. Die
jeweilige Schweißelektrode EL1 bzw. EL2 ist über eine
zugehörige Stromleitung EL1 bzw. LE2 an eine Spannungsquelle
SQ angeschlossen, die vorzugsweise Bestandteil der Auswerte-
/Steuereinrichtung COM ist. Die Spannungsquelle SQ ist in der
Fig. 2 der zeichnerischen Einfachheit halber lediglich
symbolisch angedeutet. In die Stromleitung LE2 ist in der
Fig. 2 ein Strommeßgerät MG eingefügt, das die
Entladestromstärke IS der Glimmentladungen zwischen den
beiden Elektroden EL1, EL2 mißt und anzeigt. Das Meßgerät ME
kann dabei vorzugsweise in die Auswerte-/Steuereinrichtung
COM integriert sein, so daß dort die gemessenen
Entladestromstärken der Glimmentladungen sowie deren
zugehörige Entladezeitdauern zur Auswertung bereitgestellt
sind.
Während die lateral zueinander versetzt positionierten
Testfasern FE1, FE2 derart vorerwärmt und stirnseitig
angeschmolzen werden und/oder nachdem diese
fehlpositionierten Testfasern derart vorerwärmt und
stirnseitig angeschmolzen worden sind, werden sie in z-
Richtung aufeinander zubewegt, bis sie sich stirnseitig
kontaktieren. Bei der Schweißvorrichtung PV von Fig. 2 wird
dazu die zweite Haltevorrichtung HV2 mit Hilfe des
Stellgliedes SG2 in z-Richtung auf die ortsfest angebrachte,
erste Haltevorrichtung HV1 soweit zu verfahren, bis die
beiden, vorzugsweise in Form eines dünnen Oberflächenfilms
angeschmolzenen Faserenden erstmalig miteinander in Berührung
kommen. Die entsprechende Betätigung des Stellgliedes SG2
erfolgt dabei über die Steuerleitung SL2 durch die Auswerte-
/Steuereinrichtung COM.
Fig. 4 zeigt - passend zur Betrachtungsebene von Fig. 3
ebenfalls in der x, z-Betrachtungsebene - in schematischer
sowie vergrößerter Darstellung den Bereich um die
Kontaktierungsstelle KS der beiden, in radialer Richtung
absichtlich fehlpositionierten Testfasern FE1, FE2
unmittelbar nach dem Zusammenbringen deren Stirnflächen
(="Offsetspleiß"). An der Kontaktierungsstelle KS kommt es
lediglich an den Stirnseiten der beiden Test-Lichtleitfasern
FE1, FE2 zu einer Verschmelzung des erweichten, zähflüssig
gemachten Glasmaterials. Auf diese Weise haften die beiden
Testfasern FE1, FE2 stirnseitig aneinander, wobei zwischen
ihren Außenkonturen AK1, AK2 zunächst der vorgegebene,
radiale Anfangsversatz AV vorliegt. Vorzugsweise werden die
beiden Test-Lichtleitfasern FE1, FE2 während dieser
Schmelzverklebung ihrer Stirnflächen mit leichtem
Faserüberhub ineinandergefahren. Auf diese Weise ist zunächst
ohne Rücksicht auf die Zugfestigkeit der Schmelzverklebung
ein "Offsetspleiß" mit definiertem, radialem Anfangsversatz
seiner Test-Lichtleitfasern gebildet.
Das Glasmaterial im Bereich der Kontaktierungsstelle KS der
beiden stirnseitig miteinander schmelzverklebten Faserenden
FE1, FE2 wird nun anschließend derart durcherwärmt,
insbesondere bis zum jeweiligen Faserzentrum derart
aufgeschmolzen (= Hauptschweißen), daß es durch die
Oberflächenspannung des geschmolzenen Glasmaterials zu einer
Glättung des unstetigen, treppenförmigen Anfangsversatzes AV
zwischen den Außenkonturen der beiden Test-Lichtleitfasern
FE1, FE2 kommt. Dort setzt also ein Abrundungseffekt ein. Das
zähflüssig gemachte Glasmaterial fließt dabei aufgrund seiner
Oberflächenspannung insbesondere in diejenigen Bereiche, wo
am Außenumfang bei der Kontaktierungsstelle KS ein
Materialdefizit vorliegt. Dadurch wird der sprungartige,
insbesondere unstetige Absatz zwischen den Außenkonturen der
beiden stirnseitig aneinandergehefteten Test-Faserenden FE1,
FE2 in der Betrachtungsebene von Fig. 4 eingeebnet. Der
Glasfluß ist in der Fig. 4 durch Pfeile MF veranschaulicht.
Die Wärmenachbehandlung, d. h. Fertigstellung des
"Offsetspleißes" führt somit zu einer Glättung der
Außenkonturen der Faserenden FE1, FE2 im Bereich deren
Kontaktierungsstelle KS und damit zu einer Verringerung des
Anfangsversatzes AV (vergleiche Fig. 5) bis zu einem
verbleibenden Restversatz RV. Dieser Restversatz RV kann dann
zum Beispiel mit Hilfe der Bildverarbeitungseinrichtung VK
von Fig. 2 erfaßt und zur Bestimmung optimaler Schweiß- bzw.
Spleißparameter herangezogen werden.
Fig. 5 veranschaulicht in schematischer sowie vergrößerter
Darstellung in der x, z-Betrachtungsebene die sich ergebende
Glättung der Außenkonturen der beiden Test-Lichtleitfasern
FE1, FE2 im Bereich deren Kontaktierungsstelle KS, nachdem
beide Testfasern miteinander verschmolzen worden sind.
Durch den Glasfluß MF wird eine Art Selbstzentrierung der
beiden Test-Faserenden FE1, FE2 aufeinander zu bewirkt, so
daß zwischen deren Außenkonturen lediglich ein radialer
Restversatz RV übrigbleibt, der kleiner als der vorgegebene,
radiale Anfangsversatz AV ist. Mit anderen Worten heißt das,
daß durch die Oberflächenspannung des zähflüssig gemachten
Glasmaterials (Mantelglas und/oder Kernglas) eine Verformung
bzw. Verbiegung der Test-Lichtleitfaserenden FE1, FE2
dahingehend bewirkt wird, daß diese sich in erster Näherung
bis auf den verbleibenden, radialen Restversatz RV selbsttätig
fluchtend aufeinander ausrichten. Durch diesen
Selbstzentriereffekt können auch die ursprünglich um den
Anfangsversatz AV lateral gegeneinander versetzten Faserkerne
KE1, KE2 im zähflüssig gemachten Mantelglas derart
aufeinander zubewegt bzw. verformt werden, daß diese
stirnseitig miteinander verschmelzen. Während also die
Faserkerne KE1, KE2 vor Durchführung der Glättung der
Außenkonturen der Test-Lichtleitfaserenden FE1, FE2 einen
vorgebbaren radialen Versatz zueinander aufweisen (wie in
Fig. 4 dargestellt), sind sie nach Durchführung der Glättung
über die Kontaktierungsstelle KS hinweg durchgängig
miteinander verbunden (wie in Fig. 5 dargestellt). Beim
eigentlichen Verschmelzen bzw. Verschweißen der Test-
Faserenden FE1, FE2 werden diese also derart verformt, daß
sich ihre Außenkonturen sowie ihre Faserkerne KE1, KE2
annäherungsweise entlang einer gemeinsamen gedachten
Fluchtgeraden erstrecken, wobei der Restversatz RV verbleibt.
Der Selbstzentriereffekt macht sich z. B. auch in einer
Abnahme der Dämpfung von Meßlicht wie z. B. ML (siehe Fig. 2)
bemerkbar, das gegebenenfalls über die Verbindungs- bzw.
Kontaktierungsstelle KS hinweg geführt werden kann.
Als Meßgröße für die Fasererwärmung kann somit in
vorteilhafter Weise die Stärke des Selbstzentriereffekts des
zähflüssig gemachten Glasmaterials benutzt werden. Es kann
also die durch den jeweiligen Schweißvorgang selbst bewirkte,
versatzreduzierende Wirkung ausgewertet und Rückschlüsse auf
die an den Fasern tatsächlich wirksam werdende Hitzemenge
abgeleitet. Der Grad der Verringerung des definiert
vorgebbaren Anfangsversatzes AV - vorzugsweise ausgedrückt
durch den verbleibenden Restversatz RV - kann dann in
vorteilhafter Weise als Maß für die Glasviskosität
herangezogen werden, die sich unter den jeweilig aktuell
vorliegenden Schweißbedingungen (wie zum Beispiel
Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Lufttemperatur, Fasertyp,
Elektrodenzustand, usw.) sowie unter den gegebenen
Schweißparametern (wie zum Beispiel Schweißstromstärke,
Schweißzeitdauer, usw.) ergibt. Die sich einstellende
Glasviskosität ist dabei ein Maß für die thermische Wärme,
die tatsächlich an den Testfasern bei den eingestellten
Schweißparametern wirksam wird. Insbesondere entspricht die
Glasviskosität, die für eine optimale Verschweißung zweier
Lichtleitfasern erforderlich ist, einer bestimmten
Verringerung des vorgebbaren Anfangsversatzes AV, das heißt
einer definierten Differenz zwischen dem Anfangsversatz AV
und dem Restversatz RV. Allgemein ausgedrückt lassen sich
also indirekt aus dem Reduzierungsgrad des vorgegebenen
Anfangsversatzes eines "Offsetspleißes" Rückschlüsse für die
Wahl eines optimalen Schweißparametersatzes zur Herstellung
einer thermischen Schweißverbindung zwischen zwei
Lichtleitfasern ziehen.
Die versatzreduzierende Wirkung des jeweiligen
Schweißvorgangs an den Testfasern wird zweckmäßigerweise
dadurch erfaßt, daß für die jeweilige Testfaser FE1 bzw. FE2
ein optisches Abbild in mindestens einer Projektionsebene -
wie hier in der x, z-Betrachtungsebene - erzeugt sowie
aufgenommen wird. Bei der Schweißvorrichtung PV von Fig. 2
ist dazu das optische Abbildungs- und Aufnahmesystem VK
vorgesehen, das die Bildinformation der Faserabbildungen zur
Auswertung an die Auswerte-/Steuereinrichtung COM
bereitstellt. Aus der Bildinformation der beiden Testfasern
kann dann mindestens ein Kriterium für die durch den
jeweiligen Schweißvorgang bewirkte Versatzreduzierung
ermittelt werden.
Als ein Kriterium für die Versatzreduzierung kann
insbesondere der Restversatz RV ermittelt werden, der
zwischen den Außenkonturen AK1, AK2 der beiden Testfasern
FE1, FE2 nach dem jeweiligen Schweißvorgang verbleibt.
Weiterhin kann als Kriterium für die Versatzreduzierung
gegebenenfalls auch die Differenz (AV-RV) zwischen dem
Anfangsversatz AV und dem Restversatz RV ermittelt werden,
der zwischen den Außenkonturen AK1, AK2 der beiden Testfasern
FE1, FE2 nach dem jeweiligen Schweißvorgang verbleibt.
Insbesondere ist folgende, zeitliche Abfolge von
Verfahrensschritten bei der Durchführung des jeweiligen
Vorversuchs zur Optimierung des Schweißparametersatzes
zweckmäßig:
- a) Faservorbereitung und Positionierung zweier Testfasern wie für eine normale, herkömmliche Schweißverbindung.
- b) Einstellung eines definierten, lateralen Anfangsversatzes
zwischen den Außenkonturen der beiden Testfasern in
mindestens einer Lageebene.
Dieser Anfangsversatz wird zweckmäßigerweise in der Größenordnung von höchstens etwa gleich der Hälfte des Außendurchmessers der jeweilig verwendeten Test- Lichtleitfaser gewählt. Bei einem typischen Faseraußendurchmesser von etwa 125 µm liegt also der Anfangsversatz vorzugsweise in der Größenordnung bis zu etwa 62,5 µm. - c) Fusionsverschweißen mit folgenden Einzelschritten:
Die beiden gezielt fehlpositionierten Test-Lichtleitfasern werden zunächst vorgeschweißt. Dazu sind die beiden Testfaserenden zunächst in vorgebbarem Längsabstand voneinander entfernt. Die Testfasern werden dann an ihren Stirnseiten vorzugsweise nur oberflächlich angeschmolzen, d. h. lediglich dort auf Erweichungstemperatur gebracht. Dabei oder danach werden die vorerwärmten, angeschmolzenen Stirnseiten der Test-Lichtleitfasern unter Vorschub aufeinander zu, d. h. gegeneinander verfahren, bis sie sich stirnseitig kontaktieren. Die bezüglich ihrer Außenkonturen gezielt fehlpositionierten Testfasern bilden somit eine "Offset"-Spleißverbindung. Gegebenenfalls können die beiden vorerwärmten, d. h. vorerweichten Testfasern gar mit Überhub ineinandergefahren werden. Schließlich werden die sich einander kontaktierenden, gezielt fehlpositionierten Test- Faserenden miteinander zur eigentlichen zugfesten Spleißverbindung verschmolzen (= Hauptschweißen), d. h. der "offset"-Spleiß fertiggeschweißt, wodurch eine versatzreduzierende Wirkung einsetzt. - d) Ermittlung des verbleibenden, lateralen Restversatzes zwischen den miteinander verschweißten Testfasern, d. h. des fertiggeschweißten "Offset"-Spleißes, in mindestens einer Betrachtungsebene sowie Auswertung der lateralen Versatzreduzierung zur Gewinnung, insbesondere Errechnung, optimierter Schweißparameter. Vorzugsweise wertet dazu die Auswerte-/Steuereinrichtung wie zum Beispiel COM des Spleißgeräts von Fig. 2 den zeitlichen Verlauf der Entladestromstärke IS aus und setzt diesen in vorteilhafter Weise mit der jeweilig bewirkten Verringerung bzw. Reduzierung des vorgegebenen Anfangsversatzes AV in Beziehung.
Insbesondere können folgende Vorgehensweisen zur
automatischen Ermittlung eines optimalen
Schweißparametersatzes zweckmäßig sein:
- 1) Zur Herstellung eines "Offset"-Testspleißes werden die Schweißparameter anfänglich fest vorgegeben oder vom Benutzer fest eingestellt. Prinzipiell können also zunächst irgendwelche, zum Schmelzen des Glasmaterials ausreichende Schweißparameterwerte eingestellt werden. Insbesondere werden für diesen ersten Schweißparametersatz (wie z. B. Schweißstrom, Schweißzeit usw.) Standardwerte vorgegeben, die in der Regel für ein Aufschmelzen des Glasmaterials der Testfasern ausreichend sind. Dann wird ein "Offsetspleiß" gemäß vorstehend beschriebener Ausführungen mit diesem ersten Schweißparametersatz hergestellt, d. h. zwei miteinander zu verbindende Test-Lichtleitfasern werden mit einem vorgebbaren, lateralen Anfangsversatz AV in definierter Weise in mindestens einer Lageebene fehlpositioniert, diese fehlpositionierten Faserenden stirnseitig miteinander kontaktiert und ggf. dort schmelzverklebt. Erst dann werden die beiden Testfasern eigentlich miteinander verschweißt (= Hauptschweißen), d. h. an ihrer Kontaktierungsstelle auf Erweichungstemperatur gebracht und zwar mit Hilfe des erstmalig vorgegebenen Schweißparametersatzes, so daß ihre Glasmaterialen miteinander verschmelzen. (Der "Offset"-Spleiß wird also fertiggeschweißt, insbesondere vollständig durcherwärmt und dabei radial nach innen ganz geschmolzen.) Aus dem sich dabei letztlich einstellenden Restversatz RV kann in vorteilhafter Weise auf die Wirkung der Wärmequelle unter den momentan vorliegenden Schweißbedingungen, d. h. auf die Hitzeenergie, die an den Testfasern aufgrund des ersten festgelegten Schweißparametersatzes tatsächlich wirksam wird, beschlossen werden. Aus mindestens einer vorher festgelegten Kennlinie läßt sich dann in Abhängigkeit von diesem ermittelten Restversatz die erforderliche Korrektur des Schweißparametersatzes, d. h. mindestens eines der Schweißparameter, zu dessen Optimierung ablesen oder mit Hilfe der Auswerte-/Steuereinrichtung COM von Fig. 2 automatisch durchführen.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein mögliches
Kennlinienfeld zur Korrektur und Optimierung z. B. des
Schweißstroms. Entlang der Abzisse des Kennlinienfeldes ist
dabei der jeweilig verbleibende, laterale Restversatz RV
aufgetragen, der sich nach Fertigstellung des jeweiligen
"Offset"-Testspleißes ergibt; der Ordinaten des
Kennlinienfeldes ist ein Schweißstrom-Korrekturwert ΔI
zugeordnet. Dieses Kennlinienfeld kann entweder rechnerisch
anhand theoretischer Überlegungen oder empirisch anhand von
Vorversuchen ermittelt werden.
Um in der Praxis ein Kennlinienfeld z. B. zur
Schweißstromkorrektur aufzunehmen, wird für jeden der
durchzuführenden Test-Schweißvorgänge zweckmäßigerweise
möglichst dieselbe Schweißzeitdauer verwendet, d. h. es wird
für die Vielzahl von durchzuführenden Test-Schweißvorgängen
nachfolgend die gleiche Schweißzeitdauer konstant
beibehalten. Folgende Vorgehensweise kann zur Ermittlung
einer Korrektur-Kennlinie für den Schweißstrom zweckmäßig
sein:
Zunächst werden bei ersten, vorgegebenen Schweißbedingungen, insbesondere bei einem ersten Luftdruckwert, zwei Testfasern bezüglich ihrer Außenkonturen möglichst fluchtend aufeinander ausgerichtet, stirnseitig zusammengebracht und dann bei einem bestimmten ersten Schweißstromwert miteinander verschweißt (= "normaler Testspleiß"). Solche Testspleiße werden unter Variation des Schweißstroms bei diesen ersten, konstant gehaltenen Schweißbedingungen solange wiederholt, bis sich ein optimaler Schweißstromwert findet, bei dem die fertige Schweißverbindung eine minimale Übertragungsdämpfung aufweist. Dieser empirisch gefundene optimale Schweißstromwert wird festgehalten. Dann werden erneut zwei Testfasern bei den ersten, konstant gehaltenen Schweißbedingungen miteinander verschweißt. Allerdings werden die beiden Testfasern jetzt mit einem vorgebbaren, lateralen Anfangsversatz zueinander angeordnet und dann mit dem für die ersten Schweißbedingungen ermittelten optimalen Schweißstromwert miteinander verschweißt (="Offsetspleiß"). Danach wird der verbleibende, optimale Restversatz zwischen den Außenkonturen der Testfasern bestimmt und aufgezeichnet. Der optimale Restversatz ist in der Fig. 1 mit ORV bezeichnet.
Zunächst werden bei ersten, vorgegebenen Schweißbedingungen, insbesondere bei einem ersten Luftdruckwert, zwei Testfasern bezüglich ihrer Außenkonturen möglichst fluchtend aufeinander ausgerichtet, stirnseitig zusammengebracht und dann bei einem bestimmten ersten Schweißstromwert miteinander verschweißt (= "normaler Testspleiß"). Solche Testspleiße werden unter Variation des Schweißstroms bei diesen ersten, konstant gehaltenen Schweißbedingungen solange wiederholt, bis sich ein optimaler Schweißstromwert findet, bei dem die fertige Schweißverbindung eine minimale Übertragungsdämpfung aufweist. Dieser empirisch gefundene optimale Schweißstromwert wird festgehalten. Dann werden erneut zwei Testfasern bei den ersten, konstant gehaltenen Schweißbedingungen miteinander verschweißt. Allerdings werden die beiden Testfasern jetzt mit einem vorgebbaren, lateralen Anfangsversatz zueinander angeordnet und dann mit dem für die ersten Schweißbedingungen ermittelten optimalen Schweißstromwert miteinander verschweißt (="Offsetspleiß"). Danach wird der verbleibende, optimale Restversatz zwischen den Außenkonturen der Testfasern bestimmt und aufgezeichnet. Der optimale Restversatz ist in der Fig. 1 mit ORV bezeichnet.
Anschließend werden die Schweißbedingungen geändert und für
diese zweiten Schweißbedingungen, insbesondere einen zweiten
Luftdruckwert, der verbleibende laterale Restversatz für
einen weiteren "Offsetspleiß" zweier Testfasern ermittelt.
Ergibt sich ein veränderter, nicht optimaler Restversatz so
wird ein "normaler Spleiß" (wie oben beschrieben) durch
Variation des Schweißstroms so oft wiederholt, bis
schließlich eine Schweißverbindung minimaler
Übertragungsdämpfung hergestellt wird. Diesem Restversatz
wird dann dieser neu ermittelte Schweißstromwert zugeordnet,
der sich durch einen Korrekturwert ΔI vom optimalen
Schweißstromwert unterscheidet. Durch entsprechendes
Wiederholen dieser Meßprozedur bei unterschiedlichen
Schweißbedingungen kann schließlich durch
Funktionenapproximation eine Stromkorrektur-Kennlinie wie
z. B. IS1 von Fig. 1 gewonnen werden.
In der Fig. 1 ist die Korrekturkennlinie IS1 vereinfacht
einer Geraden mit positiver Steigung angenähert. Sie verläuft
bezüglich dem optimalen Restversatz ORV spiegelsymmetrisch.
Bei verschiedenen, jeweils fix eingestellten
Schweißzeitdauern kann sich ggf. eine Kennlinienschar zur
Korrektur des Schweißstroms ergeben. In der Fig. 1 sind
deshalb drei weitere Korrekturkennlinien IS2 mit IS4
eingezeichnet, die verschiedenen Schweißzeitdauern zugeordnet
sind. Für sie ist jeweils in erster Näherung eine
Geradenlinie positiver Steigung angenommen. Die verschiedenen
Korrektur-Kennlinien IS1 mit IS4 weisen unterschiedliche
Steigungen auf und schneiden sich alle im gemeinsamen
Schnittpunkt beim optimalen Restversatz ORV<0, ΔI=0.
Dieses Kennlinienfeld wird vorzugsweise in der Auswerte-
/Steuereinrichtung COM von Fig. 2 dauerhaft abgespeichert.
Selbstverständlich ist es auch möglich, Korrektur-Kennlinien
entsprechend für die anderen Schweißparameter zu ermitteln.
Im praktischen Feldeinsatz kann nun mit Hilfe der jeweilig
aufgenommen und dauerhaft vorliegenden Stromkorrektur-
Kennlinie wie z. B. IS1 in mindestens einem Vorversuch eine
Anpassung des Schweißstroms an die aktuell vorliegenden
Schweißbedingungen vorgenommen werden, um nachfolgend
optimale Schweißverbindungen herstellen zu können. Dazu wird
bei irgendeinem, noch unangepaßtem Schweißstromwert ein
"Offsetspleiß" zweier Testfasern durchgeführt und der
verbleibende laterale Restversatz ermittelt. Ist der
gemessene Restversatz wie z. B. RV1 größer als der optimale
Restversatz ORV, so ist die bewirkte Schweißtemperatur zu
gering. Dies kann beispielsweise beim Schweißen in großer
Höhe vorkommen, wo der Luftdruck niedriger ist. Dem
Restversatz RV1 wird deshalb anhand der Korrektur-Kennlinie
IS1 von Fig. 1 ein Stromerhöhung um KI1 zugeordnet, um einen
optimalen Schweißstrom für die neu vorliegenden
Schweißbedingungen einzustellen. Erst danach werden die
eigentlich herzustellenden Lichtleitfaserspleiße gefertigt.
Ist umgekehrt der gemessene Restversatz wie z. B. RV2 kleiner
als der optimale Restversatz ORV, so ist die bewirkte
Schweißtemperatur zu groß. Dem Restversatz RV2 wird deshalb
anhand der Korrektur-Kennlinie IS1 von Fig. 1 eine
Stromerniedrigung um KI2 zugeordnet, um einen optimalen
Schweißstrom für die neu vorliegenden Schweißbedingungen
einzustellen.
Dadurch, daß ein bestimmter Schweißparametersatz
(insbesondere gekennzeichnet durch die
Entladestromstärke, Schweißzeitdauer, usw.) fest vorgegeben
wird und dann unter den vorliegenden äußeren
Rahmenbedingungen (wie zum Beispiel Luftfeuchtigkeit,
Luftdruck, Lufttemperatur, Fasertyp, Elektrodenzustand usw.
gemessen wird, welcher Restversatz sich für den vorgegebenen
Anfangsversatz einstellt, ist eine sehr einfache, direkte und
genaue Überprüfung dieser Schweißparameter ermöglicht. Diese
Vorgehensweise eignet sich insbesondere dafür, wenn nur
geringe Parameterkorrekturen erforderlich sind oder wenn
lediglich eine Überprüfung der eingestellten Parameter bzw.
der korrekten Arbeitsweise des Gerätes vorgenommen werden
soll.
- 2) Besonders zweckmäßig kann es sein, ausgehend von einem vorgegebenen Anfangsversatz AV die zwei Lichtleitfasern durch Variation eines oder mehrerer der Schweißparameter unter den vorliegenden Schweißbedingungen derart zu erwärmen und miteinander zu verschmelzen, daß ein fest vorgegebener Restversatz, d. h. ein definierter Sollversatz erreicht wird. Dieser Sollversatz wird zweckmäßigerweise in Vorversuchen so festgelegt, daß er dem Glättungsverhalten bei optimalen Schweißparametern entspricht. Der Sollversatz wird vorzugsweise typischerweise etwa gleich der Hälfte des Anfangsversatzes gewählt. Durch Variation der Schweißparameter, insbesondere während des Hauptschweißens, das heißt während des eigentlichen Verschmelzens der beiden absichtlich fehlpositionierten Faserenden, wird also versucht, bei den jeweilig vorliegenden Randbedingungen (wie zum Beispiel Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Lufttemperatur, Fasertyp, Elektrodenzustand, insbesondere Grad der Elektrodenverschmutzung, usw.) den vorgegebenen Anfangsversatz auf einen bestimmten, definierten Restversatz herunterzureduzieren. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt das, daß auf iterativem Weg die einzelnen Schweißparameter (wie zum Beispiel Entladestromstärke, Schweißzeit, Glimmentladungsimpulsdauer, usw.) derart an die jeweilig vorliegenden Schweißbedingungen (wie zum Beispiel Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Fasertyp, Elektrodenzustand, usw.) angepaßt werden, daß sich, ausgehend von einem bestimmten vorgegebenen, radialen Anfangsversatz zwischen den Außenkonturen der beiden jeweilig miteinander zu verbindenden Lichtleitfasern ein bestimmter, gewünschter Restversatz nach Durchführung der Glättung übrigbleibt, der für eine optimale Verschweißung der Lichtleitfasern kennzeichnend ist. Durch diese iterative Methode genügt in vorteilhafter Weise bereits die Herstellung eines einzigen Offsetspleißes zur Ermittlung eines optimalen Schweißparametersatzes. Im Unterschied zur Vorgehensweise unter 1. ist bei der iterativen Vorgehensweise für größere Schweißparameterkorrekturen die Herstellung mehrerer Offsetspleiße nicht erforderlich. Außerdem ist hierbei das Kennlinienfeld entsprechend der ersten Vorgehensweise unter 1) nicht erforderlich, da bei der iterativen Vorgehensweise der während des Offsetspleißes erreichte Restversatz (= Sollversatz) bereits optimalen Schweißparametern entspricht. Demgegenüber kann es bei der ersten Vorgehensweise unter 1. bei extremer Abweichung der fest eingestellten Schweißparameter von den gewünschten optimalen Schweißparametern ggf. dazu kommen, daß entweder überhaupt keine Verringerung des Anfangsversatzes (da die Schweißenergie zu klein ist) stattfindet oder daß der Restversatz für eine sinnvolle Auswertung zu gering ist. In diesen Fällen ist eine Wiederholung des Offsetspleißes mit entsprechend geänderten Schweißparametern zweckmäßig.
Zur Ermittlung der optimalen Schweißparameter kann es
insbesondere zweckmäßig sein, die Veränderung des
vorgegebenen Anfangsversatzes AV während des
Glättungsvorgangs in Echtzeit zu erfassen und zur Auswertung
bereitzustellen. Dazu kann es zum Beispiel zweckmäßig sein,
eine kontinuierliche Glimmentladung zu erzeugen, deren
Schweißstromstärke im wesentlichen konstant ist. Fig. 6
veranschaulicht anhand eines schematischen
Versatz/Zeitdiagramms VE/t, wie sich dabei der radiale
Versatz VE zwischen den Außenkonturen der Testfasern während
der Schweißzeit t kontinuierlich verändert. Es wird
fortlaufend beobachtet, nach welcher Schweißzeit t sich ein
Sollversatz SV als Restversatz RV ergibt, d. h. RV=SV erreicht
wird. Dies ist dann die optimale Schweißzeit tS für die
Stromstärke des eingestellten Entladestroms. Die
Echtzeitauswertung hat insbesondere den Vorteil, daß sich der
Ablauf des Schweißvorgangs kaum von der Herstellung einer
normalen Schweißverbindung unterscheidet. Die optimale
Schweißzeit tS kann direkt, das heißt ohne Umrechnungen zum
Beispiel mit Hilfe des Bildverarbeitungssystems VK von Fig.
2 ermittelt werden.
Besonders zweckmäßig kann es sein, auf den
Kontaktierungsbereich der beiden Lichtleitfasern, die mit
einem vorgebbaren radialen Anfangsversatz zueinander
angeordnet sind, eine zeitliche Abfolge von
Glimmentladungsimpulsen abzugeben, die durch zeitliche
Pausen, das heißt Totzeiten voneinander getrennt sind.
Dadurch kann erreicht werden, daß der Gesamtschweißvorgang in
mehrere Zeitintervalle mit jeweils anschließender Auswertung
aufgeteilt wird. Dies veranschaulicht beispielhaft Fig. 7
anhand eines schematischen Versatz/Zeitdiagramms VE/t. Die
Zeitintervalle, während denen jeweils eine Glimmentladung
zwischen den beiden Elektroden EL1, EL2 von Fig. 2
stattfindet und damit ein Entladestrom IS fließt, sind in der
Fig. 7 mit ZI1 bis ZIn bezeichnet und schraffiert
dargestellt. Während dieser Zeitintervalle ergibt sich
jeweils eine Änderung, insbesondere eine Abnahme des radialen
Versatzes VE zwischen den beiden Faserenden. Pro
Schweißintervall ZI1 mit ZIn verringert sich also der radiale
Versatz VE. Zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden
Glimmentladungsimpulsen wird jeweils eine vorgebbare Totzeit
eingehalten, während der sich der radiale Versatz VE nicht
weiter verändert, sondern im wesentlichen konstant bleibt. In
der Fig. 7 ist der Restversatz während dieser Totzeiten mit
V1 bis Vn bezeichnet. Die Verringerung des radialen Versatzes
VE während der Schweißintervalle ZI1 mit ZIn ist in der Fig.
7 mit zugehörigen Bezugszeichen K1 mit Kn gekennzeichnet.
Durch dieses Intervallschweißen ist es ermöglicht, den
Schweißvorgang in mehrere Intervalle mit jeweils
anschließender Auswertung aufzuteilen. Während der Totzeiten
TO1 mit TOn steht also jeweils ein ausreichendes
Zeitintervall zur Verfügung, während dem sich der jeweils
nach Abgabe eines Glimmentladungsimpulses ergebende
Restversatz VE erfassen und zur Auswertung bereit stellen
läßt. Die optimale Schweißzeit errechnet sich dann
vorzugsweise aus der Summe der einzelnen Zeitintervalle ZI1
mit ZIn, während denen jeweils ein Entladestrom IS zwischen
den beiden Elektroden EL1, EL2 von Fig. 2 fließt. Dabei ist
es zweckmäßig, von dieser Summe noch die Zeiten für die
Aufwärmphasen des Test-Spleißes abzuziehen. Da der Einfluß
der Aufwärmphasen in der Praxis schlecht kalkulierbar ist,
ist es zweckmäßig, diesen Einfluß möglichst gering zu halten.
Dazu werden die Schweißintervalle ZI1 mit ZIn möglichst kurz
gewählt. Eine zweckmäßige Intervalldauer liegt vorzugsweise
in der Größenordnung von etwa 0,5 sec. Im Vergleich zur
Echtzeitauswertung bleibt somit mehr Zeit für die Auswertung
des sich jeweilig ergebenden Restversatzes zur Verfügung. Die
Auswertung, insbesondere z. B. mit dem
Bildverarbeitungssystems VK von Fig. 2, vereinfacht sich,
weil sie bei kalter Spleißstelle vorgenommen werden kann.
Dadurch sind Probleme, wie sie bei der auszuwertenden
Bildinformation eines heißen Spleißes auftreten können,
weitgehend vermieden. Die Arbeitsgeschwindigkeit des
Auswertesystems, insbesondere der Auswerte-/Steuereinrichtung
COM von Fig. 1 können durch die Aufteilung in Schweiß- und
Totzeitintervalle geringer als bei der Echtzeitauswertung
nach 1. gehalten werden. Beim Intervallschweißen ist somit
die Genauigkeit lediglich durch die Mindest-Intervalldauer
begrenzt, während der der jeweilige Restversatz erfaßt und
zur Auswertung bereitgestellt wird.
Besonders zweckmäßig kann es sein, die mit einem vorgebbaren
radialen Anfangsversatz kontaktierten Stirnflächen der
Lichtleitfaserenden lediglich soweit aufzuheizen, bis
überhaupt erst einmal eine Veränderung des Anfangsversatzes
sichtbar und damit meßbar wird. Fig. 9 zeigt schematisch
anhand eines Entladestromstärke-/Zeitdiagramms IS/t, wie
durch entsprechende Wahl des zeitlichen Verlaufs der
Entladestromstärke IS die Kontaktierungsstelle KS der beiden
Lichtleitfasern soweit vorerwärmt werden kann, bis sich
überhaupt erst einmal eine erste Veränderung des vorgegebenen
Anfangsversatzes AV einstellt. Eine stufenweise Aufheizung
des Bereichs um die Kontaktierungsstelle KS der beiden
Lichtleitfasern kann insbesondere mit Hilfe einer zeitlichen
Abfolge von einzelnen Glimmentladungsimpulsen erreicht
werden. In der Fig. 8 sind mehrere, hier beispielhaft vier
Schweißstromimpulse IP1 mit IP4 für vier Glimmentladungen
eingezeichnet. Sie sind jeweils schematisch in Form eines
schmalen Rechtecks angedeutet. Die Schweißstromstärke IS der
ersten drei Schweißstromimpulse IP1 mit IP3 steigt über der
Zeit t betrachtet sukzessive an, das heißt von einem
Schweißstromimpuls zum zeitlich nächsten Schweißstromimpuls
kommt es zu einer stufenweisen Erhöhung der
Schweißstromstärke IS. Die Schweißstromimpulse IP1 mit IP4
weisen vorzugsweise jeweils eine vorgebbare Impulslänge D1,
D2, D3 sowie D4 auf. Der zeitliche Abstand, das heißt die
Totzeit bzw. Impulspause wie z. B. TZ12 zwischen jeweils zwei
zeitlich aufeinanderfolgenden, benachbarten
Schweißstromimpulsen wie zum Beispiel IP1, IP2 kann ebenfalls
individuell eingestellt werden. Dadurch, daß die
Schweißstromstärke IS von einem Glimmentladungsimpuls zum
zeitlich nächsten Glimmentladungsimpuls sukzessive gesteigert
wird, ist es ermöglicht, den Kontaktierungsbereich KS der
Lichtleitfasern FE1, FE2 in präzise dosierter Weise immer
stärker zu erwärmen, bis überhaupt erstmalig der Beginn einer
Verringerung des Anfangsversatzes AV festgestellt werden
kann. Während der Zeitintervalle D1, D2 ist die
Entladestromstärke so gering, daß es zu keinerlei
Versatzreduzierung kommt. Erst während des Zeitintervalls D3
reicht die Entladestromstärke für eine Versatzreduzierung
aus. Dies wird erkannt und dann z.B insbesondere mit Hilfe
obig zu Fig. 6 beschriebener Echtzeitauswertung
weitergearbeitet. Fig. 8 stellt korrespondierend zum
Entladestromstärke/Zeit-Diagramm IS/t von Fig. 9 den sich
jeweilig ergebenden radialen Versatz VE in Abhängigkeit von
der Zeit t dar. Während der Schweißintervalle D1, D2 ergibt
sich noch keine Verringerung bzw. Reduzierung des
Anfangsversatzes AV, das heißt, dort bleibt der vorgegebene
Anfangsversatz AV=RV1=RV2 zunächst unverändert, d. h.
konstant. Erst die Wärmemenge des dritten
Entladestromimpulses IP3 reicht aus, um eine Verringerung RV3
des vorgegebenen Anfangsversatzes AV zu initiieren. Ab dem
Zeitpunkt, ab dem erstmalig ein Reduziereffekt des
Anfangsversatzes einsetzt, wird dann die Kontaktierungsstelle
KS solange kontinuierlich weitererwärmt, bis der definierte
vorgebbare Restversatz SV zum Zeitpunkt tO erreicht wird.
Dazu kann es zweckmäßig sein, entsprechend Fig. 8 mit einer
kontinuierlichen Glimmentladung zu arbeiten, deren
Entladestromstärke IP4 im wesentlichen der Entladestromstärke
des Entladestromimpulses entspricht, hier IP3, ab dem die
Reduzierwirkung des radialen Versatzes eintritt. Während des
Zeitintervalls D4 wird also für die Echtzeitauswertung
vorzugsweise dieselbe Entladestromstärke wie während des
Zeitintervalls D3 benutzt. Der konstante Verlauf der vierten
Glimmentladung IP4 (siehe Fig. 9) endet zum Zeitpunkt tO,
bei dem der gewünschte Restversatz SV von Fig. 8 erreicht
wird. Während der Schweißzeitdauer D4 des letzten, hier
vierten Glimmentladungsimpulses IP4 (vergleiche Fig. 9)
nimmt der radiale Versatz RV4 zwischen den Außenkonturen der
beiden Lichtleitfasern kontinuierlich ab.
Die optimale Schweißzeit für den gesuchten optimierten
Schweißparametersatz ergibt sich dann vorzugsweise als Summe
aus den Zeitintervalldauern D3 und D4, d. h. allgemein
betrachtet nur aus den Zeitintervallen, in denen eine
Reduzierung des anfänglichen Lateralversatzes AV bewirkt
wird. Die Wirkung der Zeitintervalle D1 und D2 kann
vernachlässigt werden, da es hier zu keiner
versatzreduzierenden Wirkung kam. Auf diese Weise ist in
vorteilhafter Weise eine genaue Optimierung der
Spleißparameter möglich, ohne daß überhaupt der optimale
Schweißstrom in etwa bekannt sein muß.
Die Fig. 8, 9 veranschaulichen somit eine Kombination aus
Intervallschweißen mit Stromvariation und Echtzeitauswertung
bei kontinuierlicher Verschweißung.
Zusammenfassend betrachtet ist es also insbesondere
zweckmäßig, die Schweißstromstärke kontinuierlich oder
schrittweise (diskret) bzw. stufenweise zu steigern, so daß
mit einem relativ geringen Schweißstrom begonnen werden kann.
Erst in den nachfolgenden Zeitintervallen wird der
Entladestrom sukzessive erhöht, bis sich schließlich beim
richtigen Entladestrom eine versatzreduzierte Wirkung zeigt.
Ab dem Zeitpunkt, ab dem die Entladestromstärke zur Auslösung
des Selbstzentriereffekts ausreicht, kann dann die Wirkung
der vorangegangenen Zeitintervalle, während der noch keine
Glättung und damit noch keine versatzreduzierende Wirkung
erzielt wird, vernachlässigt werden. Durch entsprechende
Variation der Entladestromstärke und/oder der Impulsdauer
kann man sich also schrittweise an diejenige Wärmemenge
herantasten, die zur Auslösung des Selbstzentriereffektes
ausreicht. Die restliche Optimierung kann dann wahlweise in
Echtzeit oder durch Intervallschweißen vorgenommen werden.
Dieses Meßprinzip hat den Vorteil, daß sie unter einer
Vielzahl praktischer Gegebenheiten wirkungsvoll eingesetzt
werden kann. Dadurch ist eine Fehleinstellung insbesondere
der Entladestromstärke weitgehend vermieden. Würde man
nämlich zum Beispiel mit einem sehr hohen Entladestrom von
Anfang an arbeiten, so würde nur eine extrem kurze
Auswertezeit zur Verfügung stehen. Bei einer sehr geringen
Entladestromstärke hingegen könnte es vorkommen, daß die
Schmelztemperatur des Glases gar nicht erreicht wird. Durch
die sukzessive Steigerung der Entladestromstärke wird es also
möglich, eine geeignete Entladestromstärke aufzufinden, ab
der überhaupt erst der Selbstzentriereffekt einsetzt.
Folgende, zusammenfassend aufgelistete Vorgehensweisen können
somit jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination
miteinander ebenfalls zweckmäßig sein:
- - Der Bereich um die Kontaktierungsstelle wird vorzugsweise derart erwärmt wird, daß ein fest vorgegebener, radialer Soll-Restversatz zwischen den beiden, sich kontaktierenden Testfasern erreicht wird. Dabei wird der Soll-Restversatz derart festgelegt, daß er einem optimalen Schweißverhalten der miteinander zu verschweißenden, optischen Fasern zugeordnet ist.
- - Dabei wird die Schweißzeit gemessen, nach der der vorgegebene Soll-Restversatz erreicht wird.
- - Als Kriterium für die Versatzreduzierung der beiden Testfasern aufgrund des jeweiligen Schweißvorgangs kann vorzugsweise diejenige Zeitdauer ermittelt werden, die ausgehend vom Anfangsversatz zur Erreichung eines vorgebbaren, radialen Soll-Restversatzes zwischen den Testfasern benötigt wird.
- - Als Kriterium für die Versatzreduzierung der beiden Testfasern aufgrund des jeweiligen Schweißvorgangs kann vorzugsweise der Schweißstrom bestimmt werden, der ausgehend vom Anfangsversatz zur Erreichung eines vorgebbaren, radialen Soll-Restversatzes zwischen den Testfasern benötigt wird.
- - Dabei wird der Bereich um die Kontaktierungsstelle vorzugsweise derart erwärmt, daß der Soll-Restversatz etwa bei der Hälfte des Anfangsversatzes liegt.
- - Mit Hilfe des jeweilig ermittelten Kriteriums für die Versatzreduzierung wird dann vorzugsweise eine Optimierung mindestens eines Schweißparameters vorgenommen.
- - Die Verschweißung der Stirnflächen der beiden Test-Fasern kann kontinuierlich durchgeführt werden.
- - Die Verschweißung der Stirnflächen der beiden Testfasern kann zusätzlich oder unabhängig hiervon ggf. auch in zeitlich aufeinanderfolgenden Schweißintervallen mit dazwischenliegenden Totzeiten durchgeführt werden.
- - Für die Verschweißung der beiden Testfasern kann zweckmäßigerweise bereits bei Beginn des jeweiligen Schweißvorgangs zumindest eine solch große Schweißstromstärke verwendet, daß eine versatzreduzierende Wirkung erzielt wird.
- - Zusätzlich oder unabhängig hiervon kann die Schweißstromstärke für die Verschweißung der beiden Testfasern auch solange erhöht werden, bis erstmalig eine versatzreduzierende Wirkung der sich kontaktierenden Testfasern eintritt. Ab dem Eintreten der versatzreduzierenden Wirkung wird die Schweißstromstärke dann zweckmäßigerweise konstant gehalten.
- 3) Gegebenenfalls kann es zusätzlich oder unabhängig hiervon auch zweckmäßig sein, die Versatzreduzierung indirekt über die Messung des Lichtleistungspegels von Meßlicht wie zum Beispiel ML in Fig. 2 zu bestimmen. Dafür eignet sich insbesondere das sogenannte LID-Meßverfahren, wie es in der US 5,078,489 beschrieben worden ist. Vorzugsweise wird dabei der Lichtleistungspegel des über die Kontaktierungsstelle KS geführten Meßlichts bereits vor der Glättung der Lichtleitfasern gemessen. Der Lichtleistungspegel wird dann während der Glättungsphase oder jeweils nach jedem Spleißstromimpuls fortlaufend gemessen und insbesondere durch die Auswerte/Steuereinrichtung COM von Fig. 2 fortlaufend mitprotokolliert. Gegebenenfalls kann aus dem aufgenommenen Lichtleistungspegel ein Abbruchkriterium für die Versatzreduzierung der Faserenden abgeleitet werden. Der zeitliche Verlauf des Lichtleistungspegels kann bei der Ermittlung optimaler Schweißparameter mit einbezogen werden.
- 4) Zweckmäßig kann es insbesondere sein, gegebenenfalls mehrere Testspleiße durchzuführen, und die jeweils dabei gewonnenen Parametersätze zu mitteln.
In der Praxis ist somit verallgemeinernd betrachtet folgende
Vorgehensweise zum Verschweißen je zweier, einander
zugeordneter optischer Fasern zweckmäßig:
Für die jeweils aktuell vorliegenden Schweißbedingungen wird zunächst in mindestens einem Vorversuch mindestens ein Testspleiß zur Ermittlung eines optimalen Schweißparametersatzes hergestellt.
Für die jeweils aktuell vorliegenden Schweißbedingungen wird zunächst in mindestens einem Vorversuch mindestens ein Testspleiß zur Ermittlung eines optimalen Schweißparametersatzes hergestellt.
Für diesen Testspleiß werden zwei Testfasern bezüglich ihrer
Längsseiten mit einem vorgebbaren lateralen Anfangsversatz
gegeneinander versetzt angeordnet. Diese lateral
gegeneinander versetzt angeordneten Testfasern werden dann
stirnseitig miteinander in Kontakt gebracht.
Der Kontaktierungsbereich dieser beiden Testfasern wird
daraufhin derart erhitzt, daß aufgrund der
Oberflächenspannung deren geschmolzenen Glasmaterials der
vorgegebene laterale Anfangsversatz reduziert wird, wobei
mindestens ein Kriterium für diese Versatzreduzierung
ermittelt wird. Aufgrund dieses Kriteriums wird der optimale
Schweißparametersatz ermittelt und für die vorliegenden
Schweißbedingungen fest eingestellt. Erst nach diesem
mindestens einen Vorversuch mit den daraus ermittelten,
optimalen Schweißparametern wird die eigentliche
Schweißverbindung zwischen je zwei optischen Fasern
hergestellt.
Insbesondere zeichnet sich dieses erfindungsgemäße Verfahren
zur Bestimmung optimaler Spleißparameter vor allem dadurch
aus, daß das Verhältnis von Faserviskosität zu verwendetem
Schweißstrom sowie zugehöriger Schweißzeit bei relativ
geringen Temperaturen gemessen werden kann. Dadurch kann eine
Überhitzung der Lichtleitfasern und die damit verbundenen
Nachteile, wie zum Beispiel Verdampfung des Glasmaterials der
jeweiligen Lichtleitfaser und eine daraus resultierende
Elektrodenverschmutzung, weitgehend vermieden werden.
Weiterhin läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren in
vorteilhafter Weise bereits allein mit den in gängigen
Spleißgeräten ohnehin vorhandenen Komponenten realisieren,
das heißt eine zusätzliche Hardware ist üblicherweise nicht
erforderlich. Weiterhin ermöglicht es das erfindungsgemäße
Meßverfahren in vorteilhafter Weise, die Schweißparametersätze
jeweils automatisch zu ermitteln. Dadurch können
zeitaufwendige und umfangreiche Versuchsreihen zur
Entwicklung optimaler Spleißparameter vermieden werden. Ein
weiterer, besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt insbesondere darin, daß die Bestimmung der
Schweißparameter im wesentlichen am selben Meßobjekt sowie
unter denselben Schweißbedingungen wie später die eigentliche
Schweißverbindung zwischen je zwei miteinander zu
verbindenden Lichtwellenleitern durchgeführt wird. Der
besondere Vorteil liegt also insbesondere darin, daß die
Verhältnisse wie bei der Herstellung einer normalen
Schweißverbindung weitgehend wirklichkeitsgetreu nachgebildet
werden. Damit sind bei der Schweißparameterbestimmung im
wesentlichen die gleichen Mechanismen wirksam und auswertbar,
wie sie bei der Herstellung der eigentlichen
Schweißverbindung vorliegen und die bei einem normalen Spleiß
über die Spleißdämpfung entscheiden.
Zusammenfassend betrachtet ist es somit mit Hilfe der
verschiedenen Variationen des erfindungsgemäßen
Testschweißens (jeweils für sich oder Kombinationen hiervon)
in vorteilhafter Weise ermöglicht, für unterschiedliche
Schweißbedingungen (wie zum Beispiel Luftfeuchtigkeit,
Luftdruck, Fasertyp, Elektrodenzustand, usw.) einen
individuell angepaßten Schweißparametersatz zu ermitteln, so
daß eine optimale Glasviskosität während des Schweißvorgangs
erreicht werden kann. Ein solcher, an die jeweilig
vorliegende Schweißsituation angepaßter Schweißparametersatz
kann vereinfacht ausgedrückt indirekt über die Messung der
Reduzierung bzw. Verringerung eines vorgegebenen
Anfangsversatzes zwischen den beiden miteinander zu
verschweißenden Lichtleitfasern in Abhängigkeit von der
verwendeten Spleißstromstärke, Schweißzeit usw. erfolgen. Als
Meßgröße für die Fasererwärmung wird dabei die Stärke des
Selbstzentriereffekts des zähflüssig gemachten Glasmaterials
der Lichtleitfasern benutzt. Die Optimierung der
Spleißparameter kann dabei im Idealfall sogar bereits anhand
eines einzigen Testspleißes durchgeführt werden. Da die
Bestimmung der Spleißparameter mit Hilfe mindestens eines
Testspleißes durchgeführt wird, der der eigentlichen,
späteren Spleißverbindung weitgehend entspricht, sind gerade
diejenigen Effekte, die zu einer etwaigen Verfälschung des
Meßergebnisses oder einer Verschlechterung des Zustandes des
Spleißgerätes führen könnten, weitgehend vermieden. Es können
also mögliche, eine Qualität der Schweißverbindung
bestimmende Größen umfassend miteinbezogen werden. Damit kann
wechselnden bzw. unterschiedlichen Schweißverhältnissen
Rechnung getragen werden, d. h. die Einstellung von
Schweißparametern kann also in einfacher Weise so vorgenommen
werden, daß eine möglichst gute, von Umwelt- und/oder
Umgebungseinflüssen weitgehend unabhängige Schweißverbindung
zwischen je zwei optischen Fasern herstellbar wird. Auf diese
Weise läßt sich die Spleißqualität von thermischen
Schweißverbindungen zwischen mindestens zwei Lichtleitfasern
ganz erheblich verbessern.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ggf. auch auf die
Verschweißung zweier Gruppen von mehreren Lichtwellenleitern
übertragbar.
Claims (35)
1. Verfahren zur Einstellung von Schweißparametern für die
Herstellung einer thermischen Schweißverbindung zwischen je
zwei optischen Fasern,
wobei mindestens zwei optische Testfasern (FE1, FE2) mit einem vorgebbaren, radialen Anfangsversatz (AV) zueinander positioniert werden,
wobei die Stirnflächen dieser radial zueinander versetzt angeordneten Testfasern (FE1, FE2) miteinander kontaktiert werden,
wobei der Bereich um die Kontaktierungsstelle (KS) der Testfasern (FE1, FE2) in mindestens einem Schweißvorgang derart erwärmt wird, daß eine versatzreduzierende Wirkung zwischen den beiden Testfasern (FE1, FE2) eintritt, und wobei die sich ergebende Reduzierung des Anfangsversatzes (AV) zur Einstellung mindestens eines Schweißparameters herangezogen wird.
wobei mindestens zwei optische Testfasern (FE1, FE2) mit einem vorgebbaren, radialen Anfangsversatz (AV) zueinander positioniert werden,
wobei die Stirnflächen dieser radial zueinander versetzt angeordneten Testfasern (FE1, FE2) miteinander kontaktiert werden,
wobei der Bereich um die Kontaktierungsstelle (KS) der Testfasern (FE1, FE2) in mindestens einem Schweißvorgang derart erwärmt wird, daß eine versatzreduzierende Wirkung zwischen den beiden Testfasern (FE1, FE2) eintritt, und wobei die sich ergebende Reduzierung des Anfangsversatzes (AV) zur Einstellung mindestens eines Schweißparameters herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Testfasern (FE1, FE2) die miteinander zu
verschweißenden, optischen Fasern selbst verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Testfasern (FE1, FE2) eigens optische Fasern
verwendet werden, deren Typ den später miteinander zu
verschweißenden Fasern möglichst entspricht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der radiale Anfangsversatz (AV) der beiden Testfasern
(FE1, FE2) bezüglich deren Außenkonturen (AK1, AK2)
eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Testfasern (FE1, FE2) vor Einstellung ihres
radialen Anfangsversatzes (AV) in einem definierten
Längsabstand (LA) voneinander positioniert werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der radiale Anfangsversatz (AV) höchstens etwa gleich der
Hälfte des Außendurchmessers der jeweiligen Testfaser (FE1,
FE2) gewählt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschweißung der optischen Fasern (FE1, FE2) mittels
Glimmentladungen durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß während des jeweiligen Schweißvorgangs der zeitliche
Verlauf der Versatzreduzierung aufgenommen und zur Auswertung
bereitgestellt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die jeweilige Testfaser (FE1) ein optisches Abbild in
mindestens einer Projektionsebene (x, z) erzeugt sowie erfaßt
wird, und daß die Bildinformation des Faserabbilds zur
Auswertung bereitgestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus der Bildinformation der beiden Testfasern (FE1, FE2)
mindestens ein Kriterium für die durch den jeweiligen
Schweißvorgang bewirkte Versatzreduzierung (AV-RV) ermittelt
wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kriterium für die Versatzreduzierung (AV-RV) der
Restversatz (RV) ermittelt wird, der zwischen den
Außenkonturen (AK1, AK2) der beiden Testfasern (FE1, FE2)
nach dem jeweiligen Schweißvorgang verbleibt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kriterium für die Versatzreduzierung (AV-RV) die
Differenz zwischen dem Anfangsversatz (AV) und dem
Restversatz (RV) ermittelt wird, der zwischen den
Außenkonturen (AK1, AK2) der beiden Testfasern (FE1, FE2)
nach dem jeweiligen Schweißvorgang verbleibt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich um die Kontaktierungsstelle (KS) derart
erwärmt wird, daß ein fest vorgegebener, radialer Soll-
Restversatz (SV) zwischen den beiden, sich kontaktierenden
Testfasern (FE1, FE2) erreicht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Soll-Restversatz (SV) derart festgelegt wird, daß er
einem optimalen Schweißverhalten der miteinander zu
verschweißenden, optischen Fasern zugeordnet ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißzeit (t) gemessen wird, nach der der
vorgegebene Soll-Restversatz (SV) erreicht wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kriterium für die Versatzreduzierung (AV-RV) der
beiden Testfasern (FE1, FE2) aufgrund des jeweiligen
Schweißvorgangs diejenige Zeitdauer (tS) ermittelt wird, die
ausgehend vom Anfangsversatz (AV) zur Erreichung eines
vorgebbaren, radialen Soll-Restversatzes (SV) zwischen den
Testfasern (FE1, FE2) benötigt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kriterium für die Versatzreduzierung (AV-RV) der
beiden Testfasern (FE1, FE2) aufgrund des jeweiligen
Schweißvorgangs der Schweißstrom bestimmt wird, der ausgehend
vom Anfangsversatz (AV) zur Erreichung eines vorgebbaren,
radialen Soll-Restversatzes (SV) zwischen den Testfasern
(FE1, FE2) benötigt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 mit 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich um die Kontaktierungsstelle (KS) derart
erwärmt wird, daß der Soll-Restversatz (RV) etwa bei der
Hälfte des Anfangsversatzes (AV) liegt.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit Hilfe des ermittelten Kriteriums (RV, AV-RV) für die
Versatzreduzierung eine Optimierung mindestens eines
Schweißparameters vorgenommen wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschweißung der Stirnflächen der beiden Test-
Fasern (FE1, FE2) kontinuierlich durchgeführt wird.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschweißung der Stirnflächen der beiden Testfasern
(FE1, FE2) in zeitlich aufeinanderfolgenden
Schweißintervallen (ZI1 mit ZIn) mit dazwischenliegenden
Totzeiten (TO1 mit TOn) durchgeführt wird.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Verschweißung der beiden Testfasern (FE1, FE2)
bereits bei Beginn des jeweiligen Schweißvorgangs zumindest
eine solch große Schweißstromstärke (IS) verwendet wird, daß
eine versatzreduzierende Wirkung erzielt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 mit 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißstromstärke (IS) für die Verschweißung der
beiden Testfasern (FE1, FE2) solange erhöht wird, bis
erstmalig eine versatzreduzierende Wirkung der sich
kontaktierenden Testfasern (FE1, FE2) eintritt.
24. Verfahren nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß ab dem Eintreten der versatzreduzierenden Wirkung die
Schweißstromstärke (IS) konstant gehalten wird.
25. Verfahren zum Verschweißen je zweier, einander
zugeordneter optischer Fasern,
wobei für die jeweils aktuell vorliegenden Schweißbedingungen zunächst in mindestens einem Vorversuch mindestens ein Testspleiß zur Ermittlung eines optimalen Schweißparametersatzes hergestellt wird, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei für diesen Testspleiß zwei Testfasern (FE1, FE2) bezüglich ihrer Längsseiten mit einem vorgebbaren lateralen Anfangsversatz (AV) gegeneinander versetzt angeordnet werden, wobei diese lateral gegeneinander versetzt angeordneten Testfasern (FE1, FE2) stirnseitig miteinander in Kontakt gebracht werden,
wobei der Kontaktierungsbereich (KS) dieser beiden Testfasern (FE1, FE2) derart erhitzt wird, daß aufgrund der Oberflächenspannung deren geschmolzenen Glasmaterials der vorgegebene laterale Anfangsversatz (AV) reduziert wird,
wobei mindestens ein Kriterium (RV) für diese Versatzreduzierung (AV-RV) ermittelt wird, wobei aufgrund dieses Kriteriums der optimale Schweißparametersatz ermittelt und für die vorliegenden Schweißbedingungen fest eingestellt wird, und wobei dann erst nach diesem mindestens einen Vorversuch mit den daraus ermittelten, optimalen Schweißparametern die eigentliche Schweißverbindung zwischen je zwei optischen Fasern hergestellt wird.
wobei für die jeweils aktuell vorliegenden Schweißbedingungen zunächst in mindestens einem Vorversuch mindestens ein Testspleiß zur Ermittlung eines optimalen Schweißparametersatzes hergestellt wird, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei für diesen Testspleiß zwei Testfasern (FE1, FE2) bezüglich ihrer Längsseiten mit einem vorgebbaren lateralen Anfangsversatz (AV) gegeneinander versetzt angeordnet werden, wobei diese lateral gegeneinander versetzt angeordneten Testfasern (FE1, FE2) stirnseitig miteinander in Kontakt gebracht werden,
wobei der Kontaktierungsbereich (KS) dieser beiden Testfasern (FE1, FE2) derart erhitzt wird, daß aufgrund der Oberflächenspannung deren geschmolzenen Glasmaterials der vorgegebene laterale Anfangsversatz (AV) reduziert wird,
wobei mindestens ein Kriterium (RV) für diese Versatzreduzierung (AV-RV) ermittelt wird, wobei aufgrund dieses Kriteriums der optimale Schweißparametersatz ermittelt und für die vorliegenden Schweißbedingungen fest eingestellt wird, und wobei dann erst nach diesem mindestens einen Vorversuch mit den daraus ermittelten, optimalen Schweißparametern die eigentliche Schweißverbindung zwischen je zwei optischen Fasern hergestellt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kriterium für die Versatzreduzierung (AV-RV) der
beiden Testfasern (FE1, FE2) der verbleibende Restversatz
(RV) zwischen deren Außenkonturen (AK1, AK2) bei und/oder
nach jedem Schweißvorgang ermittelt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kriterium für die Versatzreduzierung (AV-RV) der
beiden Testfasern (FE1, FE2) die Differenz zwischen Anfangs-
und verbleibendem Restversatz (AV-RV) zwischen deren
Außenkonturen (AK1, AK2) bei und/oder nach jedem
Schweißvorgang ermittelt wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 mit 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kriterium für die Versatzreduzierung (AV-RV) der
beiden Testfasern (FE1, FE2) diejenige Zeitdauer (tS)
ermittelt wird, die ausgehend vom Anfangsversatz (AV) zur
Erreichung eines vorgebbaren Soll-Restversatzes (SV)
zwischen den Außenkonturen (AK1, AK2) der beiden Testfasern
(FE1, FE2) benötigt wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 mit 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kriterium für die Versatzreduzierung (AV-RV) der
Schweißstrom bestimmt wird, der ausgehend vom Anfangsversatz
(AV) zur Erreichung eines vorgebbaren Restversatzes (RV)
zwischen den Außenkonturen (AK1, AK2) der beiden Testfasern
(FE1, FE2) benötigt wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 mit 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Optimierung der Schweißparameter dahingehend
durchgeführt wird, daß sich für zwei fluchtend aufeinander
ausgerichtete optische Fasern eine Schweißverbindung
minimaler Übertragungsdämpfung ergibt.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 mit 30,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Testfasern (FE1, FE2) in mindestens eine
Betrachtungsebene (x, z) abgebildet werden, daß dort ihre
Faserabbildungen aufgenommen werden, und daß der laterale
Versatz (RV) zwischen diesen Faserabbildungen bestimmt wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 mit 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Testfasern (FE1, FE2) solche optischen Fasern
verwendet werden, die später nach Durchführung der
Schweißparameteroptimierung eigentlich miteinander
verschweißt werden sollen.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 mit 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Testfasern (FE1, FE2) dieselben optischen Fasern
verwendet werden, die später nach Durchführung der
Schweißparameteroptimierung eigentlich miteinander
verschweißt werden sollen.
34. Vorrichtung zur Einstellung von Schweißparametern für die
Herstellung einer thermischen Schweißverbindung zwischen
mindestens zwei optischen Fasern, insbesondere nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
wobei Positioniermittel (HV1, HV2) vorgesehen sind, mit denen
mindestens zwei Testfasern (FE1, FE2) mit einem vorgebbaren
radialen Anfangsversatz (AV) zueinander positionierbar sind,
wobei eine Heizeinrichtung (EL1, EL2) vorgesehen ist, die den
Bereich um die Kontaktierungsstelle (KS) der Testfasern (FE1,
FE2) derart erwärmt, daß dort eine versatzreduzierende
Wirkung bewirkbar ist,
und wobei eine Auswerte-/Steuereinrichtung (COM) vorgesehen
ist, die die bewirkte Reduzierung des Anfangsversatzes (AV)
erfaßt und zur Einstellung mindestens eines Schweißparameters
heranzieht.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34,
gekennzeichnet durch
den Einbau in einem Lichtwellenleiter-Spleißgerät.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19746080A DE19746080A1 (de) | 1996-10-24 | 1997-10-17 | Verfahren sowie Vorrichtung zur Einstellung von Schweißparametern |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19644304 | 1996-10-24 | ||
DE19746080A DE19746080A1 (de) | 1996-10-24 | 1997-10-17 | Verfahren sowie Vorrichtung zur Einstellung von Schweißparametern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19746080A1 true DE19746080A1 (de) | 1998-04-30 |
Family
ID=7809920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19746080A Withdrawn DE19746080A1 (de) | 1996-10-24 | 1997-10-17 | Verfahren sowie Vorrichtung zur Einstellung von Schweißparametern |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6230522B1 (de) |
DE (1) | DE19746080A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008040806A1 (de) * | 2006-10-06 | 2008-04-10 | Ccs Technology, Inc. | Gerät und verfahren zum thermischen verbinden von lichtwellenleitern |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU782604B2 (en) * | 2001-05-22 | 2005-08-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for fusion splicing optical fibers and apparatus for heating spliced part by arc |
US20030180026A1 (en) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Spannagel August M. | In-line attenuation in optical fiber |
JP2005031439A (ja) * | 2003-07-14 | 2005-02-03 | Fujikura Ltd | 光ファイバ端面処理方法及びその装置並びに光ファイバ融着接続方法及びその装置 |
JP4457873B2 (ja) * | 2004-11-30 | 2010-04-28 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ融着接続装置及び融着接続方法 |
DE102006056398A1 (de) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | CCS Technology, Inc., Wilmington | Vorrichtung zum thermischen Verbinden von Lichtleitfasern und Verfahren zum thermischen Verbinden von Lichtleitfasern |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3819249A (en) * | 1970-10-02 | 1974-06-25 | Licentia Gmbh | Optical coupling arrangement |
US4557556A (en) * | 1983-10-28 | 1985-12-10 | At&T Bell Laboratories | Method of fabricating an optical attenuator by fusion splicing of optical fibers |
US4557557A (en) * | 1983-10-28 | 1985-12-10 | At&T Bell Laboratories | Method of making an optical fiber attenuator using a lossy fusion splice |
US4948412A (en) | 1985-09-16 | 1990-08-14 | Fujikura Ltd. | Method of fusion splicing single-mode optical fibers using an arc discharge |
US5013345A (en) * | 1987-12-04 | 1991-05-07 | Fujikura Ltd. | Method of fusion-splicing polarization maintaining optical fibers |
JPH01169408A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-07-04 | Fujikura Ltd | シングルモード光ファイバ接続部の判定法 |
DE3828604A1 (de) | 1988-08-23 | 1990-03-01 | Siemens Ag | Verfahren und einrichtung zur messung der optischen daempfung eines optischen mediums |
JPH02195304A (ja) * | 1989-01-23 | 1990-08-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバの融着接続方法 |
EP0400408B1 (de) | 1989-06-02 | 1996-11-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Ausrichtung zweier Lichtwellenleiter-Faserenden und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
JP2638690B2 (ja) | 1991-03-22 | 1997-08-06 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ融着接続機 |
GB9106981D0 (en) * | 1991-04-03 | 1991-05-22 | Bicc Plc | Optical fibre splicing |
FR2719130B1 (fr) * | 1994-04-25 | 1996-05-31 | Alcatel Cable Interface | Procédé de gestion de soudure à l'arc de fibres optiques. |
-
1997
- 1997-10-17 DE DE19746080A patent/DE19746080A1/de not_active Withdrawn
- 1997-10-21 US US08/955,405 patent/US6230522B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008040806A1 (de) * | 2006-10-06 | 2008-04-10 | Ccs Technology, Inc. | Gerät und verfahren zum thermischen verbinden von lichtwellenleitern |
US8011835B2 (en) | 2006-10-06 | 2011-09-06 | Ccs Technology, Inc. | Apparatus and method for thermal connection of optical waveguides |
US8534932B2 (en) | 2006-10-06 | 2013-09-17 | Ccs Technology, Inc. | Apparatus and method for thermal connection of optical waveguides |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6230522B1 (en) | 2001-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69527888T2 (de) | Spleissen von optischen Fasern | |
DE69015927T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren für die Herstellung von permanenten faseroptischen Spleissen niedriger Dämpfung. | |
DE69520769T2 (de) | Kontrolliertes spleissen von optischen fasern | |
DE3019425A1 (de) | Verfahren zum verbinden optischer fasern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE68902321T2 (de) | Verfahren zum bestimmen der strahlungsverluste von faserverbindungen. | |
EP0899591B1 (de) | Verfahren sowie Vorrichtung zum thermischen Verschweissen von Lichtleitfasern | |
DE3514647C2 (de) | ||
DE3879137T2 (de) | Verfahren zum pruefen der schweissstelle von optischen fasern. | |
EP0934542B1 (de) | Verfahren sowie vorrichtung zum verschweissen von lichtwellenleitern | |
DE69634866T2 (de) | Fiberoptisches Dämpfungsglied | |
DE19746080A1 (de) | Verfahren sowie Vorrichtung zur Einstellung von Schweißparametern | |
EP2035871A1 (de) | Verfahren zum betreiben einer vorrichtung zum spleissen von lichtwellenleitern | |
EP1064575B1 (de) | Verfahren zum spleissen von lichtwellenleitern und spleissvorrichtung | |
EP2067069B1 (de) | Gerät und verfahren zum thermischen verbinden von lichtwellenleitern | |
EP0582116A1 (de) | Verfahren zur Ermittlung der Lage von Lichtwellenleitern und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
EP1868762B1 (de) | Schweissanordnung zum verbinden von werkstücken durch widerstands- oder pressschweissen | |
DE2626243C2 (de) | Justierung von optischen Fasern in Koppelelementen | |
DE10113740A1 (de) | Vorrichtung zum Bearbeiten einer isolierten optischen Faser | |
EP0593980B1 (de) | Verfahren und Einrichtung für Messungen an mehreren Lichtwellenleitern | |
DE19638092A1 (de) | Verfahren sowie Vorrichtung zur Wärmebehandlung mindestens einer Lichtleitfaser | |
EP0594996A2 (de) | Optisches Dämpfungsglied, Verfahren zu seiner Herstellung und ein hierzu geeignetes thermisches Spleissgerät | |
WO2008065001A1 (de) | Vorrichtung zum thermischen verbinden von lichtleitfasern und verfahren zum thermischen verbinden von lichtleitfasern | |
DE19842210C1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen optischen Fasern | |
DE3733987A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von verbindungsstellen fuer lichtleitfasern an verbindungssteckern | |
WO2003081308A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum spleissen von lichtwellenleitern |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CCS TECHNOLOGY, INC., WILMINGTON, DEL., US |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130501 |