DE2151304A1

DE2151304A1 - Verfahren zum Herstellen verklebter,faseroptischer Vorrichtungen

Info

Publication number: DE2151304A1
Application number: DE19712151304
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: Warner Lambert Technologies Inc
Priority date: 1971-03-08
Filing date: 1971-10-11
Publication date: 1972-09-14
Also published as: US3729356A; DE2151304C3; GB1357288A; DE2151304B2

Description

PATENTANWALT D-1 BERLIN 33 5.Oktober 1971

κ α α v irr» rr\ K^iCi ir FALKENRIED 4

MANFRED MIEHE _{Telefon!(0311)76O95O}

Diplom-Chemiker Telegramme: PATOCHEM BERLIN

AO-2197 US/02/1164

AMERICAN OPTICAL CORPORATION

Southbridge, Mass. USA

Verfahren zum Herstellen verklebter, faseroptischer Vorrichtungen

Es werden kohärente Bündel aus miteinander verklebten Bändern aus optischen Fasern geschaffen, wobei ein verbindender Klebstoff auf einen Abschnitt der Länge jedes Bandes aufgesiebt wird, sodann auf die genaue Dicke des Siebes abgequetscht wird, und man läßt wenigstens teilweise trocknen, während das Sieb an Ort und Stelle vorliegt. Das Entfernen des Siebes führt sodann zu einem sauberen und gleichmäßigen überzug des Klebstoffes an jedem Band für die klebende Verbindung der Bänder miteinander als eine kohärent verklebte Anordnung.

Der Erfindungsgegenstand liegt auf dem Gebiet der Faseroptiken und betrifft speziell ein Verfahren zum Herstellen kohärenter Bündel aus miteinander verklebten optischen Fasern.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen kohärenter, faseroptischer Bündel nach dem Stand der Technik besteht darin, daß eine Mehrzahl endloser Bänder aus nebeneinander angeordneten Windungen der optischen Faser ausgebildet wird, sodann diese Windungen über einenrelativ kurzen Abschnitt derer Längen miteinander verklebt, entsprechende verklebte Abschnitte der Bänder gestapelt, diese Abschnitte, z.B. vermittels Härten des Klebstoffes, fest verbunden werden und sodann querseitig ange nähert mittig durch die miteinander verbundenen Abschnitte ein Schnitt geführt wird unter Ausbilden von gegenüberliegend zueinander identisch geometrisch gemusterten Stirnflächen eines sich ergebenden faseroptischen Bündels (US-PS 3 033 731). Diejes und weitere Verfahren zum Verkleben nach dem Stand der

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bedingen jedoch Probleme einer nicht einheitlichen Dicke des Klebstoffes, wie sie zwischen den Bandlagen der Fasern auftreten, das Vorliegen von Staub, Textilfaserchen und ähnlicher Verunreinigungen, die in diesen Verklebungsflachen eingeschlossen werden, und weiterhin ergeben sich Probleme auch dadurch, daß Bläschen und Verunreinigungen in dem Klebstoff und Haar- oder Pinselborsten aus den normalerweise für das Aufbringen der Klebstoffe auf die Bänder angewandten Pinsel vorliegen. Derartige Einschlüsse führen zu übermäßigen keine Lichtleitung bewirkenden Zwischenräumen oder Flächen in einem sich ergebenden Faserbündel, wodurch die Lichtmenge verringert wird, die durch einen gegebenen Teil des Bündels übertragen werden kann. Hierdurch wird in dem Fall der Bildübertragung auch in erheblich nachteiliger Weise die Auflösung und Schärfe der durch das Bündel übertragenen optischen Bilder beeinflußt.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, diese Nachteile gemäß des Standes der Technik auf dem Gebiet der Verklebung dort auszuräumen, wo es darum geht, die Kohärenz des Faserbündels entscheidend zu verbessern und somit den Anfall an Ausschußware hintenanzuhalten, und eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das Herstellungsverfahren für Faserbündel zu vereinfachen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird im wesentlichen daurch gelöst, daß die Windungen der endlosen Faserbänder verklebt werden, indem ein Klebstoff durch ein Sieb - z.B. ein Seidensieb - auf die Bänder gedrückt wird, wodurch die Lagendicke des beaufschlagten Klebstoffes einheitlich der einheitlichen Dicke des in Anwendung kommenden Siebes entspricht. Unter Anwenden von Schablonen wird das Sieb so angeordnet, daß scharf definierte Begrenzungslinien zwischen verklebten und nicht verklebten Längen der Bänder ausgebildet werden. Man läßt den Klebstoff wenigstens teilweise unter dem Schutz des Siebes trocknen und im Anschluß hieran wird das Sieb abgeschält. Hierdurch verbleibt ein sauberer, gleichmäßiger Klebstoffüberzug auf jedem Band, das

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sodann sofort mit überzügen ähnlich behandelter Faserbänder stapelförmig angeordnet werden kann unter Ausbilden einer fertiggestellten Anordnung eines faseroptischen Bündels.

Zusätzlich zu dem Ausbilden der angegebenen einheitlichen Überzugsdicke des Klebstoffes in dem Fall des Aufbringens desselben auf jedes Faserband, führt das Abziehen des Siebes von den entsprechenden Faserbändern automatisch zu einem Entfernen von Bläschen und teilchenförmigen Verunreinigungen wie sie in dem Klebstoff als solchem auftreten und auch eines Hauptanteils des durch die Luft geführten Staubes und ähnlicher Verunreinigungen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 perspektivisch einen Arbeitsgang unter Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens?

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie 2-2 nach der Figur 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie 3-3 nach der Figur 1;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines endlosen Bandes aus nebeneinander angeordneten Bindungen der optischen Fasern wie es nach Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorliegt;

Fig. 5 einen weggebrochenen, teilweise im Querschnitt ausgeführter Aufriß einer Anordnung aus einer Mehrzahl endloser Bänder der in der Figur 4 gezeigten Art;

Fig. 6 eine Endansicht eines verklebten Bündels aus optischen Fasern, wie es erfindungsgemäß erhalten wird;

Fig. 7 eine Endansicht eines Bündels optischer Fasern, wie es aufgrund eines Verklebens nach dem Stand der Technik ausgebildet wird, wobei eine Anzahl schadhafter Stellen wiedergegeben ist, wie sie sich in typischer Weise nach dem Stand der Technik ergeben .

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Ein Verfahren zum Herstellen verklebter Bündel aus optischen Fasern, bei dem der Erfindungsgegenstand Anwendung finden kann, ist in der US-PS 3 033 731 beschrieben. Bei diesem beispielsweisen Fall wird eine Anzahl endloser Bänder aus nebeneinander angeordneten Windungen aus optischen Fasern auf eine Aufwickeltrommel ausgebildet, sodann von der Trommel entfernt und sodann als das zusammengesetzte Bündel ineinander oder übereinander gestapelt.

Das obige Verfahren ist in den Fig. 1, 4 und 5 wiedergegeben, wonach endlose Bänder 10 aus einer optischen Faser 12 auf eine Tro.-nmel 14 - Fig. 1 - ausgebildet, sodann von der Trommel entfernt - Figur 4 - und in ein Bündel 16 - Fig. 5 - zusammengesetzt werden.

Vor dem Entfernen der Bänder 10 von der Trommel 14 ist es erforderlich, daß deren entsprechende Windungen klebend miteinander über gegebene Abschnitte entsprechender Bandlängen verbunden werden, um so die Intigrität jedes Bandes während und im Anschluß an das Entfernen von der Aufwickeltrommel aufrechtzuerhalten.

Dies wird nun erfindungsgemäß wie folgt erreicht:

Es wird ein Sieb 18 über jedes Band 10 - Figur 1 - angeordnet und es wird in geeigneter Klebstoff 19 durch das Sieb auf das Band - Figur 2 - gedrückt. Das Sieb 18 stellt vorzugsweise einen relativ langen und dünnen Streifen aus durchlässigem Material dar, z.B. ein Seidensieb mit einer Maschengröße von 0,075 mm. Der Streifen, der etwas breiter als das Band 10 ist, wird längsseitig zu dem Band angeordnet. Die gegenüberliegenden Endteile 20 jedes Siebes 18 sind vorzugsweise schablonenhaft ausgeführt, d.h. deren Hohlräume sind mit einem herkömmlichen Schabloennmaterial für Seidensiebe gefüllt. Die Hohlräume der innersten Teile 22 der Siebe 18 werden nicht gefüllt und es werden scharf definierte Unterteilungslinien 24 zwischen den Schablonen-haft ausgeführten Teilen 18 und den nicht schablonenhaft ausgeführten Teilen 22 ausgebildet. Die Länge des nicht schablonenhaft ausgeführten Teils 22 wird in jedem Falle in Abhängigkeit von dem

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gewünschten Ausmaß des Abdeckens des Bandes 10 mit Klebstoff 19 bestimmt, wodurch dann abschließend der verklebte Abschnitt 26

-Figuren 1 und 4 - ausgebildet wird*

Im Hinblick auf das Anwenden der verklebten Abschnitte 26 für den zweifachen Zweck des Aufrechterhaltens der genannten Integrität der Bänder 10 und des Ausbildens einer Anordnung für das Verbinden der Bänder 10 unter Ausbilden eines Bündels 16 - Figur 5 - wird ein Epoxyharz der allgemein bekannten zweistufigen Härtungsart, üblicherweise bezeichnet als B-Stufe Epoxyharz für das Aufbringen auf die Bänder 10 durch die nicht schablonenhaft ausgeführten Teile 22 des Siebes 18 ausgewählt. Dieser Klebstoff enthält ein Lösungsmittel, so daß derselbe in Lösung aufgebracht werden kann. Das Lösungsmittel kann bei normaler Raumtemperatur und geringfügig darüberliegender Temperatur trocknen, wodurch das Harz eine klebende, lackartige Konsistenz erhält und dem sich anschließenden bleibenden Aushärten bei dem Polymerisieren zugänglich wird, d.h. einem Härten vermittels Erwärmen auf eine Temperatur von etwa 120°C.

Im Anschluß an das Aufbringen des Klebstoffes, z.B. Epoxyharz, auf die Teile 22 der Siebe 18 wird der Klebstoff auf die genaue Dicke der Siebe, siehe Figur 2, abgequetscht. Somit werden Luftblasen und/oder teilchenförmige Stoffe, die gegebenenfalls in dem Klebstoff 19 vorliegen und die größer als die Maschengröße des Siebes 18 sind, durch den Abquetschvorgang weggewischt. Man läßt den in dieser Weise aufgebrachten Klebstoff 19 wenigstens teilweise trocknen. Das Sieb 18 wird sodann von dem Band 10 - Figur 3 - abgezogen und nimmt hierbei wenigstens den Hauptteil des durch die Luft bedingten Staubes und weiterer Verunreingungen mit, die sich während des Trocknens des Klebstoffes darauf ansammeln. Gegebenenfalls kann eine schützende Abdeckung 25 aus Papier oder.dgl. über dem Klebstoff 19 angeordnet werde*» um so dessen Verunreinigung während des Trocknens zu verhindern. Diese in den Figuren 2 und 3 vermittels strichpunktierter Umrißlinie gezeigte Abdeckung wird mit dem Sieb 18 bei Abziehen des letzteren von dem Band 10 - Fig. 3 - mit entfernt werden.

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Mit den in dieser Weise auf den Bändern 10 schablonenhaft angegebenen verklebten Abschnitten 26 werden die Bänder von der Trommel 14 entfernt und jeweils ineinander oder übereinander zusammengesetzt, wobei deren entsprechende korrespondierende, verklebten Abschnitte 26 übereinander liegen. Hierdurch wird das Bündel 16

- Figur 5 - ausgebildet. Der Klebstoff wird vermittels Erwärmen

- wie weiter oben angegeben - gehärtet, wodurch eine bleibend verbundene Anordnung ausgebildet wird. Ein vergrößerter Querschnitt derselben ist in der Figur 6 gezeigt, über diesem Querschnitt des Bündels 16 wird eine einheitlich genaue senkrechte und waagerechte Ausrichtung der Fasern 12 aufgrund der ursprünglichen Verteilung des Klebstoffes 19 jedes verklebten Abschnittes 26 erreicht, der einheitlich und frei von den üblicherweise auftretenden Einschlüssen an Fremdstoffen oder Verunreinigungen war.

Bisher, siehe die Figur 7, führten nicht zu vermeidende Dickenveränderungen des auf die ausgebildeten Faserbänder aufgebrachten Klebstoffs zu den übermäßigen Abstandsverhättnissen 28 und/oder Austritten 30 des Klebstoffes, wobei jede oder beide dieser Erscheinungen zu einer falschedn Ausrichtung der Fasern und übermäßigen großen, keine Lichtübertragung bewirkenden Flächen in dem Faserbündel führten. Wie allgemein bekannt, trägt dies zur schlechten Auflösung und Schärfe der durch das Bündel zu übertragenden optischen Bilder bei. Ähnliche Fehler, die sich durch das Einschließen von Staub oder anderen teilchenförmigen Stoffen 32 und/oder Pinselborsten oder Haar 34 ergaben, führen zu einer weiteren Unterbrechung der Faserausrichtung - d.h. Faeerkohärenz und bedingen zusätzliche Fehlerhaftigkeit des sich ergebenden Faserbündels.

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Der hier in Anwendung kommende Ausdruck "Faserbänder" soll beliebige Anordnungen von nebeneinander angeordneten optischen Fasern einschließen, d.h. unabhängig davon, ob es sich um endlose oder geradlinige Fasern mit freiliegenden, gegenüberliegenden Stirnflächen handelt und unabhängig davon, ob späterhin ein Zusammensetzen miteinander oder Stapeln aufeinander erfolgt.

Der hier in Anwendung kommende Ausdruck der Siebe 18 bedeutet weiterhin, daß auch jede weitere geeignete Form oder Größe zusätzlich zu der hier wiedergegebenen angewandt werden kann, z.B. als einzelne Folie oder Blatt, das in der Lage ist verschiedene Faserbänder unter einem Aufbringen auf dieselben abzudecken. Derartige Siebe können weiterhin aus jedem geeigneten gewobenen, durchlöcherten oder in anderer Weise durchlässigem Material gefertigt sein, so daß sie vorzugsweise frei von Textilgutfäden sind. Sollte es weiterhin in einigen Fällen nicht erforderlich sein, scharfe Übergangslinien zwischen den verklebten und nicht verklebten Teilen des Faserbündels auszubilden, kann die angegebene Schablonenbildung der Siebe 18 auch in Fortfall kommen.

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Claims

Patentansprüche

[IJ Verfahren zum Herstellen von Bündeln aus miteinander verklebten Bändern von nebeneinander liegenden Längen optischer Fasern, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte:

a) Anordnen einer Abdeckung aus durchlässigem Material über entsprechenden Teilen der Längen jeder einer Mehrzahl an Bändern aus optischen Fasern, die als Bündel miteinander verklebt werden sollen;

b) Aufbringen eines fließfähigen Klebstoffes auf die Bänder durch das durchlässige Material hindurch;

c) Ausüben eines Drucks auf das durchlässige Material zwecks Füllen entsprechender Hohlräume desselben mit dem Klebstoff dort, wo derselbe aufgebracht ist und Entfernen von Klebstoffdicken, die über die Dicke des durchlässigen Materials hinausgehen;

d) Abwarten wenigstens einer teilweisen Erhärtung des Klebstoffes;

e) Abziehen des durchlässigen Materials von jedem der Bänder, wodurch auf denselben verklebte Abschnitte verbleiben;

f) Stapeln der Bänder dergestalt, daß entsprechende verklebte Abschnitte übereinander vorliegen und

g) Härten des Klebstoffes an den Abschnitten unter Verklebendem Verbinden derselben miteinander und mit benachbarten Teilen der Faserbänder als Faserbündel.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß äis Abdeckung ein Sieb in Anwendung kommt. >
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sieb ein aus gewobenem Seidenfaden hergestelltes Sieb angewandt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume des Abdeckmaterials an wenigstens einem Teil desselben über einer Fläche abgedichtet sind, die sich bis zu einer geradlinigen Begrenzungslinie über das Material hin erstreckt und die-

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selbe ausbildet dergestalt, daß vermittels des Aufbringens und Drückens des Klebstoffes durch das durchlässige Material verklebte Abschnitte an dem Band ausgebildet werden, deren jeder eine wohl definierte Grenzlinie aufweist, die der Linie über das durchlässige Material entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzlinien der verklebten Abschnitte in dem Faserbündel ausgerichtet sind.

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