DE2430194A1

DE2430194A1 - Form zum heissverbinden einer platte aus optischen fasern

Info

Publication number: DE2430194A1
Application number: DE19742430194
Authority: DE
Inventors: Kunimitsu Kobayashi
Original assignee: Hoya Glass Works Ltd
Current assignee: Hoya Glass Works Ltd
Priority date: 1973-09-03
Filing date: 1974-06-24
Publication date: 1975-04-10
Also published as: FR2242340B1; DE2430194B2; DE2430194C3; FR2242340A1; JPS5050040U; GB1431158A

Description

HOFFMANN & EITLE · PATENTANWÄLTE D-BOOO MÖNCHEN 81 · ARABEUASTRASSE 4 (STERNHAUS) · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

25 551 Hoya Olass Works Ltd., Tokyo / Japan

Form zum Heißverbinden einer Platte aus optischen Pasern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Form zum Heißverbinden einer Platte aus optischen Fasern.

Lichtleitende Platten, welche durch Heißverbinden optischer Fasern hergestellt werden, werden zur übertragung von Bildern, z.B. als Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre oder einer Feldebnungslinse, verwendet. Für diese Anwendungsfälle werden lichtleitende Platten, welche frei von Verzerrungen dee

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übertragenen Bildes sind, benötigt. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist es wünschenswert, die herkömmlichen Formen zum Heißverbinden zu verbessern,' die beim Herstellen von Platten aus optischen Pasern verwendet werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wurden lichtleitende Platten dieser Art bisher im allgemeinen hergestellt, indem optische Fasern 2 in einer Form 1 angeordnet wurden, die aus einer unteren Seitenfläche und seitlichen Flächen besteht, so daß die Seitenflächen der optischen Fasern entlang der Wand der Form ausgerichtet sind, dann ein Preßteil 3 auf der oberen Fläche dieser Form eingesetzt wurde, die optischen Fasern bis zur Erweichung erwärmt wurden und dann Druck auf das Preßteil zum Verbinden der Fasern aufgebracht wurde. Bei einem solchen Vorgehen haben jedoch die optischen Fasern,die in der Nähe der Seitenflächen der Form vorhanden sind, aufgrund der zwischen den Fasern und der Wand der Form beim Aufbringen des Druckes auftretenden Reibung Schwierigkeiten beim Fließen. Aus diesem Grunde wird ein Bild 6 einer geraden Linie 5* das durch eine lichtleitende Platte 4 übertragen wird, welche durch eine Form der in Fig. gezeigten Art hergestellt wurde, verzerrt, wie in Fig. 2 dargestellt ist.

Im Hinblick auf eine Beseitigung dieses Fehlers wurden schon verschiedene Vorschläge gemacht. Zum Beispiel beschreibt die US-PS 3 626 040 ein Verfahren, bei welchem eine mit den Seitenflächen der optischen Fasern in Berührung stehende Form in vier Teile geteilt wird und ein gleicher Druck auf jeden der einzelnen Teile aufgebracht wird, um die optischen Fasern miteinander zu verbinden. Bei diesem Verfahren werden jedoch vier Einrichtungen zum Aufbringen von Druck benötigt, und der auf jeden der einzelnen Teile aufgebrachte Druck muß genau gesteuert werden. So hat dieses Verfahren den Fehler, daß die Ausrüstung kostspielig ist, und daß die Arbeltsweise kompliziert ist.

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Die Japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. I8595/69 beschreibt eine Form mit einem Aufbau, bei welchem mehrere Metallstücke beweglich angeordnet sind, so daß sie die optischen Fasern dazwischen halten,und ein Druck in Richtung der Mitte der Form ausgeübt wird und eine aus einem beim Erwärmen erweichbaren Material hergestellte Form zwischen zwei benachbarten Metallstücken oder an der gesamten Innenfläche der Metallstücke angeordnet ist. Wenn diese Form verwendet wird, ist ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich, um das durch Wärme erweichbare Material in die gewünschte Form zu bringen. Wenn die optischen Fasern aus Glas hergestellt werden, muß darüber hinaus ein Glas mit extrem hoher Erweichungstemperatur als durch Wärme erweichbares Material verwendet werden, weil anderenfalls nur das durch Wärme erweichbare Material zum Fließen gebracht wird und die optischen Fasern nicht genügend miteinander verbunden werden. Wenn es z.B. gewünscht wird, optische Fasern genügend miteinander zu verbinden, um das verbundene Erzeugnis luftdicht zu machen, wie es bei lichtleitenden Platten zur Verwendung als Frontplatte bei einer Kathodenstrahlröhre der Fall ist, ist es so außerordentlich schwierig, ein geeignetes, durch Wärme erweichbares Material auszuwählen.

Außerdem beschreibt die Japanische Patentveröffentlichung Nr. 8500/72 eine Vorrichtung zum Heißverbinden optischer Fasern, bei welcher der Boden und die Seitenwände einer Kammer mit darin ausgerichteten optischen Fasern mit Schrauben fest zusamraengeklemmt werden und Druck von oben aufgebracht wird, um die optischen Fasern miteinander zu verbinden. Der Aufbau dieser Form ist Jedoch kompliziert und kostspielig, und es ist aufwendig, die Seitenwände der Form beim Erwärmen zusammenzuschrauben und die Schrauben zu lösen und die Form beim Abkühlen nach dem Verbinden auseinanderzunehmen, um ein Brechen des verbundenen Erzeugnisses aus optischen Fasern zu verhindern, das durch den Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffizienten

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zwischen optischen Fasern und Form verursacht werden kann. Darüber hinaus ist es schwierig, das in den Zwischenräumen zwischen den ausgerichteten Fasern vorhandene Gas beim Verbinden zu entfernen, weil die Stirnflächen der optischen Fasern mit der Wand der Form in Berührung stehen. Daher besteht die Neigung, daß Blasen in dem aus optischen Fasern verbundenen Erzeugnis zurückbleiben. Dieses führt zu dem Fehler, daß die optischen Fasern durch die Blasen verformt werden und lichtundurchlässige Verunreinigungspunkte gebildet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Form der eingangs genannten Art zu schaffen, welche ein festes Zusammenpressen der optischen Faserbündel ermöglicht und Einschlüsse von Gas in den Zwischenräumen zwischen den optischen Fasern weitgehend vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere Wände bildende Teile vorgesehen sind, die mit einem Bündel zu verbindender optischer Fasern in Berührung gebracht werden sollen, daß ein Paar der Wände bildenden Teile einander gegenüberliegend angeordnet 1st und entlang geneigter Flächen der anderen, gegenüberliegend angeordneten Wände bildenden Teile und in flichtung zum Inneren des Formhohlraumes verschiebbar ist, und daß das eine Paar der Wände bildenden Teile beim Aufbringen von Druck auf die anderen, gegenüberliegend angeordneten, Wände bildenden Teil« entlang seiner geneigten Flächen verschiebbar 1st, so daß das Volumen des Fonahohlraume verringerbar 1st.

durch die erfindungsgeaäfle For« werden die oben beschriebenen Nachteile 4er bisher bekannten Formen vermieden. Darüber hinaus hat sie den Vorteil, daß si« ·1η·η «ehr einfachen Aufbau aufweist. Suren Anwenden von Brück von einer Seite der Fora werden die optischen Fasern gleieheäJlg durch die umgebenden Wände xus*ee«ngeprefit,und durch Abnehmen des Drucke« wird der auf die Teile der form einwirkende .Zwang gelöat. 3o «erden die

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optischen Pasern sogar beim Abkühlen in der sie umschließenden Form nach dem Heißverbinden nicht durch die Kraft gebrochen, welche die Wände der Form aufgrund des Unterschiedes im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den optischen Fasern und der Wand der Form verschiebt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer herkömmlichen Form zum Heißverbinden bei der Herstellung von Platten aus optischen Fasern,

Fig. 2 eine Darstellung* welche die Verzerrung eines durch eine lichtleitende Platte übertragenen Bildes veranschaulicht, welche unter Verwendung der herkömmlichen Form zum Heißverbinden erzeugt ist,

Fig. 5 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Form zum Heißverbinden optischer Fasern bei der Plattenherstellung,

Flg. 4 eine Seitenansicht der in Flg. 3 gezeigten Form, und

Fig. 5 einen Schnitt der in Fig. 5 gezeigten Form entlang der Achse der optischen Fasern.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Form und die He iß verbindung der optischen Fasern unter Verwendung dieser Form werden insbesondere mit Bezugnahme auf die Flg. 3 bis 5 beschrieben.

In der Zeichnung ist ein Bündel optischer Fasern mit der Bezugszahl 7 bezeichnet. Die in Fig. 3 gezeigte Form besteht

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aus Teilen 8 und 9 mit geneigten Oberflächen 8a, 8b bzw. 9a und 9b, welche die obere bzw.- untere Wand der Form bilden, und Teilen 10 und 10' mit geneigten Oberflächen 10a, 10b bzw. 10'a, 10* b, welche die Seitenwände der Form bilden. Die geneigten Oberflächen 10a, 10b und lO'a, 10'b sind entlang der geneigten Oberflächen 8a, 8b bzw. 9a, 9b verschiebbar. Zweckmäßig können die Formteile, welche die Form bilden, aus Eisen, Nickel und anderen herkömmlich verwendeten warmfesten Eisenlegierungen bestehen.

Ein Stempel 11 kann zum Aufbringen von Preßdruck auf das die obere Wand der Form bildende Teil 8 vorgesehen sein. Der Stempel ist in der durch den Pfeil 12 in Fig. 3 bezeichneten Richtung bewegbar. Durch Zusammenbau des die obere Wand der Form bildenden Teils 8, des die untere Wand der Form bildenden Teils 9 und der die Seitenwände bildenden verschiebbaren Teile 10, 10', wie es in Fig. 3 gezeigt ist, kommen die geneigten Oberflächen 8a, 8b des Teils 8 mit den geneigten Oberflächen 10'a bzw. 10a in Berührung, um die obere Begrenzung der Form zu bilden.

Die geneigten Oberflächen 9a, 9b des Teils 9 kommen mit den geneigten Oberflächen 10*b bzw. 10b in Berührung, und es ist ein Zwischenraum zwischen den Spitzen 10c, 10'c der verschiebbaren Wände und den Ecken 8c, 8c' des Teils 8, welches die obere Wand der Form bildet, vorgesehen, sowie zwischen den Spitzen 10*c, 10c' der verschiebbaren Wände und der Ecken 9c¹ und 9c des Teils 9* das die untere Wand der Form bildet. In diesem Stadium werden die Wandteile der Form vorläufig fixiert. Gegebenenfalls kann ein Hochtemperatürschmiermittel, z.B. Bornitrid (BN), Graphit, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und Kaollnit, zur Beschichtung der (!leitflächen der Form verwendet werden, wobei Bornitrid bevorzugt wird. Ein Bündel optischer Fasern 7 wird dicht in einen von dem die obere Wand bildenden Teil 8, dem die untere Wand bildenden Teil 9 und die verschiebbaren

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Seltenwände bildenden Teilen 10, 10' iangebenen Raum gepackt, so daß die Seitenfläche des Bündels optischer Fasern mit der Innenwand des Hohlraums A in Berührung kommt. Zu diesem Zeitpunkt kommen die Stirnflächen der optischen Fasern 7 nicht mit der Wand der Form in Berührung, sondern liegen frei, Die die darin in dieser Weise geschichteten, optischen Fasern enthaltende Form wird in einem Erwärmungsofen angeordnet und auf eine Temperatur erwärmt, bei welcher die optischen Fasern erweicht werden. Dann wird auf den Stempel 11 Druck ausgeübt, um ihn in Richtung des Pfeiles 12 zu schieben.

So wird das Teil 8 nach unten geschoben, und gleichzeitig gleiten die die Seitenwände bildenden verschiebbaren Teile 10, 10' entlang der geneigten Oberflächen 10a, lO'a bzw. 10b, lOb¹ nach innen, um die vier Seiten des optischen Faserbündels 7 gleichförmig durch die Teile 8, 9, 10 und 10' zu pressen und die optischen Fasern so miteinander zu verbinden· Weil diese Verbindung zu einer Verlangerung der optischen Fasern lediglich in ihrer Axialrichtung führt, tritt keine Verschiebung der Anordnung auf, die einem ungleichförmigen Fließen der optischen Fasern zuzuschreiben wäre. Demzufolge haben mittels einer lichtleitenden Platte, welche unter Verwendung dieser Form hergestellt ist, übertragene Bilder eine zieelioh verringerte Verzerrung. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß das in den Zwischenräumen zwischen den ausgerichteten optischen Fasern vorhandene Sas bei der Verlängerung der optischen Fasern in Ihrer Axialrlohtung beim Verbinden nach außen ausgestoßen wird. So bleiben selten Blasen in den miteinander verbundenen optischen Fasern zurück, und es kann «ine lichtleitende Platte mit einer verringerten Anzahl von Verunreinigungspunkten erhalten werden. Nach dem Verbinden wird der Preßdruck am Stempel 11 entfernt, Tjoid der Stempel wird zurückgezogen, worauf der Anzug der Teil* der Form automatisch gelöst wird. Daher wird sogar bei Durchführung, einer Kühlung ±n diesem Stadium keine Zerstörung der

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miteinander verbundenen optischen Pasern durch die Kraft verursacht, welche den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den optischen Pasern und der Form zugeschrieben werden könnte.

Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Form, welche einfach in ihrem Aufbau und niedrig in ihren Kosten ist, können lichtleitende Platten mit verringerter Bildverzerrung und Verunreinigungen erzeugt werden, die zur Verwendung als Frontplatten einer Kathodenstrahlröhre oder einer Feldebnungslinse geeignet sind.

Während die Erfindung im einzelnen und unter Bezugnahme auf besondere Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen der Erfindung ohne Abweichung vom Anwendungsbereich und Umfang der Erfindung möglich sind.

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Claims

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Patentanspruch

( Form zum Heißverbinden einer Platte aus optischen Fasern, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Wände bildende Teile (8, 9, 10, 10') vorgesehen sind, die mit einem Bündel zu verbindender optischer Fasern (7) in Berührung gebracht werden sollen, daß ein Paar (10, 10') der Wände bil- denden Teile einander gegenüberliegend angeordnet ist und entlang geneigter Flächen (8a, 8b, 9a, 9b) der anderen, gegenüberliegend angeordneten Wände bildenden Teile und in Richtung zum Inneren des Formhohlraumes verschiebbar ist, und daß das eine Paar (10, 10') der Wände bildenden Teile beim Aufbringen von Druck auf die anderen, gegenüberliegend angeordneten, Wände bildenden Teile (8, 9) entlang seiner geneigten Flächen (10a, 10b, 10'a, 10'b) verschiebbar, ist, so daß das Volumen des Formhohlraums verringerbar ist.

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