DE2731863C2 - Verfahren zum Verbinden optischer Fasern und Kupplung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung in eine Unterlage eingespannt wird bevor die ummantelten Fasern eingelegt werden.

3. Kupplung zur Durchfil irung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer mit Längsnuten versehenen Halterung besteht sowie aus einem ersten Klemmstück mit Mitteln zu dessen Befestigung über einem Teil der Länge der Nuten an der der Verbindungsseite abgewandten Sehe, um die ummantelten Fasern in den Nuten festzuhalten und festzuklemmen, und einem zweiten Klemmstück mit Mitteln zu dessen Befestigung über einem Teil der Länge der Nuten an der Verbindungsseite, um die abgemantelten Fasern in den Nuten festzuhalten und festzuklemmen, wobei die Sohlen der Nuten der Halterung in ihrem äußeren Teil an der Verbindungsseite V-förmigen Querschnitt aufweisen und das zweite Klemmstück an seinem zugehörigen äußeren Teil einen Kamm aus Längsstegen besitzt, weiche eine zu den Nuten komplementäre Form aufweisen und aus einem Material bestehen, das unter der auf die optischen Fasern beim Festklemmen ausgeübten Druckwirkung deformierbar ist.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten der Halterung aus mindestens drei Abschnitten bestehen, nämlich einem Endabschnitt an der der Verbindungsseite abgewandten Seite zur Aufnahme der ummantelten Faserteile, einem Mittelabschnitt zur Aufnahme der abgemantelten Faserteile ohne Festlegung ihrer genauen Lage und einem Endabschnitt an der Verbindungsseite zur Aufnahme der abgemantelten Fasern unter Festlegung ihrer genauen Lage in der V-förmigen Sohle der Nuten.

5. Kupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge-

kennzeichnet, daß die Halterung aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, deren erster Teil die Nuten zur Aufnahme der ummantelten Faserteile und die mittleren Nuten, und deren zweiter Teile die Nuten an der Verbindungsseite enthält

6. Kupplung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet daß die Mittel zur Befestigung des zweiten Klemmstücks so ausgeführt sind, daß die Ebenen der Oberkanten der Längsstege dieses Teiles, bevor eine Deformation während des Klemmens auftritt gegenüber der Ebene der Sohle der entsprechenden Nuten der Halterung geneigt ist derart daß beim Klemmen der Druck in erster Linie auf den äußeren Teil an der Verbindungsseite der Kupplung wirkt

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Längsstege des zweiten Klemmstückes und die zugehörigen Nuten der Halterung so angeordnet sind, daß die Ebene der Oberkanten dieser Längsstege, bevor eine Deformation während des Klemmens auftritt gegenüber der Ebene der Sohle der entsprechenden Nuten der Halterung geneigt ist derart daß beim Klemmen der Druck in erster Linie auf den äußeren Teil an der Verbindungsseite der Kupplung wirkt

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die Halterung zwischen den Lärrgsnuten an der Verbindungsseite und den mittleren Nuten senkrecht zu diesen Nuten mindestens eine Quernut besitzt, und das zweite Klemmstück mindestens einen Quersteg besitzt, der zur Quernut oder zu den Quernuten der Halterung komplementär ist, um die Fasern während ihrer Festklemmung auf die V-förmige Sohle der Nuten zu drücken.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß der oder die Querstege aus einem Material bestehen, das unter der Wirkung des während des Klemmens auf die optischen Fasern ausgeübten Druckes cteformierbar ist

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß sie Mittel zur Vereinigung der Kupplung mit einer weiteren Kupplung besitzt

11. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Mittel zur Vereinigung der Kupplung mit einer weiteren Kupplung Mittel zur elektrischen Verbindung zwischen den beiden Kupplungen besitzen.

12. Kupplung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie axiale Bohrungen zur Aufnahme von Verbindungssteckern für die weitere Kupplung besitzt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung zweier Gruppen von ummantelten oder mit einer Schutzschicht versehenen optischen Fasern sowie eine Kupplung zur Durchführung des Verfahrens.

Im allgemeinen bezeichnet man als Kupplung für optische Fasern eine Vorrichtung, die einen Teil einer zerlegbaren Vorrichtung bildet, die aus zwei zusammengehörenden Teilen besteht, von denen jeder zum Festhalten eines Endes von einer oder mehreren optischen Fasern dient. Die Vereinigung der beiden Kupplungsteile

erlaubt die gegenseitige starre Verbindung der zusammengehörigen Fasern zur Sicherung einer optimalen Lichtübertragung zwischen den Faserbündeln.

Aus der DE-OS 24 49 359 ist eine Koppelvorrichtung zum Ausrichten und Verbinden einer ersten Gruppe von optischen Fasern mit einer zweiten ähnlichen Gruppe bekannt, wobei die Vorrichtung ein verhältnismäßig dünnes Plättchen mit parallelen, ebenen, oberen und unteren Oberflächen enthält, deren jede eine Vielzahl von längsgerichteten Faseraufnahmenuten aufweist, die in gleichen Abständen parallel zueinander über die Breite der betreffenden Oberfläche angeordnet sind. Die Nuten müssen dabei eine ausreichend flache Tiefe besitzen, damit zwei eine vorgegebene lineare Gruppe von optischen Fasern mit ihrsn betreffenden Nuten umschließenden Plättchen im Abstand voneinander gehalten werden. Vor dem Üb&-einanderstapeln mehrerer Plättchen und dem Vergießen mit einem Kunstharz, müssen die einzelnen Faserenden abgemantelt werden, bevor sie in die Nuten eingelegt werden können.

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

Aus diesem Grund werden nur verhältnismäßig komplizierte Vorrichtungen verwendet, die nur im Betriebslaboratorium montiert und zusammengestellt werden konnten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung von ausgezeichneter Qualität dank eines hervorragenden Fluchtens der Fasern mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung zu schaffen, die einfach sind und den Bedingungen der Montage der gebräuchlichen optischen Fasern entsprechen, z. B. an der Arbeitsstelle und nicht nur im Laboratorium, und wobei die optischen Fasern in eine Kupplung eingelegt werden können, ohne daß der abgemantelte Teil der Fasern berührt werden muß.

Die Lösung der Aufgabe, ein solches Verfahren zu schaffen, ist im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschrieben, und die Lösung der Aufgabe, eine solche Kupplung zu schaffen, ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 beschrieben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen in den zugehörigen Unteransprüchen dargestellt sind.

Als bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt die Zeichnung eine Ausführungsform einer Kupplung gemäß der Erfindung.

F i g. 1 ist eine Gesamtansicht der Kupplung,

F i g. 2 1st eine perspektivische Ansicht von oben auf die Halterung der Kupplung nach F i g. 1,

F i g. 3 ist eine perspektivische Ansicht von unten auf das erste Klemmstück der Kupplung nach F i g. 1 und

Fi g. 4 ist eine perspektivische Ansicht von unten auf das zweite Klemmstück der Kupplung nach F i g. 1.

Wie in F i g. 1 dargestellt, besteht die Kupplung aus drei Hauptteilen, einer Halterung 1, einem ersten Klemmstück 2 und einem zweiten Klemmstück 3.

Wie Fig.2 zeigt, besitzt die Halterung 1 parallele Längsnuten, von denen jede in drei Hauptabschnitte 4,5 und 6 unterteilt ist. Diese Nuten sind dazu bestimmt, die teilweise abgemantelten optischen Fasern aufzunehmen, wobei der Nutenabschnitt 4 einen Teil der ummantelten Fasern und die Abschnitte 5 und 6 ein abgemanteltes Endstück der gleichen Fasern aufnehmen. Die Abschnitte 5 und 6 weisen in ihrem oberen Teil eine genügende Breite auf, um ein vorheriges Einlegen der nicht abgemantelten Fasern zu erlauben.

Das Enda der Nut im Bereich 6, d. h. in dem der Ebene am Ende, auf dessen Niveau die Verbindung der beiden Kupplungshälften stattfinden muß, nächstliegenden Bereich, ist V-förmig und gestattet daher ein genaues Einlegen des abgemantelten Faserteils am Ende der Nut

In der Halterung 1 ist zwischen den Abschnitten 5 und 6 der Längsnuten eine Quernut 7 vorgesehen, deren

ίο Funktion im folgenden in Verbindung mit der Beschreibung des zweiten Klemmstückes 3 erklärt wird. Die Halterung 1 weist ferner Nuten 8,9 und 10 auf, um ein genaues Einlegen des ersten Klemmstückes in diese Halterung zu erlauben. Die beiden Gewinde 11 und 12 erlauben die Befestigung der beiden Klemmstücke auf der Halterung 1.

Stecker 14a und 146 sind in Bohrungen an der Vorderseite der Kupplung befestigt, um in entsprechende Bohrungen einer anderen Kupplung eingeführt werden zu können. Vorzugsweise sind diese Stecker Stifte, die mit einem innengewinde versehen und in den Kupplungen mittels Schrauben befestigt sind, welche in die in die Halterungen eingearbeiteten Bohrungen 13 eingreifen. Die beiden Stecker haben vorzugsweise verschiedene Durchmesser, um ein Vertauschen der Kupplungen zu vermeiden.

Fig.Z zeigt eine Ausführungsart eines ersten Klemmstücks, das über dem hinteren Teil anzuordnen ist, d. h. an der der Verbindungsseite abgewandten Seite der Halterung 1. Dieses Klemmstück 2 besitzt Positionierleisten 20, 21 und 23, die dazu bestimmt sind, die genaue Lage des Klemmstücks auf der Halterung zu gewährleisten. Als Folge der Befestigung des Klemmstücks 2 auf der Halterung 1 drücken die Leisten 20 und 21 auf die in den Nutenabschnitten 4 liegenden, mit einer Ummantelung versehenen Teile der optischen Fasern, so daß die Fasern durch Zusammendrücken ihrer Ummantelung festgehalten oder blockiert werden. Bei der gezeigten Ausführungsart besitzt das erste Klemmstück 2 eine Mittelbohrung 24, die zur Befestigung dieses Stücks mittels einer Schraube dient, welche in das Gewindeloch 11 der Halterung eingreift.

F ι g. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten Klemmstücks, das über der Vorderseite anzuordnen ist,

d. h. an der Verbindungsseite der in F i g. 2 gezeigten Halterung 1.

Dieses Klemmstück 3 besteht aus einem ersten Stück 30 mit einem starren Teil und einer Mittelbohrung 31, die dem Gewindeloch 12 der Halterung zugeordnet ist.

Auf diesem ersten Stück 30 ist ein zweites Stück 32, z. B. aus Acrylglas, befestigt, das einen Kamm aus Längsstegen 34 besitzt. Andererseits sind noch Längsstege 33 in der Verlängerung der Stege 34 angeordnet. Die Stege 33 und 34 haben die entsprechenden Komplementärformtn zu den Nuten 5 und 6, mit dem Zweck, die abgemantelten Verlängerungen der in den Nuten 4 liegenden ummantelten Fasern festzuhalten.

Als Beispiel können die Stege 33 einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, und die Nuten 5 einen angepaßten, ebenfalls rechteckigen Querschnitt besitzen. Die Stege 34 weisen an ihrem Ende V-Form auf, die komplementär ist zu den V-förmigen Nuten 6. Auf diese Art nehmen die abgemantelten Teile der Fasen in der Verbindungsebene an der Vorderseite der Kupplung eine genaue Lage ein.

Man sieht, daß bei:λ Anbringen des zweiten Klemmstücks 3 an der Halterung 1 der F i g. 2 die Stege 33 und 34, gemeinsam mit den Nuten 5 und 6, die seitliche Lage

des Klemmstücks gegenüber der Halterung bestimmen.

Mindestens ein Quersteg 35, z. B. aus Acrylglas, ist zwischen den Stegen 34 und 33 angeordnet, um die relative Längslage der Halterung 1 zum zweiten Klemmstück 3 festzulegen. Der Steg 35 und die zugehörige Nut s 7 haben ebenfalls den Zweck, die passende Lage der Fasern am Grund der V-förmigen Nuten 6 zu gewährleisten. Bei Nichtvorhandensein dieses Steges 35 und wegen des geringen Durchmessers der optischen Faser wäre es in der Tat möglich, daß sich die Fasern zwischen den schrägen Endflächen der Stege 34 und jenen am Grund der entsprechenden Nuten 6 verklemmen.

Dank des Steges 35 ergibt sich zunächst ein Druck auf die Fasern, der sie auf den Boden der Nuten drückt, bevor die Oberkanten der Stege 34 die Fasern beauf- is schlagen und festhalten. Das Material, aus dem die Stege 33, 34 und 35 bestehen, ist unter dem auf die optische Faser beim Anschrauben des Klemmstücks an die Halterung ausgeübten Druck verformbar. Das vor

dere Ende der Hä!isrun^CT ί das die Nuten β enthält ist 20 Händen zu berühren.

legenden optischen Fasern werden in ummanteltem Zustand in die Nuten der Halterung I gelegt, wobei ein Teil der Fasern über die Vorderseite der Kupplung hinausragt. Diese Fasern werden dann in der Kupplung festgehalten, indem die beiden Klemmstücke 2 und 3 in ihre Lage gebracht werden. Das zweite Klemmstück wird jedoch sehr wenig angezogen, da die dort gelagerten Fasern nicht auf die Sohle der V-förmigen Nuten gelangen können, weil sie nicht abgernantelt sind. Die Fasern werden dann an ihrem Endteil außerhalb der Kupplung abgemantelt und nach einem leichten Lösen des ersten Klemmstücks 2, nach rückwärts gezogen, bis die Grenze zwischen dem abgemantelten und dem ummantelten Teil jeder Faser in die Zwischenstellung zwischen die Nuten 4 und 5 der Halterung gelangt. Dieser Übergang wird dann, wie in F i g. 1 gezeigt, im Zwischenraum zwischen den Teilen 2 und 3 sichtbar. Um die Enden der Fasern abzumanteln und sie in der Kupplung an ihre Stelle zu bringen, ist es nicht nötig, die Fasern mit den

jener Teil, der mit größter Genauigkeit zu bearbeiten ist, um eine genaue Lage der Fasern in der Kupplung zu bestimmen. Demzufolge kann die in F i g. 2 dargestellte Halterung 1 aus zwei Teilen bestehen, einmal aus einem vorderen Abschnitt von der Läng der Nuten 6 der Haiterung 1. der aus einem Plättchen aus bearbeitetem Hartmetall besteht, und aus dem übrigen Teil, der aus einem Metall oder gespritztem Kunstharz gegossen sein kann.

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

Bei der Befestigung des zweiten Klemmstücks 3 an der Halterung 1 ist es wichtig, daß die Klemmung zuverlässig in erster Linie am vorderen Ende der Kupplung erfolgt, d. h. in Nähe der Verbindungsebene. Zu diesem Zweck wird die Bohrung 31 des Teiles 30 nicht senkrecht zur Ebene der Oberkanten der Stege 33 und 34 sein können, sondern mit der Normalen einen kleinen Winkel einschließen, so daß die Stege vor jeder Formänderung während des Klemmens gegenüber der Sohlenebene der Ncien 5 und 6 leicht geneigt sind. Durch eine Neigung der Ebene der Oberkanten der Stege und/ oder der Sohlenebene der zugehörigen Nuten gegenüber der Kupplungsachse kann der gleiche Effekt erzielt werden, wobei die Befestigung senkrecht zu dieser Achse erfolgt Der Teil 32 ragt vorzugsweise etwas über die Vorderseite des Teils 30 hinaus. Auf diese Weise wird dieser Teil zu Beginn des Fertigpolierens gleichzeitig mit den Faserenden poliert.

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

Gemäß den erfindungsgemäßen Verbindungsverfahren wird die Halterung 1 festgehalten, z. B. durch Aufspannen auf eine Unterlage. Die in die Kupplung einzu-Die Klemmstücke 2 und 3 werden dann fest angezogen, und die Fasern sind dann besonders durch den Steg 35 des zweiten Klemmstücks 3 an der Sohle der V-förmigen Nuten zentriert. Die über die Kupplung herausragenden Faserteile werden dann in Höhe der Grenzebene vor der Kupplung abgeschnitten und es erfolgt ein Polieren, derart, daß gleichzeitig an den Fasern und an der Oberfläche der Kupplung gearbeitet wird.

Mari erhält so eine einwandfreie Verbindungsfläche, in der die Faserquerschnitte eine genaue definierte Lage einnehmen. Die mechanische Verbindung der zwei zugehörigen Kupplungshälften mittels der Stecker 14a und 146 erlaubt die HerstelluRg einer Verbindung mit sehr guter optischer Qualität.

Die Bohrungen und Stecker zur Vereinigung zweier Kupplungen können so ausgeführt werden, daß sie außer der mechanischen Verbindung eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kupplungen und den an diese angeschlossenen elektrischen Vorrichtungen gewährleisten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

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

— Anordnen der nicht abgemantelten optischen Fasern jeder der zu verbindenden Gruppen in Längsnuten einer zugeordneten Halterung, wobei ein Endstück der Fasern an jener Seite der Halterung herausragt, an der die Verbindung erfolgen soll,

— Festhalten der optischen Fasern in den Nuten der Halterungen mittels mindestens je eines Klemmstücks,

— Abmanteln der Endstücke der Fasern außerhalb jeder Halterung,

— Verschieben der optischen Fasern in den Nuten, derart, daß ein Teil des abgemantelten Bereichs eine« Teil der Länge der Nuten einnimmt sowie Festklemmen der abgemantelten und der nicht abgemantelten Teile der optischen Fasern in dieser Stellung mittels je eines oder mehrerer Klemmstücke,

— Polieren der Endfläche jeder Anordnung aus Halterung und Fasern, und

— Vereinigen der beiden so vorbehandelten Anordnungen.