DE2757214C3

DE2757214C3 - Verbinder für optische Fasern

Info

Publication number: DE2757214C3
Application number: DE2757214A
Authority: DE
Inventors: Bruce David Stone Mountain Ga. Gesner; Arthur Woodward Whippany N.J. Warner Jun.
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1981-02-19
Also published as: FR2375610A1; JPS53111747A; FR2375610B1; DE2757214B2; NL7714311A; DE2757214A1; IT1091624B; JPS5640323B2; NL175553B; NL175553C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbinder für optische Fasern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wie er aus den deutschen Offenlegungsschriftcn 25265Π8 und 2526556 bekannt ist

Faseroptische Nachrichtenkanäle besitzen große Aussichten, die Nachrichtenadern und -leitungen der

Zukunft zu sein. Sie besitzen eine größere Signalträgerkapazität, ein geringeres Gewicht, eine geringere Größe und aller Wahrscheinlichkeit nach einen günstigeren Preis alt elektrische Nachrichtenkanäle. Ferner sind sie gegen elektromagnetische und hochfre-

]o quente Störungen unanfällig und bieten erhebliche Vorteil bei der völligen Beseitigung des Übersprechens und bei der Gewährleistung der Privatsphäie. Die in jüngster Vergangenheit gelungenen Verbesserungen bei faseroptischen Übertragungsleitungen

Γ) sowohl im Hinblick auf die Herstellbarkeit als auch im Hinblick auf die mechanische Festigkeit sind eindrucksvoll und versprechen eine weitverbreitete Anwendung bereits in sehr naher Zukunft. Fines der noch bestehende η Problemgebiete bei der praktischen Anwendung von optischen Fr-«rn für Nachrichtenzwecke besteht in der Kopplung optischer Fasern mit Hilfe von Faserverbindern.

Das Problem der Kopplung optischer Fasern läßt sich einfach beschreiben. Und zwar müssen aneinan-

4Ί der angrenzende Faserenden flach, senkrecht und poliert sein und müssen sowohl in axialer Richtung als auch in Querrichtung aufeinander ausgerichtet sein Die Schwierigkeiten treten auf, wenn die Abmessungstoleranzen in Betracht gezogen werden. Um den

-,n optischen Verlust vernachlässigbar klein zu halten, d. h.. auf etwa 0,1 dB, müssen der Justierfehler in Querrichtung geringer als V₂₀ des Faserkerndurclimesscrs und die axiale Abweichung geringer als die Hälfte des Kerndurchmessers sein. In der Praxis vor-

y> kommende Kerndruchmesser von Multimode-Fasern (d. s. Fasern mit mehreren Lichtausbreitungsarten) liegen zwischen 50 und 250 μιη, so daß Positionierungsfehler des Faserkerns nur von 2,5 μπι zu meßbaren Verlusten führen. Fine weitere, bei elektrischen

Mi Aderverbindern nicht vorhandene Forderung besteht in der Reinlichkeit. Die Herstellung oder die Aufhebung der Verbindung darf zu keinen Rückstanden führen, welche die Lichtbahn behindern oder die Ausrichtung der Fasern ändern.

h-, Die erforderliche Ausrichtung läßt sich mit justierbaren Verbindern erzielen, wie sie beispielsweise aus den DE-OSn 2526508 und 2526556 bekannt sind. Die bekannten Verbinder bcitzen jedoch zahlreiche.

komplizierte und auf enge Toleranzen hergestellte Teile, die zwar zufriedenstellend arbeiten, insbesondere in Verbindung mit größeren Fasern oder Faserbündeln, doch selbst bei Normung und Herstellung in großen Stückzahlen zu unverhältnismäßig hohen Kosten führen würden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, einen Verbinder für optische Fasern der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welcher einfacher, genauer und billiger ist. Dieser Verbinder soll ferner ι ο das Erfordernis einer teuren Bearbeitung von Verbinderteilen auf kritische Dichttoleranzen beseitigen und eine Montage des Verbinders zum großen Teil aus billigen, handelsüblichen Präzisionsteilen ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verbinders nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäße Verbinder besitzt den Vorteil, daß er sich die hoch entwickelte Technologie der Wälzlagcrindustrie zu Nutzen macht vav' billige, präzise, gleichförmige zylindrische Nadellager als innere und äußere Stifte des Verbinders verwendet. Diese genormten Lagerrollen sind für jeweils einige Pfennige im Handel erhältlich. Des weiteren erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verbinder eine automatische Justierung der optischen Fasern.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbinders für optische Fasern,

Fig. 2 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung zur Veranschaulichung, wie der Verbinder nach Fig. 1 zur Ausrichtung zweier optischer Fasern verwendet wird,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Gruppe von aus äußeren Stiften und Hülsen bestehenden Steckerbuchsen, die in einem stabilen Halterungselement befestigt sind,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine bekannte optische Faser, und

Fig 5 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verbinders, der mit einem einen Farbstoff erhaltenden Dichtmatei al gefüllt ist.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist der dort dargestellte, erfindungsgemäße Verbinder 10 für optische Fasern einen elastischen Formkörper mit einer sn zylindrischen Durchgangsbohrung in Form einer Hülse 12 und drei parallele äußere bzw. weitere Stifte 14 auf die an der Innenfläche der Hülse 12 symmetrisch befestigt sind. Die äußeren Stifte 14 sind bezüglich ihrer radialen Achsen 16 im wesentlichen um 120° gegeneiitander versetzt angeordnet. Die zu verbindenden Fasern 18 sind jeweils mit einem Endabschnitt an einem Halbstecker 20 befestigt, der in die Hülse 12 einsetzbar ist. Jeder Halbstecker 20 weist eine zweite Gruppe von drei parallelen, inneren Stif- ho ten 22 auf. welche sich über ihre gesamte Länge gegenseitig berühren und auf diese Weise eine Zwickelöffnung 19 umschreiben. Die Faser 18 ist innerhalb der von den inneren Stiften 22 gebildeten öffnung 19 befestigt, beispielsweise durch Auffüllen des Rau- h^r> mcs 24 zwischen der Faser 18 und den inneren Stiften 22 mit Epoxyharz oder einem anderen geeigneten Kleber. Die innerr« Stifte 22 und der Endabschnitt der Faser 18 enden in einer ebenen Fläche, die im wesentlichen senkrecht zu der Zylinderachse der Hülse 12 und damit senkrecht zu der Längsachse der Faser 18 verläuft. Die Durchmesser der inneren Stifte 22 und der äußeren Stifte 14 sind derart aufeinander angepaßt, daß dann, wenn ein Halbverbinder 20 in das eine Ende der Hülse 12 eingeführt wird, jeder äußere Stift 14 im wesentlichen über seine gesamte Länge einen Berührungskontakt mit zwei benachbarten inneren Stiften 22 bildet. In das andere Ende der Hülse 12 wird ein zweiter Halbverbinder 20 so lange eingeführt, bis die von den Enden der inneren Stifte 22 gebildeten ebenen Flächen aufeinanderstoßen und damit die Endabschnitte der Fasern 18 ausrichten. Die Enden der Stifte sind vorzugsweise abgerundet, um das Einführen der Halbverbinder 20 zu erleichtern.

Der spezielle buchsenförmige Aufbau der inneren und äußeren Stifte ist wesentlich für eine automatische Selbst justierung der Fasern. Insbesondere sind die äußeren Stifte 14 voneinander getrennt angeordnet, d. h., sie berühren sich nicht ge^iiseitig, so daß dann, wenn die inneren Stifte 22 eingeführt sind, sich die elastische Hülse 12 geringfügig ausdehnen und anschließend zusammenziehen kann, um die inneren Stifte 22 in die ausgerichtete Lage zu treiben. Dieser Aiuuau gestattet ferner eine Anpassung an Abmessungstoleranzen der Stifte, insbesondere wenn einer oder mehrere der inneren Stifte 22 einen unterdimensionierten Durchmesser besitzen.

Ein weiteres Merkmal der buchsenförmig angeordneten Stifte besteht darin, daß die mit dem größeren Durchmesser ausgebildeten äußeren Stifte 14 zum Zusammentreiben der inneren Stifte 22 vorgesehen sind. Hierfür hat sich gezeigt, daß das Durchmesserverhältnis zwischen den äußeren und inneren Stiften bei 1,5:1 oder größer liegen sollte. Bei kleineren Durchmesserverhältnissen besteht die Gefahr, daß die von der Hülse 12 über die äußeren Stifte 14 übertragene Kraft die inneren Stifte 22 auseinandertreibt und zu Fehljustierungen oder sogar zu einem Bruch des die Faser 18 mit den Stiften 22 verbindenden Epoxyharzes oder Zementes führt.

In Fig. 4 ist der Aufbau einer bekannten optischen Faser 18 im Querschnitt dargestellt. Die Faser 18 besitzt einen Kern 181, der von einem Überzug 182 umgeben ist. Der Kern 181 und der Überzug 182 bestehen üblicherweise aus Glas. Der Überzug 182 ist von einem Nylonmantel 183 umgeben, welcher seinerseits von einer PVC-Schutzhülle 184 umgeben ist.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weisen die Halbverbinder 20 jeweils einen Wärmeschrumpfschlauch 26 auf, welcher der Anordnung, insbesondere dem hinteren Ende des Halbverbinders eine hohe mechanische Fes'.igkeit verleiht. Der Wärmeschrumpfschlauch 26 bedeckt lediglich den Teil der inneren Stifte 22 hinter den ebenen Flächen und läßt daher den vorderen Teil der Stifte 22 für eine Einführung in die Hülse 12 frei. Der Wärme schrumpfschlauch 26 haftet an der PVC-Schutzhülse 184 der Fase"· 18 und an einer Epoxyharz-Verankerung 32, welche die inneren Stifte 22 umgibt.

Der Nylonmantel 183, der den Überaig 182 der Fasti 18 umgibt, ist unter der Kraft der inneren Stifte 22 komprimierbar. Wie nachstehend noch näher erläutert wird, wirkt daher der Nylonmantel 183 als variables Selbstzcntrierungsorgan.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel des er-

findungsgcmäßen Verbinders bestehen die inneren und äußeren Stifte 22 bzw. 14 aus handelsüblichen zylindrischen Nadellagern. Die Genauigkeit der Nadellager ist für die erfindungsgemäßen Zwecke ausreichend: Und zwar beträgt die Gesamttoleranz des Durchmessers ± 2,5 μπι, die jedoch erforderlichenfalls durch entsprechende Auswahl auf ± 0,6 μΐη verringert werden kann. Die genormten Lagerrollen kosten jeweils einige Pfennige, sind aus Chromstahl hergestellt und werden an ihren Enden geläppt und poliert.

Diese Präzisions-Lagerrollen bzw. Stifte sind in der handelsüblichen Form in Durchmesserabstufungen von 0,4 mm und in zahlreichen Längen erhältlich. Ein genormter Stift besitzt ein halbkugelförmiges Ende, welches das Einführen der Halbverbinder 20 in die Hülse 12 erleichtert. Der maximale Zylinderdurchmesser (d. h., Durchmesser des aus dem Faserkern 182 und dem Überzug 183 bestehenden Gebildes), der in die von den inneren Stiften 22 gebildete Öffnung 19 paßt, steht in direktem Verhältnis zu dem Stiftdurchmesser. Diese Beziehung beträgt 1:6,4641. Für handelsübliche Lagerrollenabmessungen besitzen daher die zur Positionierung einer optischen Faser vorgesehenen öffnungen 19 Durchmesser von 0,12 mm, 0,18 mm, 0,24 mm usw. Beispielsweise ist ein zur Verwendung mit inkohärenten Lichtquellen in einem elektronischen Fernsprechvermittlungssystem entwickelter großer Faserkern sehr gut geeignet für eine öffnung von 0,24 mm Durchmesser. Diese, in Fig. 4 dargestellte Faser besteht aus einem Glaskern 181 mit 0,13 mm Durchmesser, der von einem 0,04 mm dicken Glasüberzug 182 umgeben wird, woraus sich ein Kern-Überzug-Durchmeser von etwa 0,21 mm ergibt. Ein dünner Nylon-Schutzmantel 183 von etwa 0,025 mm Dicke bringt den Gesamtdurchmesser auf 0,28 mm. Wenn diese Faser von den drei Innenstiften 22 festgeklemmt wird (die PVC-Schutzhülle 184 wird zuvor zurückgestreift), wird der Nylonmantel 183 geringfügig in dem zur Verfügung stehenden freien Raum verformt oder extrudiert, wobei jedoch die aus Glas bestehende Kem-Überzugsstrukbelle führt die zulässigen Kombinationen von nichtummantelten optischen Fasern und genormten Lagerrollen auf. Die Abmessungen sind in mm angegeben, während die Durchmessertoleranz sämtlicher

aus Torrington-Stahl bestehenden Stifte zwischen + 0 μηι und - 5 μπι liegt,
öffnung (in Durchmesser Durchmesser mm) für nicht- (in mm) für (in mm) für ummantelte genormten äußeren Stift

zylindrische inneren Stift
Faser

0,122
0,184
0,245
0.308
0,368
0,430

0,79
1.19
1,59
1.98
2,38
2,78

1,19 1,98 2,38 3,18 3,98 4,76

± 0,01 mm zentriert bleibt. Dabei ist zu bemerken, daß ein Abstreifen des Nylonschutzmantels nicht erforderlich ist und daß die zulässige Toleranz für den Kern-Überzug-Durchmesser bei vorhandenem Nylonmantel tatsächlich größer ist als ohne Nylonmantel.

Bei einem Ausführungsbeispiel für die optische Faser 18 wurde der Kern-Oberzug-Durchmesser auf einem Wert zwischen 0,20 mm und 0,24 mm gehalten. Von den etwa IfW präparierten Faserenden waren etwa 80% innerhalb einer Toleranz von 0,01 mm zentriert, obwohl ein unerfahrenes Personal und die erste Werkzeuggeneration verwendet wurde. Diese Ergebnisse zeigen, daß ein annehmbares Ergebnis mit einer Spezifikation erhalten werden kann, welche eine Zentrierung des Faserkerns und Faserüberzugs innerhalb der genannten Toleranz von 0,01 mm erfordert.

Der Durchmesser der Lagerrollen bzw. Stifte ist im Ankauf extrem gleichförmig, doch wurden die drei montierten inneren Stifte 22 mit Hilfe von Lochlehren auf eine Größe bis zu 2,5 um geprüft. Es hat den Anschein, daß der Zentrierfehler größtenteils von der zu zentrierenden Faser abhängig ist, wobei ein beträchtlicher Spielraum zulässig ist. da der Nylonüberzug als variable, selbstzentrierende Hülse für den Kern-Überzug-Teil der Fasern wirkt Die nachstehende Ta-Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, dient die jo Hülse 12 zur Führung des Hnibvcfinfidcrs 20 bei der Verbindungsherstellung. Eine wirtschaftliche Möglichkeit zur Erzielung dieser Führung mit der erforderlichen Genauigkeit besteht wiederum in der Verwendunggenormter Lagerrollen für die äußeren Stifte 14. Die äußeren Stifte 14, die vorzugsweise größer als die inneren Stifte 22 sind, wirken wie selbstjustierende Schienen, längs welcher die inneren Stifte 22 gleiten. Die äußeren Stifte 14 brauchen jedoch nur gerade zt> sein, um ihren Zweck zu erfüllen. Vorzugs-

jo weise werden äußere Stifte 14 verwendet, deren Durchmesser dem l,5fachen des Durchmessers der inneren Stifte 22 entspricht, da dann die äußeren Stifte 14 eine resultierende Druckkraft auf die Halbverbinder ausüben.

j5 Die Positionierung der äußeren Stifte 14 in der Hülse 12 muß einerseits ein leichtes Einfühlen der inneren Stifte und andererseits eine ausreichende Spannungsbeaufschlagung ermöglichen, um die Selbstjustierung der gesamten Verbinderanordnung

zu bewirken. Die Spannungswirkung sollte ferner ausreichend groß sein, umd die Belastungen zu überwinden, die möglicherweise dem Verbinder von außen 2<ii>efi'h^rt wprHpn beispielsweise durch das Gewicht der optischen Kabel oder infolge der Verlegung der Kabel.

Be einer Ausführungsform des vorstehend erläuterten Verbinders besteht die Hülse 12 aus einem dünnwandigen, rostfreien Stahlrohr. Die Spannung der Hülse wird durch die Wanddicke und die Rohrform bestimmt. Beispielsweise hat sich gezeigt, daß ein Rohr mit einem Durchmesser von 7,6 mm und einer 0,152 mm starken Wand unelastisch \enjm\t werden kann, wenn zur Erzielung einer Feinjustierung des Durchmessers des von den äußeren Stiften 14 umschriebenen Kreises ein dreibackiges Spannfutter verwendet wird. Der Durchmesser der äußeren und inneren Stifte betrug dabei 2,38 mm bzw. 1,58 mm.

Bei einer zweiten, zur Befestigung einer Verbinderanordnung gemäß Fig. 3 ausgebildeten Ausfüh-

rungsform bestand die Hülse 12 aus einem ringförmigen, gummiartigen Glied 121, das von einem stabilen Tragelement 30, beispielweise einer Platte, gehaltert wird. In der Praxis werden die äußeren Stifte 14 in die Gummihülse eingegossen und das Tragelement

bzw. die Platte 30 besteht aus Polystyrol. Der Vorteil einer Gummihülse besteht darin, daß der äußerste Durchmesser der Hülse durch einen festen Körper begrenzt werden kann, wohingegen bei dem vorherge-

henden Ausführungsbeispiel dem Stahlrohr erlaubt sein muß, Elastizität zu zeigen. Durch die Verwendung einer gummiartigen Hülse kann mit einer Gruppe zu montierender Hülsen ein Steckerbuchsenfeld auf einfache Weise dadurch hergestellt werden, daß in eine geeignete Platte Löcher gebohrt werden.

Die von dieser Ausführungsform erzeugte Spannung I'-! abhängig von dem gummiartigen Material, der Größe der die Hülsen-Stiftanordnung aufnehmenden Bohrung und der Konstruktion des bei dem Gießvorgang verwendeten Gießkerns. Der Gießkern muß so ausgebildet sein, daß die äußeren Stifte 14 einen geringfügig kleineren umschriebenen Kreis einnehmen als der zur Halterung der inneren Stifte 22 erforderliche umschriebene Kreis, wodurch ein Spielraum für eine freie Bewegung längs der äußeren Stifte der Hülse 12 entsteht. Als geeignetes gummiartiges Material hat sich Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von 50 herausgestellt, d. i. die momentane abgelesene Härte, wenn die Probe mit einem sogenannten Shore-A-Durameter nach der ASTM-(American Society of Testing Materials-)Norm, Band 35, geprüft wird. Ein solches Polyurethan ist im Handel erhältlich.

Zu den wichtigeren Vorgängen bei der Herstellung des Verbinders zählt die Ausrichtung und Verbindung der drei inneren Stifte 22 mit der Faser 18. Die drei inneren Stifte 22 müssen exakt parallel zueinander und in gegenseitigem Kontakt zueinander gehalten werden und anschließend mit der eingesetzten Faser verbinden werden. Zu diesem Zweck wird eine Paßlehre bzw. Schablone verwendet. Die Schablone besitzt ein paar horizontal verschiebbare Backen, welche im geschlossenen Zustand eine trapezförmige öffnung bilden, sowie eine vertikal verschiebbare Backe, welche gegen die Oberseite der trapezförmigen öffnung in Schließstellung gebracht werden kann. Zwei der inneren Stifte 22 werden zunächst parallel zueinander eingespannt, indem sie nahe beieinander auf dem Boden der trapezförmigen öffnung angebracht werden und die horizontalen Backen geschlossen werden. Anschließend wird ein Faserendabschnitt, der £UVUI vull ucl FVC-Hüüc ucftcii uiiu imi ciiiciii CpC-xyharz ummantelt wird, längs der Berührungsstelle der beiden Stifte verlegt. Daraufhin wird der dritte innere Stift auf der Oberseite der beiden anderen inneren Stifte angebracht, worauf die vertikale Backe abgesenkt wird, um die Faser in die richtige Stellung zu treiben. Die gesamte Anordnung wird dann einer Wärmebehandlung unterzogen, um das Epoxyharz auszuhärten. Die Menge des verwendeten Epoxyharzes wird so bemessen, daß die öffnung 24 geringfügig überfüllt ist und das Epoxyharz von den Enden austritt, jedoch nur soviel, daß das austretende Epoxyharz bei dem anschließenden Einsetzen des Halbverbinders 20 in die Hülse 12 nicht stört. Als Epoxyharz kann beispielsweise ein wannhärtender, strukturierter Einkomponentenkleber mit der Bezeichnung »Scotch-Weld 2214« verwendet werden, der in 40 Minuten bei 120° C aushärtet und mit Metallen, Glas und einigen Kunststoffen eine hochbelastbare Verbindung eingeht. Dieses Epoxyharz wird von der Fa. 3M Company, Minnesota, vertrieben.

In diesem Stadium des Hersteüungsprozesses ragt die Faser um einige mm oder mehr über die Enden der inneren Stifte 22 heraus, um eine saubere Endenpräparierung und Politur zu ermöglichen.

Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, sollte der Schutzmantel 184 der optischen Faser auf geeignete Weise an den inneren Stiften 22 befestigt werden, um die Materialspannung zu verringern und eine abrupte Abbiegung oder Knickung zu verhindern, wenn die ι Faser in die öffnung zwischen den inneren Stiften 22 eintritt. Eine solche Möglichkeit zeigt Fig. 2, wo das gleiche Epoxyharz, das die inneren Stifte miteinander verbindet, zur Bildung eines Ankers 32 an der Rückseite des Halbverbinders 20 verwendet wird. An-

Ki schließend werden einige Schichten des Wärmeschrumpfschlauches 26 in dem erforderlichen Maße angebracht, um einen Handgriff zu bilden und eine Spannungsentlastung zu erzielen. Der Wärmeschrumpfschlauch 26 haftet dabei an der äußeren

η Schutzhülle 184 der Faser 18 (Fig. 4). Die Schutzhülle 184 besteht üblicherweise aus Polyvinylchlorid und besaß im betrachteten Beispiel einen Durchmesser von 2,54 mm. Damit die Faserverbindung nach erfolgter Herstellung in der eingenommenen Lage verbleibt, können eine einfache, nicht dargestellte Federklammer oder andere geeignete Mittel zum Zusammenhalten der Halbverbinder und der Hülse verwendet werden.

Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, müssen zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei optischen Fasern deren flache, rechtwinklige und polierte Enden in axialer Richtung und in Querrichtung aufeinander ausgerichtet werden. Eine einfache Möglichkeit zur Präparierung eines Faserendes besteht

jo darin, die Faser durch Anreißen und Biegen zu brechen. Diese Methode gewährleistet jedoch kein senkrechtes Ende und viele Glasfasern brechen aufgrund ihrer konstruktionsbedingten hohen inneren Spannungen nicht sauber oder gleichmäßig. Eine bessere Möglichkeit ist daher die Polierung der Faserenden. Die Halbverbinder mit der fest an die inneren Stifte verklebten Faser werden zugeschnitten und in zwei Schritten von Hand poliert, wobei zuerst Tonerde (Aluminiumoxid) mit einer Körnung von 3 um und

anschließend Zeriumoxid verwendet wird. Das Ergebnis besteht in einem polierten Faserende mit einem leicht konkaven Faserkern.

Zuletzt v/ird 2"f die Er.dsn sowohl dsr Fsser IB als auch der inneren Stifte 22 ein Schutzmantel aus einer Silikongummiverbindung aufgebracht. Wenn dann die beiden Halbverbinder 20 zusammengebracht werden, wirkt der Silikongummi sowohl als Puffer als auch als Dichtung. Zu diesem Zweck hat sich eine Dicke von 0,012 mm für den Silikongummimantel als

so ausreichend erwiesen.

Die Erprobung des fertigen Verbinders besteht weitgehend in einer Prüfung der Abmessungstoleranzen. Wenn gewährleistet wird, daß die mechanischen Toleranzen eingehalten und das Faserende poliert

wird, lassen sich befriedigende optische Eigenschaften erzielen.

Die Anordnung der inneren Stifte wird durch Verwendung einer Reihe von Lochlehren geprüft, wobei für innere Stifte mit einem Durchmesser von 1,58 mm

go der richtige Lochdurchmeser 3,41 mm beträgt. EHe Zentrierung des Faserkerns wird dadurch geprüft, daß die gesamte Anordnung in der Lochlehre gedreht wird und der Lauf mit Hilfe eines 400fach vergrößernden Mikroskopes beobachtet wird. Anschließend wird vom anderen Ende der Faser her licht zugeführt und die Kreisförmigkeit und Gleichförmigkeit des Lichtes beobachtet. Mit zunehmend besserer Kontrolle der Faserabmessungen kann ein sehr hoher, der Präziston

der Lagerrollen nahekommender Zentrierungsgrad erwartet werden.

Bei Verbindern und Verschlüssen, die ein Gehäuse besitzen, wird das Gehäuse vielfach mit einem wasserabweisenden Kunststoff, üblicherweise ein Petroleumderivat, gefüllt, um Wasser von den Adern fernzuhalten. Obwohl diese Praxis ihren Zweck im allgemeinen erfüllt, kann das Wasser immer noch in die Adern eindringen und eine Korrosionsbeschädigung hervorrufen. Es ist daher günstig, über das Auftreten von Wassereinbrüchen Bescheid zu wissen, damit die Ursache des Wassereinbruchs beseitigt werden kann, bevor wiederholte Wassereinwirkungen auftreten.

In Ausgestaltung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dem Füllmaterial ein fein verteiltes, wasserlösliches Farbpulver zuzusetzen. Eine Wassereinwirkung auf den Leiter oder das Kabel bewirkt, daß das Farbpulver das Wasser anfärbt, so daß das der Wassereinwirkung ausgesetzte Kabel oder Verbinderstück sofort durch Inaugenscheinnahme erkannt werden kann. Falls der Verbinder undurchsichtig ist, wird ein Wassereinbruch durch die aus dem Verbinder herauslaufende Farbe signalisiert. Die Farbe bleibt auch nach Beendigung des Wassereinbruchs sichtbar, und zwar selbst dann noch, nachdem das Wasser verdampft ist. Die stattgefundene Reaktion zwischen dem Farbstoff und Wasser führt zu einer bleibenden Einfärbung des Füllmaterials. Der Farbstoff wird vorzugsweise einem Material zugesetzt, das ein durchsichtiges oder durchscheinendes Verbindergehäuse ausfüllt. In diesem Falle kann die Anwesenheit von Wasser innerhalb des Verbinders beobachtet werden. Vorteilhafterweise ist das Füllmaterial selbst zumindest ein wenig durchsichtig.

Eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verbinders, der mit einem einen Farbstoff enthaltenden Dicht material gefüllt ist, ist in Fig. 5 dargestellt. Dabei ist zur besseren Anschaulichkeit der Verbinder 100 teilweise aufgeschnitten dargestellt. Die Verbinderhälfte 110 schließt einen Klotz 120 ein. welcher von Kanälen 130 durchzogen ist, die von optischen Fasern 140 der in Fig. 4 dargestellten Art eingenommen werden. Die obere Hälfte 150 des Verbinders 100 rastet in die untere Hälfte 110 ein und umgibt

ίο und umgreift die optischen Fasern 140. Innerhalb des Verbindergehäuses befindet sich ein Füllmaterial 160. Das Füllmaterial 160 ist eine hydrophobe Substanz, welche das Eindringen von Wasser in das Gehäuse verhindert. Üblicherweise ist das Füllmaterial ein fett- > artiges Petroleumprodukt. Dieses Füllmaterial enthält einen wasserlöslichen Farbstoff, welcher ebenfalls oleophil ist, d. h., daß er sich in dem Füllmaterial weder löst noch Farbe zeigt. Die handelsüblichen was · serlöslichen Farbstoffe erfüllen dieses Kriterium.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel für das Füllmaterial 160 ist Petroleumgel, das 0,1% fein verteiltes Methylen-Violett enthält, wobei als Material für das Verbindergehäuse durchsichtiges Polycarbonat vorgesehen ist. Diese Stoffkombination ist, wie sich gezeigt hat, in der Lage, den Einbruch von Wasser in den Verbinder zu signalisieren.

Es haben sich auch andere Farbstoffe als günstig erwiesen. Hierzu zählen Methylenblau, Methylenazur, Äthylviolett, Brillantgrün, Malachitgrün. Ani-

jo linblau, Naphtholgrün B und Alphaxurin A.

Obwohl die letztgenannte Ausführungsform im Zusammenhang mit optischen Wellenleitverbindern und Faserleitern erläutert wurde, versteht es sich, daß sie in gleicher Weise anwendbar ist für elektrische

is Spleißverbinder, elektrische Adern und elektrische Kabel.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbinder für optische Fasern, mit wenigstens drei inneren, gleichen, zylindrischen Stiften, die parallel und in gegenseitigem Kontakt zueinander unter Ausbildung eine dazwischenliegenden Zwickelöffnung verlaufen, in welcher eine optische Faser angeordnet ist, und mit einem elastischen Formkörper mit einer zylindrischen Durchgangsbohrung, weiche die Stifte umgibt, dad urch gekennzeichnet, daß

a) an der Innenseite der Durchgangsbohrung symmetrisch weitere Stifte (14) parallel zur Zylinderachse fixiert sind, und zwar so viele, wie innere Stifte (22) vorhanden sind, daß

b) diese weiteren Stifte (14) einen größeren Durchmesser haben als die inneren Stifte (22), und daß

c) diese weiteren Stifte (14) in die von aneinander'jegenden inneren Stiften (22) gebildeten Zwickel eingreifen und die inneren Stifte (22) mit einer radial zur Achse gericheten Druckkraft beaufschlagen.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der äußeren Stifte (14) wenigstens das ' ,5fache des Durchmessers der inneren Stifte (22) beträgt.

3. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper in Form einer Hülse (12) ausgebildet ist und aus einem dünnwandige- Metallrohr besteht und daß die weiteren Stifte (14) aus Metall begehen und mittels einer Schweißnaht, Klebung oder dergleichen an der Hülse (12) befestigt sind.

4. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper aus gummiartigem Material besteht, in welches die weiteren Stifte (14) eingegossen sind.

5. Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper mehrere Durchgangsbohrungen (121) aufweist.

6. Verbinder nach einem der Ansprüche · bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß drei wettere Stifte (14) vorgesehen sind.

7. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Stifte (22) und das Ende der dazwischenliegenden optischen Faser (18) in einer ebenen Fläche enden, die im wesentlichen senkrecht zu der Zylinderachse orientiert ist.

8. Verbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Stifte (22) einen freiliegenden vorderen Abschnitt der Nähe der ebenen Fläche sowie mechanische Verstärkungscinrichtungen (26) aufweisen, welche einen hinteren Abschnitt der inneren Stifte (22) umgeben.

<4. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis K, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Verbinders in einem hydrophoben Füllmaterial eingebettet ist, welches einen wasserlöslichen Farbstoff enthält, der innerhalb des Füllmaterial praktisch farblos ist und nach erfolgter Lösung in Wasser eine im sichtbaren Bereich liegende Farbe zeigt.

K). Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper durchsichtig ist.

U. Verbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial weitgehend durchsichtig ist.

12. Verbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial ein Petroleumderivat enthält

13. Verbinder nach Anspruch 9, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff aus einer Stoff gruppe ausgewählt ist, welche Methylenblau, Methylenazur, Äthylviolett, Brdlantgriin, Malachitgrün, Anilinblau, Naphtholgrün B und Alphazurin A enthält.