DE3227660A1

DE3227660A1 - Verfahren zum verbinden beschichteter, optischer fasern

Info

Publication number: DE3227660A1
Application number: DE19823227660
Authority: DE
Inventors: Fumihiro Ashiya; Koshi Mito Ibaraki Ishihara; Kazuo Iwabuchi; Toshiaki Yokohama Kanagawa Kakii; Michito Matsumoto; Chihaya Tanaka
Original assignee: Nippon Telegraph & Telephone Public Corp Tokyo; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1983-03-03
Also published as: DE3249899C2; DE3227660C2; FR2510270B1; GB2105060B; GB2105060A; FR2510270A1

Description

Verfahren zum Verbinden beschichteter, optischer Fasern.

Beschreibun

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen langer, beschichteter, optischer Fasern. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden optischer Fasern.

Im allgemeinen besteht eine beschichtete, optische Faser aus einer stcßgeschützten Faser und einer Schutzumhüllung aus einer· Kunststoff wie z.B. Nylon. Die stoßgeschützte optische Faser wird hergestellt, indem eine Verstärkungsschicht aus z.B. einem Kunststoffharz auf der Oberfläche einer Glasfaser ausgebildet wird.

Bei der Herstellung langer, beschichteter, optischer Fasern muß Sorge dafür getragen werden, sicherzustellen,

_o_ daß die beschichtete optische Faser oder stoßgedämpfte, Ao

optische Faser während der Herstellung nicht bricht. Die Glasfasern bestehen aus einem Glasmaterial, welches aufgrund von in ihm ausgebildeten kleinen Fehlern oder Rissen bricht. Mithin ist es bei der Herstellung von

3Q langen, beschichteten, optischen Fasern wünschenswert, zu verhindern, daß sich solche kleinen Fehler oder Risse in dem Glas über eine längere Strecke bzw. ausgedehnte Länge entwickeln. Um diese Schwierigkeit zu beheben, wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei des beschichtete,

3g optische Fasern mit einer vorbestimmten Länge statt einer langen, beschichteten, optischen Faser zuerst hergestellt

werden. Anschließend werden die Fasern miteinander verbunden und in den verbundenen Bereichen durch Vergießen verstärkt, um eine lange, beschichtete, optische Faser zu schaffen.

In Fig. 1(a) ist ein übliches Verfahren dargestellt, welches zum Verbinden optischer Fasern 1 verwandt wird. Die Schutzhülle 4 und eine Verstärkungsschicht 3 der beschichteten, optischen Faser werden an ihrem Ende entfernt, um eine Glasfaser 2 freizulegen. Diese Glasfaser 2 wird dann mittels Wärmeeinwirkung mit einer anderen Faser 2' verbunden, welche in der gleichen Weise wie vorhergehend freigelegt worden ist. Die Verbindung wird an einer mit X und auch mit dem Bezugszeichen 5 bezeichneten Stelle vorgenommen. Anschließend wird der verbundene Bereich 5 durch Umgießen bzw. Umformen mit einem Material 6, wie z.B. einem Nylonharz geschützt, welches das gleiche "wie die Schutzhülle H oder chemisch mit dieser verträglich ist und welches mit der Schutzhülle 4 verbunden werden kann. Diese Verstärkung wird durch Spritzgießen von z.B.. einem Nylonharz durchgeführt. Deshalb weist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, der verbundene Abschnitt bezüglich der anderen Teile einen verschiedenen Außendurchmesser und einen unterschiedlichen inneren Aufbau auf. Dies führt zu Schwierigkeiten, da.·, wenn der Kern gebogen wird, dieser nicht gleichförmig gebogen wird. Genauer gesagt konzentriert sich das Biegen auf beide Enden des verstärkten Teiles, wodurch eine örtliche Spannung erzeugt wird, welche ein Brechen der optischen Faser bewirken kann.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird ebenfalls eine beschichtete, optische Faser 1 mit einer zweischichtigen Struktur verwandt. Genauer gesagt, besteht die optische Faser aus einer freien Glasfaser 2, die mit einer ersten Beschichtung 3(z.B. Silicon) überdeckt ist.

Die Beschichtung 3 stellt einen Schutz, eine Verstärkung usf. der nackten Glasfaser 2 dar, wodurch eine stoßgedämpfte optische Faser 12 gebildet wird. Ferner ist die stoßgedämpfte, optische Faser 12 mit einer zweiten Beschichtung (z.B. Nylon) überdeckt. Wenn die nackten Glasfasern 2 und 2' freigelegt sind und miteinander verbunden werden und anschließend der Verbindungsbereich gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren umformt wird, weist der umformte, wiederhergestellte Abschnitt 6 eine einschichtige Struktur auf. Schwierigkeiten ergeben sich, wenn die lange, beschichtete optische Faser gebogen wird, da nämlich die Biegespannung in dem scheibenförmigen Verbindungsbereich konzentriert ist, wo eine änderung des Elastizitätsmoduls aufgrund der unterschiedlichen Struktur vorliegt. Wenn ferner der Verbindungsbereich einer Oberflächenbehanldung unter Verwendung von beispielsweise Fluorwasserstoffsäure ausgesetzt wird, um dessen Festigkeit zu erhöhen, dringt die Fluorwassersäure in den Bereich zwischen der Schutzhülle 4 und der Verstärkungshülle 3 ein.

Wenn dieses eintritt, ist es erforderlich, die Fluorwasserstoffsäure zu entfernen, und wenn die Fluorwasserstoffsäure nicht ausreichend entfernt wird und im Inneren zurückbleibt bewirkt dies eine Verringerung der Festigkeit der

beschichteten, optischen Faser. Deshalb sind lange, be-25

schichtete, optische Fasern, die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt worden sind, von geringerer Qualität bezüglich ihrer Zuverlässigkeit über eine lange Zeitdauer.

Verbindungsabschnitte von optischen Fasern sind bisher auf zwei grundsätzliche Weisen in Abhängigkeit davon verstärkt worden, ob eine beschichtete, optische Faser zur Herstellung eines Kabels verwendet wird oder nicht. Wenn eine verbundene,

optische Faser für ein Kabel verwendet wird, ist es von 35

Bedeutung, daß der verstärkte Abschnitt eine Biegesteifigkeit aufweist, welche gleich derjenigen der anderen, be-

schichteten, optischen Faserabschnitte ist und daß an den Enden des Verbindungsbereiches keine örtliche Biegung auftritt.

Bei einem herkömmlichen Verstärkungsverfahren wird ein wärmeschrumpfender Schlauch verwandt, wie es in Fig. 1(b) gezeigt ist ο Eine Nylonhülle einer beschichteten, optischen Faser 1 und eine Siliconbeschichtung einer stoßgedämpften, optischen Faser 12 werden entfernt, um eine ^ Glasfaser 2 freizulegen. Die Glasfaser 2 wird dann mit einer anderen Glasfaser an einer mit dem Bezugszeichen 5 bezeichneten Stelle verbunden. Die beschichtete, optische Faser 1 wird mit einem Stahlkern 20 überdeckt, welche dann mit einem wärmeschrumpfenden Schlauch 21 unter Verwendung von einem EVA-Klebemittel 22 überdeckt wird. Bei dieser Ausbildung weist der Stahlkern eine beträchtlich unterschiedliche Steifigkeit gegenüber der beschichteten, optischen Faser auf und der Verbindungsbereich zeigt eine vollkommen unterschiedliche Struktur verglichen mit den anderen beschichteten, optischen Faserabschnitten. Somit weist dieses herkömmliche Verfahren einen Nachteil dahingehend auf, daß es unmöglich ist, ein Kabel mit derart hergestellten,

beschichteten, optischen Fasern auszubilden. 25

Eine Zielsetzung der Erfindung besteht darin, die vorstehend beschriebenen Nachteile bei den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung, langer, beschichteter, optischer Fasern

durch Verbinden kurzer, beschichteter, optischer Fasern 30

miteinander zu überwinden.

Deshalb wird durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer langen, beschichteten, optischen Faser

geschaffen, welches sicherstellt, daß der verbundene 35

Abschnitt eine Struktur und Festigkeit aufweist, welche

mit demjenigen der ursprünglichen Faser übereinstimmt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1(a) eine Schnittdarstellung einer herkömmlichen, optischen Faserverbindung,

Fig. 1(b) eine Schnittdarstellung einer anderen,

herkömmlichen, optischen Faserverbindung,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung von optischen

Fasern, die zur Verbindung vorbereitet sind, 15

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer optischen

Faser nach der Durchführung einer Schmelzverbindung und der Umformung,

*® Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer optischen

Faserverbindung gemäß einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Ansicht von vorne eines flächigen

Materials, welches zur Ausbildung einer Verbindung gemäß einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung verwandt wird,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer Form, bevor

eine Beschichtung mit einem flächigen Material an einer Verbindung bei einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung ausgebildet worden ist,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung einer Verbindung gemäß der ersten Ausführungsform nach der Erfindung, nachdem die Beschichtung mit

dem flächigen Material geformt worden ist,

jedoch bevor der Flansch beschnitten worden ist,

Fig. 8 eine Schnittdarstellung von zwei stoßgedämpften optischen Fasern, welche zur Verbindung gemäß einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung vorbereitet worden sind,

Fig. 9 Schnittdarstellungen von Schritten die bei bis 12 der zweiten Ausführungsform nach der Erfindung durchgeführt werden,

Fig. 13 eine Schnittdarstellung einer gemäß der ¹^ zweiten Ausführungsform nach der Erfindung

ausgebildeten Verbindung,

Fig. 14 Schnittdarstellungen von Vorbereitungs- und bis 16 Verfahrensschritten gemäß einer dritten Ausführungsfortn nach der Erfindung, und

Fig. 17 ■ Schnittdarstellungen von Verfahrensschritten bis 19 bei der Ausbildung einer Verbindung gemäß

einer vierten Ausführungsform der Erfindung. 25

In der gesamten Beschreibung bedeutet eine "freie Glasfaser" oder eine "nackte Glasfaser" eine Glasfaser ohne irgendeine Beschichtung und "stoßgedämpfte, optische Faser oder Element" die Faser, welche mit einer ersten

oder primären Beschichtung (Verstärkungsschicht) überzogen ist und "beschichtete, optische Faser" eine mit einer ersten Schicht zur Verstärkung und einer zweiten Schicht zum Schutz überzogenen Faser.

T^ ΑΛ.

Bei einer typischen Art einer optischen Faser umfaßt diese eine optische Glasübertragungsleitung, welche hauptsächlich aus Siliziumoxyd oder Quarzglas besteht, eine erste Beschichtung, welche aus einem Silikonharz hergestellt ist, mit dem die Glasleitung beschichtet wird und welches auf dieser ausgehärtet wird, und eine zweite Beschichtung, die über der ersten Beschichtung ausgebildet wird und aus Nylon besteht.

Das "relevante, extrudierte, geformte oder beschichtete Material", auf das Bezug genommen wird, kann irgendein Material sein, welches an dem Verbindungsabschnitt im

•^5 wesentlichen die gleichen Biegeeigenschaften wie der übrige Bereich aufweist. Wenn Silikon als Verstärkungs- I schicht verwandt wird, kann das relevante Material ein j Epoxyharz und ein Polyesterharz sein. Wenn Nylon als Schutzschicht verwandt wird, kann das relevante Material Polyester, Polykarbonat und Polyazetal sein.

Im folgenden werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Mit 1 ist eine beschichtete, optische Faser bezeichnet, welche eine optische Faser 2 aufweist, die mit einer Verstärkungsschicht 3 und einer Schutzschicht 4 überzogen ist. Die optischen Fasern 2 und 2' sind im allgemeinen schmelzverbunden I und mit einem Formmaterial 6 (in Übereinstimmung mit den herkömmlichen Verfahren) oder einem Material 7 j (gemäß der Erfindung) überzogen. Bei der ersten Ausführungsform nach der Erfindung wird ein flächiges Material 8 verwandt, um mit einer Form 9 eine äußere Schicht auszubilden.

Der Verbindungsbereich mit den Schichten 3 und 4 ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet (Fig. 4). Die stoßgedämpfte, optische Faser oder das stoßgedämpfte, optische Element 12 umfaßt die Faser 2 mit der Verstärkungsschicht 3- Die extrudierte Schutzschicht, welche über den Verbindungsbereich gemäß der Erfindung ausgebildet ist, ist mit dem Bezugszeichen 16 (Fig. 13) bezeichnet, um eine Unterscheidung gegenüber der Schutzschicht 4 vorzunehmen, welche bei der beschichteten, optischen Faser 1 vor der Verbindung vorhanden ist.

Die Erfindung soll nun näher unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden.

Gemäß Fig. 2 wird eine vorbestimmte Länge der Kunststoff schutzschicht von jeder der beschichteten, optischen Fasern entfernt, die miteinander verbunden werden sollen. Ein Ende jeder der Fasern 1 ist so vorbereitet, daß die Verstärkungsschicht 3 einer stoßgedämpften, optischen Faser freiliegt. Ferner

ist die Verstärkungsschicht von der stoßgedämpften, 25

optischen Faser an ihrem einen Ende entfernt, um die Glasfaser 2 freizulegen. Die derart freigelegten Glasfasern 2 und 2¹ werden daraufhin durch Verschmelzen miteinander verbunden. Gemäß Fig. 3 wird eine Ver-

OQ Stärkungsschicht 7 unter Verwendung einer Form derart geformt, daß der sich ergebende Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der stoßgedämpften, optischen Faser ist. Vor der Ausbildung der Verstärkungsschicht 7 wird die Glasfaser vorzugsweise einer chemischen Oberflächenbehandlung unterzogen, um die Festigkeit der Faser zu erhöhen. Beispiele von Materialien,

welche bei dieser Formung verwandt werden, umfassen

Materialien, welche die gleichen sind oder von der 5

gleichen Art sind wie die übrige Verstärkungsschicht. Das verwandte Material sollte chemisch mit dem Material der Verstärkungsschicht verträglich sein und mit diesem Material verbunden werden können. Im all-

. _ gemeinen wird ein Silikonharz verwandt. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wird eine fortlaufende, beschichtete, optische Faser erhalten. Die optische Faser bzw. optische Leitung weist den gleichen Durchmesser über ihre gesamte Länge selbst im Verbindungs-

■,,- bereich 10 auf.

Die Fig. 5 und 6 zeigen unterschiedliche Ansichten der Faser 1 mit einer Kunststoffolie 8. Die Folie 8 ist nahezu die gleiche oder von der gleichen Art wie

2Q die Schutzschicht der beschichteten, optischen Faser. Die Folie 8 wird auf beiden Seiten des umformten Abschnittes angeordnet und dann unter Wärmeeinwirkung von beiden Seiten in einer Form 9 angedrückt, welche einen Hohlraum mit dem gleichen Durchmesser wie derjenige der beschichteten, optischen Faser aufweist, um eine Schutzschicht mit einem Außendurchraesser auszubilden, welcher nahezu gleich demjenigen der beschichteten, optischen Faser ist.

Die an den Verbindungsabschnitt geformte Folie weist unmittelbar nach dem Andrücken unter Wärmeeinwirkung einen Flansch 11 oder einen überstehenden Bereich auf j wie es Fig. 7 zeigt. Der Flansch 11 wird mittels eines scharfen Schneidewerkzeuges, wie z. B. einer Rasierklinge entfernt, üblicherweise ist das Kunststoffmaterial, aus dem die Folie 8 besteht, Nylon.

Anstatt der Folie 8 ist es möglich, einen Kunststoffjschlauch (dieser ist nicht dargestellt) zu verwenden, welcher einen Außendurchmesser aufweist, der etwas größer als derjenige der beschichteten, optischen Faser ist.

■jfl Die derart miteinander verbundenen, beschichteten, optischen Fasern weisen einen Verbindungsabschnitt auf, welcher die gleiche Struktur wie die anderen Teile der beschichteten, optischen Faser aufweist. Wenn der Unterschied zwischen dem Außendurchmesser der beschichteten, optischen Faser und der stoßgedämpften, optischen Faser klein ist, d. h. die Schutzschicht ist eine dünne Schicht,so ist es schwierig, solche dünnen Schichten unter Verwendung herkömmlicher Kunststoffspritzgußforaung herzustellen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch können solche dünnen Schichten ohne weiteres ausgebildet werden, da eine dünne Kunststoffolie unter Wärmeeinwirkung von beiden Seiten angedrückt wird. Entsprechend ist die Formungsausrüstung bei der Erfindung einfacher.

In Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Ende einer beschichteten, optischen Faser abgestreift, um eine optische Faser freizulegen. Die derart freigelegte optische Faser wird mit einer anderen optischen Faser schmelzverbunden und der sich ergebende Verbindungsabschnitt wird umformt, damit er einen Außendurchmesser aufweist, welcher gleich demjenigen der stoßgedämpften, optischen Faser ist. Anschließend wird eine Kunststoffolie auf beiden Seiten des Verbindungsabschnittes angeordnet und unter Wärmeeinwirkung ange-

presst. Deshalb weist der Verbindungsabschnitt die gleiche Struktur wie die anderen Abschnitte der Leitung auf. Ferner hat der Verbindungsabschnitt einen Außendurchmesser, welcher im wesentlichen gleich demjenigen der anderen Teile ist. Wenn das vorstehend beschriebene Verbindungsverfahren verwandt wird, besteht kein Unterschied in bezug auf die Biegesteifigkeit zwischen dem Verbindungsabschnitt und den anderen Teilen. Wenn die beschichtete Faser gebogen wird, tritt keine Spannungskonzentration auf. Ferner weist das vorstehend beschriebene Verfahren nach der Erfindung den Vorteil auf, daß selbst dann, wenn die Schutzschicht

dünn ist, diese ohne weiteres geformt werden kann und daß die Formungsausrüstung vereinfacht werden kann.

Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Verfahrens umfaßt die folgenden Schritte: (a) Ab-20

streifen einer Beschichtung von einem Ende einer

stoßgedämpften, optischen Faser, um eine nackte Glasfaser freizulegen, (b) Verbinden durch Schmelzen der derart freigelegten, freien Glasfaser mit einer anderen freien Glasfaser, welche in der gleichen Weise 25

wie vorhergehend freigelegt worden ist, (c) Formen eines Kunststoffes, welcher sich zusammen mit der Beschichtung der stoßgedämpften, optischen Faser zu einem Körper vereinigen bzw. kombinieren kann, um

die nackten Glasfasern im Verbindungsbereich herum 30

derart, daß der Durchmesser der sich ergebenden Faser gleich demjenigen der stoßgedämpften, optischen Faser ist, und (d) Ausbilden einer zusätzlichen Beschichtung auf der fortlaufenden, stoßgedämpften, optischen Faser, ο,- um eine lange, beschichtete, optische Faser herzustellen,

Bei einer dritten Ausführungsform umfaßt das Verfahren ,- nach der Erfindung die folgenden Schritte: (a) Abstreifen einer Beschichtung einer beschichteten, optischen Faser von der beschichteten, optischen Faser an ihrem einen Ende und Freilegen einer stoßgedämpften, optischen Faser, (b) Abstreifen einer Beschichtung der ₁q stoßgedämpften, optischen Faser von der stoßgedämpften, optischen Faser, um eine freie Glasfaser freizulegen, (c) Schmelzverbinden der derart freigelegten nackten Glasfaser mit einer anderen nackten Glasfaser, welche in der gleichen Weise wie vorhergehend angegeben freite, gelegt worden ist, (d) Formen eines Kunststoffes, welcher sich mit der Verstärkungsschicht zu einem Körper kombiniert·, us die nackten Glasfasern in dem Verbindungsbereich derart, daß der Durchmesser der sich ergebenden , umformten, optischen Leitung gleich demjenigen der stoBgedärnpften, optischen Faser ist, und (e) Formen eines Kunststoffes, welcher sich mit der Beschichtung der beschichteten, optischen Faser zu einem Körper kombiniert, um den'vorhergehend umformten Teil derart, daß der Durchmesser der sich ergebenden, umformten, optischen Leitung gleich demjenigen der beschichteten, optischen Faser ist, um dadurch die lange, beschichtete, optische Faser herzustellen.

Die vorhergehend genannten zweiten und dritten Ausführungsformen nach der Erfindung werden im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Die Fig. 8 bis 13 zeigen die Schritte in einer vergrößerten Darstellung bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst wird₍wie

es Pig. 8 zeigt, eine erste Beschichtung oder Verstärkungsschicht 3 einer stoßgedämpften, optischen Faser 12 von der stoßgedämpften, optischen Faser 12 an ihrem einen Ende abgestreift, um eine nackte Glasfaser 2 freizulegen. Die derart freigelegte, nackte Glasfaser 2 wird mit einer anderen nackten Glasfaser, welche in der gleichen Weise wie vorhergehend ange-

geben, freigelegt worden ist, mittels eines Schmelzverbindungsverfahrens schmelzverbunden. In den Figuren ist mit dem Bezugszeichen 5 eine Schmelzverbindungsstelle bezeichnet, wo die nackten Glasfasern 2^T und

2 miteinander schmelzverbunden sind. Diese Stelle wird 15

auch der Einfachheit halber durch X bezeichnet.

Gemäß Fig. 9 wird der Verbindungsabschnitt dann geätzt, indem er in eine Säuremischlösung 13 eingetaucht wird, die beispielsweise Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure enthält, um dadurch die Festigkeit des Verbindungsabschnittes zu erhöhen.

Gemäß Fig. 10 wird der Verbindungsabschnitt dann in ein Siliziumwasserstoff-Verbindungsmittel oder eine organisches Silikon und Indium enthaltende Lösung 14 eingetaucht, um dadurch eine dünne Schicht auf der Oberfläche des Verbindungsabschnittes zum Zwecke eines Schutzes und einer Verstärkung auszubilden. Statt der go vorgenannten dünnen Schicht wird häufig auch eine dünne Schicht verwandt, die gebildet wird, wenn der Verbindungsabschnitt in kochendes Wasser während einer vorbestimmten Zeitdauer eingetaucht wird.

Gemäß Fig. 11 wird der Verbindungsabschnitt mit einem Harz umformt, so daß sich das Harz um die nackte Glas-

-^ it-

faser 2 herum mit der Beschichtung 3 der stoßgedämpften, optischen Faser 12 zu einem Körper verbindet. Als Ergebnis hiervon liegt eine stoßgedämpfte Faser mit einem durch Formen wiedergegebenen Abschnitt 7 vor, welcher den gleichen Durchmesser wie die stoßgedämpfte, optische Faser 12 aufweist.

Die Ausbildung des durch Formen wiederhergestellten Abschnittes 7 der stoßgedämpften Faser wird durchgeführt, indem der Verbindungsabschnitt in eine Form eingebracht und ein Kunststoff in die Form eingespritzt wird, so daß der Kunststoff um die nackte

■je Glasfaser 2 herum vorliegt. Der bei der Ausbildung des reproduzierter. Abschnittes 7 verwandte Kunststoff kann der gleiche vie die Beschichtung 3 der beschichteten, optischen Faser '2 sein oder ein Material der gleichen Art, welches bei der ersten Ausführungsforn verwandt

2Q wurde, wobei dieses Material mit der Beschichtung chemisch verträglich ist und mit ihr verbunden werden kann. Auf diese Weise sind die Beschichtung 3 der stoßgedämpften, optischen Faser 12 und der durch Formen reproduzierte Abschnitt 7 der stoßgedämpften Faser zu einem Körper bzw. Einheit verbunden.

Das Material "gleicher Art", welches für die erste Beschichtung verwandt wird, kann ein Material sein, welches von dem Material der Beschichtung 3 unterschiedlich ist. Jedoch sollte das Material an dera Verbindungsbereich 3iegeeigenschaften liefern, welche im wesentlichen die gleichen wie bei dem übrigen Teil sind. Wenn ein Silikonkunststoff für den Verbindungsbereich verwandt wird, so sind die relevanten Kunst- stoffe Epoxykunststoff und Polyesterkunststoff.

Wie es in Fig. 12 dargestellt ist, wird der durch

_ Formen reproduzierte Abschnitt 7 der stoßgedärapften ο

Faser in eine Flüssigkeit 15 eingetaucht.

Die Flüssigkeit 15 kann ein organisches Silikon oder metallisches Indium sein, welches verwandt wird, um eine dünne Schicht aufzubringen. Die Schicht hilft, einen Schutz und eine Verstärkung zu schaffen.

Das vorgenannte Vorgehen kann einmal oder wiederholte Male durchgeführt werden, um eine stoßgedämpfte,

,ε optische Faser 4 einer beliebigen Länge zu erhalten. Die stoßgedämpfte, optische Faser 4 wird dann, wie es in Fig. 13 dargestellt ist, fortlaufend mit einer zweiten Schicht 16 beispielsweise durch Extrudieren beschichtet, um dadurch eine lange, beschichtete, optische Faser 1 herzustellen.

Zusätzlich zu den vorgenannten Verfahrensschritten nach der Erfindung können weitere Schritte durchgeführt werden. Ferner können Schritte weggelassen werden. Beispielsweise können irgendwelche Schritte mit Ausnahme des Schrittes der Verbindung der freien Glasfasern 2 und 2', des Schrittes des Formens des durch Formen reproduzierten Abschnittes 7 der stoßgedämpften Faser und des Schrittes der Beschichtung der verbundenen, stoßgedämpften, optischen Faser weggelassen werden.

Die dritte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird nun im einzelnen erläutert. 35

Bei diesem Verfahren werden beschichtete, optische κ Fasern geeigneter Länge miteinander verbunden, um eine lange, beschichtete, optische Faser herzustellen.

Wie es in Fig. 14 dargestellt ist, wird eine vorbestimmte Länge einer Schutz- oder Sekundärschicht 4 von einer beschichteten, optischen Faser an ihrem einen Ende abgestreift, um eine stoßgedämpfte, optische Faser 12 freizulegen.

Ferner wird eine vorbestimmte Länge einer Verstärkungsschicht oder primären Beschichtung 3 von der stoßgedämpften, optischen Faser 12 abgestreift, um eine nackte Glasfaser 2 freizulegen- Die so freigelegte, nackte Glasfaser 2 wird mit einer anderen nackten Glasfaser durch Schmelzen verbunden, welche in der gleichen Weise wie vorstehend angegeben freigelegt worden ist. Anschließend wird, wenn erforderlich in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben, die nackte Glasfaser 2 an dem Verbindungsabschnitt einem Ätzvorgang ausgesetzt und dann mit einer dünnen Schicht beschichtet (siehe Fig. 9 und 10).

Ein Kunststoff wird dann um die nackte Glasfaser 2 an dem Verbindungsbereich herum geformt. Der Kunststoff vereinigt sich bzw. kombiniert sich mit der Beschichtung 3 der stoßgedämpften, optischen Faser 12 zu einem Körper, wodurch sich eine stoßgedämpfte Faser mit einem durch Formen reproduzierten Abschnitt 7 ergibt, welcher den gleichen Durchmesser wie die stoßgedämpfte, optische Faser 12 aufweist (Fig. 11).

Bei der Ausbildung des durch Formen reproduzierten

Abschnittes 7 wird eine Form und dergleiche Kunststoff wie die Beschichtung 3 oder ein Kunststoff-5

material der gleichen Art verwandt, wie es der Fall

bei dem bereits beschriebenen Verfahren ist. Anschließend wird, wenn dieses erwünscht ist, die Oberfläche des durch Formen reproduzierten Abschnittes 7 der stoßgedämpften Faser mit einer dünnen Schicht beschichtet. Die Schicht liefert einen Schutz und eine Verstärkung (Fig. 12).

Wie es in Fig. 14 dargestellt ist, wird dann ein

-^ Kunststoff um den durch Formen reproduzierten Abx ο

schnitt 7 der stoßgedämpften Faser herum aufgebracht. Der Kunststoff verbindet oder kombiniert sich mit der Beschichtung 4 der beschichteten, optischen Faser 1 zu einem Körper, wodurch eine beschichtete Faser

2Q mit einem durch Formen reproduzierten Abschnitt 4" hergestellt wird. Die Ausbildung des durch Formen reproduzierten Abschnittes 4" der beschichteten Faser wird dadurch erzielt, daß der Verbindungsabschnitt in eine Form eingebracht und Kunststoff in die Form eingespritzt wird, so daß der Kunststoff um den durch Formen reproduzierten Abschnitt 7 der stoßgedämpften Faser herumreicht], . Der eingespritzte Kunststoff ist der gleiche Kunststoff wie die Beschichtung 4 oder ein Kunststoffmaterial der gleichen Art, d. h. ein mit der Beschichtung 4 chemisch verträglicher und mit dieser verbindbarer Kunststoff.

Auf diese Weise kann eine lange, beschichtete optische Faser 1 erhalten werden, bei der die Verbindungsabschnitte eine Strukturfestigkeit aufweisen, welche ähnlich den anderen Teilen ist.

Bei den vorhergehend beschriebenen Verfahren ist das Verfahren zum Beschichten mit einer dicken Schicht nicht auf das Eintauchverfahren beschränkt, welches weiter oben beschrieben wurde. Zusätzlich kann ein Vakuumverdampfung-Niederschlagsverfahren usw. verwandt werden.

Die zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ein besonderes Beispiel beschrieben. Jedoch wird darauf hingewiesen, daß diese Erfindung nicht auf diese Ausführungsform oder dieses

besondere Beispiel beschränkt ist. 15

Beispiel 1

Ein optisches, mit Silikon beschichtetes, Faserelement, welches einen Durchmesser von 0,4 mm aufwies, wurde hergestellt. Das Silikon wurde mit mit Azeton imprägnierter Gaze entfernt. Anschließend wurde die Faser mit einer Faserschneideeinrichtung abgeschnitten, damit eine axiale Länge eines nackten Faserabschnittes von 15 mm erhalten wird, wie es in Fig. 16 gezeigt ist. Solche Faserelemente wurden miteinander durch Schmelzen verbunden und anschließend wurden sie in eine lOprozentige Flourwasserstoffsäure während ungefähr 5 Minuten eingetaucht,- wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Der Verbindungsabschnitt ist im allgemeinen ausreichend fest, um ungefähr 500 gr zu halten. Jedoch wird die Festigkeit durch das Eintauchen auf 1500 gr als Mittelwert erhöht und sie kann bis auf 3 kg als maximaler Wert erhöht werden.

Diese Werte wurden für Fasern mit einem Durchmesser

von 125 μηι erhalten. Es wird angenommen, daß der

Grund für die zunehmende Festigkeit darin liegt, daß 5

winzig kleine Brüche durch die Fluorwasserstoffsäure entfernt werden, welche auf der Oberfläche der optischen Faser vorliegen. Eine unterteilte Form wurde verwandt, um an den nackten Faserabschnitten eine Silikonbeschichtung so zu schaffen, daß der gleiche Durchmesser wie derjenige der ursprünglichen Faserelemente erhalten wird. In diesem Fall wird die Formungsgenauigke-it durch den Durchmesser des Hohlraums der Metallform bestimmt. Die Größe des Faser-

._ elementes kann innerhalb eines Bereiches von 0,4 mm + oder - 0,03 nim geformt werden (der Durchmesser des Faserelementes beträgt 0,4 mm). Die sich ergebende axiale Länge der Form betrug ungefähr 30 mm. Anschließend wurden diese Schritte wiederholt in axialer Richtung der Fasern durchgeführt, um ein verlängertes, optisches Faserelement herzustellen. Es wurde dann eine Extrudierung durchgeführt, um Nylon auf das so erhaltene Faserelement zu extrudieren. Als Ergebnis wurde eine Faserkernleitung mit einem Durchmesser von 0,9 mm erhalten. Die mittlere Festigkeit des Verbindungsabschnittes betrug ungefähr 1,8 kg und der minimale Krümmungsradius beim Brechen betrug 5 mm oder weniger. Infolgedessen hat sich herausgestellt, daß diese beschichtete Faser für Kabelbünde brauchbar ist.

Beispiel 2

Eine beschichtete, optische Faserleitung mit einem Durchmesser von 0,9 mm wurde hergestellt. Die beschichtete Faser wies eine erste Schicht aus Silikon

und eine zweite Schicht aus Nylon auf. Die optische Faser und die erste Schicht bildeten ein Faserelement mit einem Durchmesser von 0,4 mm. Die zweite Schicht wurde mit einem Drahtabstreifer entfernt, wie es Fig.

2 zeigt. Daraufhin wurde die erste Schicht mit einer mit Azeton befeuchteten Gaze entfernt, wie es Fig. 2

zeigt. Anschließend wurde die Faser mit einer Faser-10

schneideeinrichtung abgeschnitten, damit sie eine axiale Länge der nackten Faser von 15 mm aufweist.

In diesem Fall betrug die axiale Länge des Faserelementes ebenfalls 15 mm, wie es Fig. 2 zeigt. Solche Fasern

wurden miteinander durch Schmelzverbinden verbunden, 1.5

wie es Fig. 8 zeigt. Dann wurde der nackte Faserabschnitt in Fluorwasserstoffsäure mit einer Konsistenz von 10 Prozent während 5 Minuten eingetaucht, wie es Fig.9 zeigt.

Aufgrund dieses Eintauchens wird die Festigkeit der Faser 2Q von der üblichen Festigkeit von 500 gr auf eine mittlere Festigkeit von 1,5 kg erhöht und sie kann auf maximal

3 kg oder noch höher erhöht werden. Diese Werte wurden für eine nackte Faser mit einem Durchmesser von 125 um erhalten. Es wird angenommen, daß der Grund für die Zunähme der Stärke darin liegt, daß winzigkleine auf der Oberfläche der optischen Faser vorliegende Risse durch die Fluorwasserstoffsäure entfernt werden. Dann wurde eine zweiteilige Metallform mit einem Innendurchmesser, welcher gleich dem Außendurchmesser des Faserelementes ist, verwandt, um eine Siliconschicht auf dem nackten Faserabschnitt so aufzubringen, daß der gleiche Durchmesser wie derjenige des Faserelementes vorliegt. Dieses

ι Merkmal ist zweckmäßig, wenn ein Kabel hergestellt wird. \

Der geformte Abschnitt hatte einen Durchmesser von 0,4mm ~\ 35

0,03 mm. Diese Genauigkeit wurde durch die Maßgenauigkeit der Metallform bestimmt. Die axiale Länge des geformten Abschnittes betrug ungefähr 30 mm,wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Daraufhin wurde eine zweiteilige Metallform mit einer Öffnung, deren Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der beschichteten, optischen Faser war, verwandt, um eine zweite Schicht im Verbindungsbereich auszubilden. Eine Nylonf'olie mit einer Länge von ungefähr 70mm und einer Dicke von 0,2mm wurde für die zweite Schicht verwandt. Der erhaltene, geformte Durchmesser betrug 0,9mm - 0,03mm und die axiale Länge betrug ungefähr 60mm. Beide Enden des geformten Abschnittes waren mit den Enden der zweiten Schichten der entsprechenden Kernleitungen überlappt. Da jedoch ein Wärmedruckformen durchgeführt worden war, kann der überlappende Bereich einen Durchmesservon 0,9 mm i 0,03 mm aufweisen. Geformter Überschuß oder Grat wurde wegen der Verwendung einer Folie erzeugt, wie es in den Fig. 5,6.und 7 gezeigt ist.Jedoch kann ein solcher vorstehender Kunststoffüberschuß ohne weiteres mit einer Klinge entfernt werden. Die Festigkeit des mit der gleichen Struktur wie bei der beschichteten Faser verstärkten Verbindungsabschnittes wurde auf ungefähr 1,8 kg (pro Durchmesser von 0,9 mm) erhöht und der minimale Biegungsradius beim Bruch betrug 5 mm oder weniger.

Dies zeigt, daß die sich ergebende Faser sehr flexibel ist. Es hat sich herausgestellt, daß eine solche beschichtete Faser für Kabelbündelanordnungen ohne Änderung der Übertragungseigenschaften verwandt werden kann. Ferner

kann statt einer Nylonfolie ein Schlauch aus Nylon zur Union
^otJ formung verwandt werden.

Bei einer vierten Ausführungsform werden jeweils eine Nylonbeschichtung 4 von einer beschichteten, optischen Faser 1 und eine Siliconbeschichtung 3 von einer stoßgedämpften, optischen Faser 12 an ihrem einen Ende entfernt, um eine Glasfaser 2 über eine Länge von 15 mm und die Siliconbeschichtung über eine Länge von 15 mm freizulegen,

wie es in Fig. 17 auf deren rechter Seite dargestellt ist. Die beschichtete, optische Faser' 1 wird durch einen wärmeschrumpfenden Schlauch 23 hindurchgeführt, welcher einen Innendurchmesser von 1,0 und einen Außendurchmesser von 1,5 mm aufweist. Anschließend wird die Glasfaser 2 mit einer anderen Glasfaser an einer mit dem Bezugszeichen 5 bezeichneten Stelle schmelzverbunden, wie es in Fig. dargestellt ist. Die sich ergebende, verbundene Faser 2 wird dann einer chemischen Behandlung unter Verwendung einer Mischung aus Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure ausgesetzt, wie es in Fig. 9 gezeigt war. Wie in Fig. 18 gezeigt, wird eine Siliconumformung 7 derart vorgenommen, daß der sich ergebende Durchmesser nahezu gleich demjenigen der stoßgedämpften, optischen Faser

12 ist. Anschließend wird, wie es Fig. 19 zeigt, der wärmeschrumpfende Schlauch 23 über dem Verbindungsabschnitt 7 positioniert, wo er wärmegeschrurapft wird, um einen geschrumpften Schlauch 24 zu bilden.

Der derart verstärkte Bereich wies bei dem vorhergehend genannten Verfahren einen Außendurchmesser von 0,93 mm auf. Dieser Durchmesser ist in etwa gleich demjenigen der beschichteten,optischen Faser 1. Selbst an den Verbindungen tritt lediglich eine kleine Zunahme des Durch-

messers um ungefähr 0,11 mm auf. Da diese Zunahme so klein ist, ergeben sich überhaupt keine Schwierigkeiten, wenn aus den sich ergebenden Fasern Kabel hergestellt werden.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung zum Verstärken eines

Verbindungsabschnittes einer optischen Faser, wie es im einzelnen vorhergehend unter Bezugnahme auf die Fig. 18 bis 19 beschrieben worden ist, wird dieser mit einem wärme schrumpfenden Schlauch überdeckt und nach der Verstärkung 35

unter Verwendung einer Siliconform erwärmt. Der sich ergebende Verbindungsabschnitt weist eine Struktur auf,

welche die gleiche wie der beschichtete Abschnitt ist und ferner keinen Stahlkern in seinem Inneren enthält. Die sich ergebende Leitung kann ohne Auftreten von Schwierigkeiten zur Herstellung eines Kabels verwandt werden. Da die Verstärkung des Kernleitungsabschnittes durch Spritzformen von Nylon erhalten werden kann, ist die erforderliche Ausrüstung einfacher. Dies bedeutet einen Vorteil dahingehend, daß die Verstärkung ohne weiteres mit nur einer Heizeinrichtung durchgeführt werden kann und daß deshalb das Verarbeiten stark verbessert wird.

Der wärmeschrumpfende Schlauch besteht aus einem Kunststoff, welcher das gleiche Material oder ein Material umfaßt, das mit dem Kernleitungsabschnitt chemisch

IS verträglich und mit diesem verbindbar ist. Das Material sollte vorzugsweise die gleiche Biegesteifigkeit wie der Rest der Faser haben. Selbst wenn ein wärmeschrumpfender Schlauch aus einen Kunststoff wie z.B. Polyäthylen verwandt wird, um die Wärmeschrumpffähigkeit weiter zu verbessern, ergeben sich im wesentlichen keine Schwierigkeiten bei der Ausbildung eines Kabels.

Die Erfindung wurde angegeben und unter Bezugnahme auf die bevorzugtesten Ausführungsformen hier beschrieben. Jedoch wird darauf hingewiesen, daß Abwandlungen für den Durchschnittsfachmann aufgrund der vorherstehenden Darlegungen offensichtlich sind.

Leerseite

Claims

GRÜNECKER. KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER

PATENTANWÄLTE

El^v^an patent Airo«nevs

A Qt=UNECKER. ei.-«!

DH M KlNKELDEY, o*i »n

OR H. STOCKMAIR. d»l->~ti.«t e !«.«ch,

OR )< SCHUMANN. m.ms

P rf JAKOB. o«, jxo

DR G. BEZOLD. ο·!««

W wEISTER.a*.w&

H ^'LGERS. OPi-ING

DR H MEYER-PLATH. cn*.·.«

8OCO MÜNCHEN 22

P 17 443-46/L

Nippon Telegraph & Telephone Public Corporation No. 1-6, Uchisaiwai-cho 1-chorae, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

Sumitomo Electric Industries, Ltd,

No. 15, Kitahama 5-chome, Higashi-ku, Osaka-shi,

Osaka, Japan

Verfahren zum Verbinden beschichteter, optischer

Fasern.

Patentansprüche

'[ iy Verfahren zur Herstellung einer verlängerten, beschichteten, optischen Faser, gekennzeichnet durch die Schritte:

Entfernen einer Schutzschicht von einer ersten und einer zweiten beschichteten, optischen Faser, um

ein erstes und ein zweites optisches Faserelement freizulegen,

Entfernen einer Verstärkungsschicht von dem ersten und dem zweiten optischen Faserelement, um eine erste und eine zweite nackte Glasfaser freizulegen, Verbinden der ersten und zweiten Glasfasern miteinander durch Schmelzen,

Formen eines Kunststoffmaterials über einen Verbindungsbereich der verbundenen Glasfasern, wo-

¹^ durch eine Verstärkungsschicht über den freiliegenden nackten Glasfasern geschaffen wird und die Verstärkungsschicht einen Durchmesser aufweist, der ungefähr gleich demjenigen des ersten und des zweiten optischen Faserelementes ist, und Vorsehen einer Schutzschicht über dem Verbindungsabschnitt, um einen fertigen Verbindungsabschnitt herzustellen, welcher ungefähr den gleichen Durchmesser wie derjenige der ersten und zweiten beschichteten, optischen Faser aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Kunststoffmaterial das gleiche wie das Material der Verstärkungsschicht ist und daß die über dem Verbindungsabschnitt vorgesehene Schutzschicht das gleiche Material wie die Schutzschicht umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Kunststoffmaterial mit der

Verstärkungsschicht chemisch verträglich und mit ihr verbindbar ist, und daß die auf dem Verbindungsabschnitt vorgesehene Schutzschicht ein Material umfaß^, welches mit der Schutzschicht chemisch verträglich und

verbindbar ist.
35
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt, daß die verbundenen Glasfasern mit Säure behandelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß ein Schritt zur Beschichtung einer dünnen Schicht auf die verbundenen Glasfasern unmittelbar vor dem Formungsschritt vorgesehen ist, wobei die Beschichtung ein Material umfaßt, welches aus der Gruppe ¹^ ausgewählt ist, die ein Siliciumwasserstoff-Verbindungsmittel, organische Silicone und eine Indium enthaltende Verbindung aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Schutzschicht auf dem Verbindungsabschnitt vorgesehen wird, indem eine Folie aus einem Kunststoffmaterial an dem Verbindungsabschnitt vorgesehen wird und die Folie unter Warmeein-

• Wirkung angedrückt bzw. zusammengedrückt wird. 20
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schutzschicht' auf dem Verbindugnsabschnitt vorgesehen wird, indem ein rohrförmiges Kunststoffmaterial über dem Verbindungsabschnitt angeordnet und das rohrförmige Kunststoffraaterial unter Wärmeeinwirkung zusammengedrückt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet', daß die Schutzschicht auf dem Ver-

bindungsabschnitt dadurch vorgesehen wird, daß ein wärmeschrumpfender Schlauch über dem Verbindungsabschnitt vor-.gesehen und erwärmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η 35

zeichnet , daß die Schutzschicht auf dem Verbindungsabschnitt durch Spritzformen hergestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Schritt zur Ausbildung einer dünnen Schicht auf dem Verbindungsabschnitt vor dem Aufbringen der Schutzschicht vorgesehen ist, daß die Schicht aus einem Material besteht, welches aus der ein Siliciumwasserstoff-Verbindungsmittel, organische Silicone und eine Indium enthaltende Verbindung umfassenden Gruppe ausgewählt ist.