DE3227660C2

DE3227660C2 - Verfahren zum Verbinden beschichteter, optischer Fasern

Info

Publication number: DE3227660C2
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 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: 1984-09-13
Also published as: DE3249899C2; DE3227660A1; GB2105060A; GB2105060B; FR2510270A1; FR2510270B1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung verlängerter, beschichteter, optischer Fasern angegeben, bei dem zwei Fasern miteinander verbunden werden. Dieser Vorgang umfaßt die Schritte zur Vorbereitung der zu verbindenden Fasern, indem eine äußere Schutzschicht und eine innere Verstärkungsschicht entfernt werden, um eine nackte Glasfaser freizulegen. Die Enden der zwei freiliegenden Glasfasern werden dann durch Schmelzen miteinander verbunden. Eine neue Verstärkungsschicht und eine Schutzschicht werden auf den verbundenen Fasern derart ausgebildet, daß der Verbindungsabschnitt einen Durchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich demjenigen der ursprünglichen, beschichteten, optischen Faser ist. Die ausgebildete Verbindung weist im wesentlichen die gleiche Biegeeigenschaft wie die ursprünglichen Fasern auf und kann Brüchen in der gleichen Weise wie die ursprünglichen Fasern widerstehen.

Description

beschichtete, optische Faser aufweist um den Vcr- 20 dämpfte, optische Faser während der Herstellung nicht

bindungsabschnitt herum ausgebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial der Verstärkungsschicht und das Material der Schutzschicht über dem Verbindungsbereich im wesentlichen mit der gleichen Biegesteifigkeit wie das Material der Verstärkungsschicht bzw. dasjenige der Schutzschicht der optischen Faser gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verbundenen Glasfasern mil Säure behandelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die verbundenen Glasfasern unmittelbar vor dem Aufbringen der Verstärkungsschicht mit einer dünnen Schicht aus einem Material, welches aus der Siliciumwassersloff-Verbindungen, organische Silicone und metallisches Indium umfassenden Gruppe ausgewählt ist beschichtet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulzschicht auf dem Verbindungsabschnitt ausgebildet wird, indem eine Folie aus einem Kunststoffmaterial an dem Verbindungsabschnitt angeordnet und unter Wärmeeinwirkung angedrückt bzw. zusammengedrückt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht auf dem Verbindungsabschnitt ausgebildet wird, indem ein rohrförmiges Kunststoffmaterial über dem Verbindungsabschnitt angeordnet und das rohrförmigc Kunststoffmaterial unter Wärmeeinwirkung zusammengedrückt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulzschicht auf dem Verbindungsabschnitt dadurch ausgebildet wird, daß ein wärmeschrumpfender Schlauch über dem Verbindungsabschnitt vorgesehen und erwärmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht auf dem Verbindungsabschnitt durch Spritzformen hergestellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt vor dem Aufbringen der Schutzschicht mit einer dünnen Schicht die aus einem Material besieht, welches aus der SiliciutnwassersioH-Verhunden. organische Silicone und metallisches Indium umfassenden Gruppe ausgewählt ist. beschichtet wird.

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 laugen, beschichteten, optischen Fasern wünschens- 2^r> wert, 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 dem beschichtete, optische Fasern mit einer vorbestimmten jo 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. I(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 cnifc-ni, um eine Glasfaser 2 freizulegen. Diese Glas- w faser 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. Anschlie- A^r> ßcnd 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 4 oder chemisch mit dieser verträglich ist und welches mit der Schutzhülle 4 verbunden werden w kann. Diese Verstärkung wird durch Spritzgießen von z. B. einem Nylonharz durchgeführt. Deshalb weist, wie es in Fig. I gezeigt ist, der verbundene Abschnitt bezüglich der anderen Teile einen verschiedenen Außendurchniesscr und einen unterschiedlichen inneren Auf- Vi bau 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 W) 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 (7. B. Silicon) überdeckt ist.

Dii: Beschichtung 3 stellt einen Schul/, eine Verstärkung usf. der nackten Glasfaser 2 dar. wodurch cmc stol.k'eiläninlie optische laset' 12 gebildet wird. Feiner

st die stoßgedämpfte, optische Faser 12 mit einer zweiien Beschichtung (z. B. Nylon) überdeckt. Wenn die lackten 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 konzertiert ist, wo eine Änderung des Elastizitätsmoduls aufgrund der unterschiedlichen Struktur vorliegt Wenn ferner der Verbindungsbereich einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung von beispielsweise Fluorwasserstoffsäure ausgesei/.t 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 ausrt.ichi.-nd entfernt wird und im Inneren zurückbleibt bewirkt dies eine Verringerung der Festigkeit der beschichteten, optischen Faser. Deshalb sind lange, beschichtete, 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 Bedeutung, daß der verstärkte Abschnitt eine Biegesteifigkeit aufweist, welche gleich derjenigen der anderen, beschichteten, optischen Faserabschnitte ist und daß an den F.nden des Verbindungsbereiches keine örtliche Biegung auftritt.

Bei einem herkömmlichen Verslärkungsverfahrcn wird ein wärmeschrumpfender Schlauch verwandt, wie es in Fig. 1(b) gezeigt ist. Eine Nylonhiille einer beschichteten, optischen Faser 1 und eine Silieonbeschichtung 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 Slahlkern 20 überdeckt, welche dann mit einem wanneschrumpfenden Schlauch 21 unter Verwendung von einem Äthylenvinylacetet-Klebcmittcl 22 überJccki wird. Bei dieser Ausbildung west 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.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß lange, beschichtete, optische Fasern hergestellt werden können, bei denen die Gefahr eines Brechens beim Biegen der optischen Fasern äußerst gering ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Verstärkungsschicht ims Kunsistofimaierial um die freiliegenden nackten Glasfasern herum ausgebildet wird, die einen Durchmesser aufweist, der ungefähr gleich demjenigen der beiden optischen I aserclemente ist und daß nachfolgend eine Schutzschicht, welche annähernd den gleichen Außcndurchmesser wie die erste und zweite beschichtete, optische Faser aufweist um den Verbindungsabschnitt herum ausgebildet wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sicher-■> gestellt, daß der Verbindungsabschnitt zweier miteinander verbundener, optischer Fasern eine Struktur und Festigkeit aufweist, welche derjenigen der ursprünglichen, beschichteten, optischen Faser entspricht, so daß, wenn die optische Faser auch in dem Vcrbindungsbereich gebogen wird, dort im wesentlichen die gleichen mechanischen Spar.nungsverhältnisse vorliegen wie im übrigen Abschnitt der optischen Faser. Infolgedessen treten keine spannungsmäßigen Unstetigkeiten auf, die zu einem Brechen der optischen Glasfasern führen können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbcispielen unier Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

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

Fig. l(b) eine Schnitldarstellung einer anderen, herkömmlichen, optischen Faserverbindung,
F i g. 2 eine Schnitldarstellung von optischen Fasern, die zur Verbindung vorbereitet sind,

F i g. 3 eine Schnittdarstellung einer optischen Faser nach der Durchführung einer Schmelzverbindung und der Umformung,

in F i g. 4 eine Schmttdarstellung einer optischen Faserverbindung gemäß einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung,

F i g. 5 eine Ansicht von vorne eines flächigen Materials, welches zur Ausbildung einer Verbindung gemäß is einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung verwandt wird,

F i g. 6 eine Schnittdarslellung einer Form, bevor eine Beschichtung mit einem flächigen Material an einer Verbindung bei einer ersten Ausführungsform nach der 4« Erfindung ausgebildet worden ist,

Fig. 7 eine Schnittdarslellung einer Verbindung gemäß der ersten Ausführungsform nach der Erfindung, nachdem die Beschichtung mit dem flächigen Material geformt worden ist, jedoch bevor der Flansch beschnit-4-ί len worden ist,

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

^r)ii Fig.9 bis 12 Schniudarstellungcn von Schritten die bei der zweiten Ausführungsform nach der Erfindung durchgeführt werden,

Fig. 13 eine Schnitldarstellung einer gemäß der zweiten Ausführungsform nach der Erfindung ausgebil- ^r,, dcten Verbindung,

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

Fig. 17 bis 19 Schnittdarstellungen von Verfahrens-Wi schritten bei der Ausbildung einer Verbindung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

In der gesamten Beschreibung bedeutet eine »freie Glasfaser« oder eine »nackte Glasfaser« eine Glasfaser ohne irgendeine Beschichtung und »stoßgedämpfte, oph^r> tische 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.

Bei einer typischen Art einer optischen Faser umfüllt diese eine optische Glasübertragungsleitung, welche hauptsächlich aus Siliziumoxyd oder Quarzglas besieht, 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 wesentlichen die gleichen Biegccigenschalten wie der übrige Bereich aufweist. Wenn Silikon als Verstärkungsschicht verwandt wird, kann das relevante Material ein 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 isi 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 schnielzverbundcn und mit einem Formmaterial 6(in Übereinstimmung mit den herkömmlichen Verfahren) oder einem Material 7 (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 tO bezeichnet (F i g. 4). Die stoßgedämpfte, optische Faser oder das sloßgedämpftc, optische Element 12 umfaßt die Faser 2 mit der Verstärkungsschicht 3. Die cxtrudierte Schutzschicht, welche über den Verbindungsbereich gemäß der Erfindung ausgebildet ist, ist mit dem Bezugszeichen 16 (Fi g. 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 Kunststoffschutzschicht von jeder der beschichteten, optischen Fasern entfernt, die miteinander verbunden werden sollen. Ein Ende jeder der Fasern t ist so vorbereitet, daß die Verstärkungsschicht 3 einer stoßgedämpften, optischen Faser freiliegt. Ferner isi die Vcrsiärkuiigsschichi von der stougedärnpften. optischen Faser an ihrem einen Ende entfernt, um die Glasfaser 2 freizulegen. Die derart freigelegten Glasfasern 2 und 2' werden daraufhin durch Verschmelzen miteinander verbunden. Gemäß F i g. 3 wird eine Verstärkungsschicht 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 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 allgemeinen wird ein Silikon harz verwandt. Wie es in F i g. 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 Ver-■j bindiingsborcich 10 auf.

Die F i g. 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 die Schutzschicht der beschichteten, optischen Faser. Die

to Folie 8 wird auf beiden Seiten des umformten Abschnitte¹· 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

is Schutzschicht mit einem Außendurchmesser auszubilden, welcher nahezu gleich demjenigen der beschichteten, optischen Faser ist.

Die an den Verbindungsabschnitt geformte Folie weist unmittelbar nach dem Andrücken unter Wärmecinwirkung einen Flansch 11 oder einen überstehenden Bereich auf, wie es F i g. 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 Kunststoffschlauch (dieser ist nicht dargestellt) zu verwenden, welcher einen Außendiirchmesser aufweist, der etwas größer als derjenige der beschichteten, optischen Faser ist.

Die derart miteinander verbundenen, beschichteten, jo 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 beschichicten, optischen Faser und der stoßgedämpften, ri optischen Faser klein ist, d. h. die Schutzschicht ist eine dünne Schicht, so ist es schwierig, solche dünnen Schichten unter Verwendung herkömmlicher Kunststoffspritzgußformung 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 beschricbencn, 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 schmelzverbundcn und der sich ergebende Verbindungsab-

■50 schnitt wird umformt, damit er einen Außendurchmesscr aufweist, welcher gleich demjenigen der stoßgedämpficn. optischen Faser ist. Anschließend wird eine Kunststoffolie auf beiden Seiten des Verbindungsabschnittes angeordnet und unter Wärmeeinwirkung an-

si gepreßt. 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 be-

ho schriebene 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

h^r, vorstehend beschriebene Verfahren nach der Erfindung den Vorteil auf, daß selbst dann, wenn die Schutzschicht dünn isi. diese ohne weiteres geformt werden kann und dalUlie lonminpsausriistung vereinfacht werden kann.

Eine zweite Ausfuhrungsform des crfindungsgcmäßen Verfahrens umfaßt die folgenden Schrille: (a) Abstreifen 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 wie vorhergehend freigelegt worden ist. (c) Formen eines Kunststoffes, welcher sich zusammen mil dor Beschichtung der stoßgedämpften, optischen Faser zu einem Körper vereinigen bzw. kombinieren kann, um die nackten Glasfasern im Verbindungsbereich herum derart, daß der Durchmesser der sich ergebenden Faser gleich demjenigen der stoßgedämpften, optischen Faser ist, und (d) Ausbilden einer zusätzlichen Beschichtung auf der fortlaufenden, sioßgedämpiien, optischen Faser, 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 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 freigelegt worden ist, (d) Formen eines Kunststoffes, welcher sich mit der Verslärkungsschicht zu einem Körper kombiniert, um die nackten Glasfasern in dem Verbindungsbereiuh derart, daß der Durchmesser der sich ergebenden, umformten, optischen Leitung gleich demjenigen der stoßgedämpften, 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 F i g. 8 bis 13 zeigen die Schritte in einer vergrößerten Darstellung bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst wird, wie es F i g. 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, weiche in der gleichen Weise wie vorhergehend angegeben, freigelegt worden ist, mittels eines Schmelzverbindungsverfahrcns schmelzverbunden. In den Figuren ist mit dem Bezugszeichen 5 eine Schmelzverbindungsstelle bezeichnet, wo die nackten Glasfasern 2' und 2 miteinander schmelzverbunden sind. Diese Stelle wird auch der Einfachheit halber durch X bezeichnet

Gemäß F i g. 9 wird der Verbindungsabschnitl 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 F i g. 10 wird der Verbindungsabschnitl dann in ein Siliziumwasserstoff-Verbindungsmiticl oder eine organisches Silikon und Indium enthaltende Lösung 14 eingetaucht, um dadurch eine dünne Schicht auf der Oberflüche des Verbindungsabschnittes zum Zwecke eines Schutzes und einer Verstärkung auszubilden. Statt ^r) der 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 ίο einem Harz umformt, so daß sich das Harz um die nackte Glasfaser 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 siüugedämpfie, optische Faser 12 aufweist. Die Ausbildung des durch Formen wiederhergestellten Abschnittes 7 der sioßgedämpftcn 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 Glasfaser 2 herum vorliegt. Der bei der Ausbildung des reproduzierten Abschnittes 7 verwandte Kunststoff kann der gleiche wie die Beschichtung 3 der beschichteten, optischen Faser 2^r> 12 sein oder ein Material der gleichen Art, welches bei der ersten Ausführungsform verwandt wurde, wobei dieses Material mit der Beschichtung 3 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. J5 welches von dem Material der Beschichtung 3 unterschiedlich ist. )edoch sollte das Material an dem Verbindungsbereich Biegeeigenschaften liefern, welche im wesentlichen die gleichen wie bei dem übrigen Teil sind. Wenn ein Silikonkunststoff für den Verbindungsbereich verwandt wird, so sind die relevanten Kunststoffe Epoxykunstsloff und Polyesterkunststoff.

Wie es in F i g. 12 dargestellt ist, wird der durch Formen reproduzierte Abschnitt 7 der stoßgedämpften Faser in eine Flüssigkeit 15 eingetaucht. Vt 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, optische Faser 4 einer beliebigen Länge zu erhalten. Die stoßgcdänipfie, 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 wer-W) den. 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 verb5 bundcncn, stoßgedämpften, optischen Faser weggelassen werden.

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

Bei diesem Verfahren werden beschichtete, optische 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 stoßgedämpftc, 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 Erfindung nicht auf diese Ausführungsform oder dieses besondere Beispiel beschränkt ist.

Beispiel 1

Ein optisches, mit Silikon beschichtetes, Faserelemcnt, welches einen Durchmesser von 0,4 mm aufwies, wurde hergestellt. Das Silikon wurde mit Azeton imprägnierter Gaze entfernt. Anschließend wurde die Faser

ίο mit einer Faserschneideeinrichtung abgeschnitten, damit eine axiale Länge eines nackten Faserabschnittes von 15 mm erhalten wird, wie es in Fig. 16 gezeigt ist. Solche Faserelcmente wurden miteinander durch Schmelzen verbunden und anschließend wurden sie in eine lOprozentige Fluorwasserstoffsäure während ungefähr 5 Minuten eingetaucht, wie es in Fig.9 dargestellt ist. Der Verbindungsabschnitt ist im allgemeinen ausreichend fest, um ungefähr 500 g zu halten. Jedoch wird die Festigkeit durch das Eintauchen auf 1500 g 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 μσι erhalten. Es wird angenommen, daß der Grund für die zunehmende Festigkeil darin liegt, daß winzig kleine Brüche durch die

einem Körper, wodurch sich eine stoßgedämpfte Faser 25 Fluorwasserstoffsäure entfernt werden, welche auf der

mit einem durch Formen reproduzierten Abschnitt 7 ergibt, welcher den gleichen Durchmesser wie die stoßgedämpfte, optische Faser 12 aufweist (F i g. 11). Bei der Ausbildung des durch Formen reproduzierten Abschnittes 7 wird eine Form und der gleiche Kunststoff wie die Beschichtung 3 oder ein Kunststoffmatcrial 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 (F i g. 12).

Wie es in F i g. 14 dargestellt ist, wird dann ein Kunststoff um den durch Formen reproduzierten Abschnitt 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 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 Verbindungsabschnill 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-N icderschlagsverfahren usw. verwandt werden.

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

jo chen Faserelcmente erhalten wird. In diesem Fall wird die Formungsgenauigkeit durch den Durchmesser des Hohlraums der Metallform bestimmt. Die Größe des Faserclementcs kann innerhalb eines Bereiches von 0,4 mm + oder — 0.03 mm geformt werden (der Durch-

j5 messer des Fascrelementes 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 extrodieren. Als Ergebnis wurde eine Faserkernieitung mit einem Durchmesser von 0,9 mm erhalten. Die mittlere Festigkeit des Verbindungsabschnittes betrug ungefähr 1,8 kg

4^r> und der minimale Krümmungsradius beim Brechen betrug 5 mm oder weniger. Infolgedessen hat sich herausgestellt, daß diese beschichtete Faser für Kabelbünde brauchbar ist.

w B e i s ρ i e I 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 F i g. 2 zeigt. Anschließend wurde die Faser mit einer Faserschneideeinrichtung abgeschnitten, damit sie eine axiale Länge der nackten Faser von 15 mm aufweist. In diesem Fall betrug die axiale Länge des Faserelementes ebenfalls

b5 15 mm. wie es F i g. 2 zeigt. Solche Fasern wurden miteinander durch Schmclzvcrbinden verbunden, wie es F i g. 8 zeigt Dann wurde der nackte Faserabschnitt in Fluorwasserstoffsäure mit einer Konsistenz von 10 Pro-

ieni während 5 Minuten eingetaucht, wie es I ig. 9 zeigt. Aufgrund dieses Eintauchens wird die Festigkeit der Faser von der üblichen Festigkeit von 500 g 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 μιη erhallen. Ks wird angenommen, daß der Grund für die Zunahme der Starke darin liegt, dall winzigkleine auf der Oberfläche der optischen Faser vorliegende Risse durch die Fluorwassersioffsäure entfeint werden. Dann wurde eine zweiteilige Mctallform mit einem Innendurchmesser, welcher gleich dem Außendurchmesser des Faserelcmentes ist, verwandt, um eine Silikonschicht auf dem nackten Faserabsehniti so aufzubringen, daß der gleiche Durchmesser wie derjenige des Faserelementes vorliegt. Dieses Merkmal ist zweckmäßig, wenn ein Kabel hergestellt wird. Der geformte Abschnitt halle einen Durchmesser von 0,4 mm ± 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 Nylonfolie mit einer Länge von ungefähr 70 mm und einer Dicke von 0,2 mm wurde für die /.weite Schicht verwandt. Der erhaltene, geformte Durchmesser betrug 0,9 mm ± 0,03 mm und die axiale Länge betrug ungefähr 60 mm. 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 Durchmesser von 0,9 mm ± 0,03 mm aufweisen. Geformter Überschuß oder Grat wurde wegen der Verwendung einer Folie erzeugt, wie es in den F i g. 5, 6 und 7 gezeigt ist. |cdoch 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 Verbindungsabschniitcs wurde auf ungefähr 1,8 kg (pro Durchmesser von 0,9 mm) erhöht und der min-male Biegungsradius beim feisäure ausgesetzt, wie es in F i g. 9 gezeigt war. Wie in I ig. 18 gezeigt, wird eine Silikonumformung 7 derart vorgenommen, daß der sich ergebende Durchmesser nahezu gleich demjenigen der stoßgedämpften, opti-Ί sehen Faser 12 ist. Anschließend wird, wie es Fig. 19 zeigt, der wurinesehrumpfer.de Schlauch 23 über dem Verbindungsabschnitt 7 positioniert, wo er wärmegeschrumpfi wird, um einen geschrumpften Schlauch 24 zu bilden.

ίο 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 I. Selbst an den Verbindungen tritt lediglich eine kleine Zunahme π des Durchmessers 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 Verstär-2(i ken eines Verbindungsabschnittes einer optischen Faser, wie es im einzelnen vorhergehend unter Bezugnahme auf die F i g. 18 bis 19 beschrieben worden ist, wird dieser mit einem wärmeschrumpfenden Schlauch überdeckt und nach der Verstärkung unter Verwendung eincr Silikonform 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 jo Herstellung eines Kabels verwandt werden. Da die Verstärkung des Kernlcitungsabschnittes 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 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 Wärmeschrumpffä-

Bruch betrug 5 mm oder weniger. Dies zeigt, daß die 45 higkeit weiter zu verbessern, ergeben sich im wesentli-

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sich ergebende Faser sehr flexibel ist. Es hat sich herausgestellt, daß eine solche beschichtete Faser für Kabclbündelanordnungen ohne Änderung der Übertragungseigenschaften verwandt werden kann. Ferner kann statt einer Nylonfolie ein Schlauch aus Nylon zur Umformung verwandt werden.

Bei einer vierten Ausführungsform werden jeweils eine Nylonbeschichtung 4 von einer beschichteten, optischen Faser 1 und eine Silikonbeschichtung 3 von einer stoßgedämpften, optischen Faser 12 an ihrem einen Ende entfernt, um eine Glasfaser 2 über eine Länge von 15 mm und die Silikonbeschichtung über eine Länge von 15 mm freizulegen, wie es in F i g. 17 auf deren rechter Seite dargestellt ist. Die beschichtete, optische Faser 1 wird durch einen wärmeschrumpfenden Schlauch 23 t>o 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 den Bezugszeichen 5 bezeichneten Stelle schmelzverbunden, wie es in Fig. 17 darge- b5 stellt ist. Die sich ergebende, verbundene Faser 2 wird dann einer chemischen Behandlung unter Verwendung einer Mischung aus Fluorwasserstoffsäure und Schwcchen keine Schwierigkeilen 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 vorhersiehenden Darlegungen offensichtlich sind.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbinden beschichteter, optischer Fasern, wobei erst deren Schutzschicht unter Freilegen des jeweiligen Faserelemenlcs und dann die jeweilige Verstärkungsschicht der optischen Fasern unter Freilegen der nackten Glasfasern entfern! wird, diese Glasfasern dann miteinander durch Schmelzen verbunden werden und der Verbindungsbereich der verbundenen Glasfasern mit einem Kunststoffmaterial umformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verslärkungssehichi aus Kunststoffmaterial um die freiligenden nackten Glasfasern herum ausgebildet wird, die einen Durchmesser aufweist, der ungefähr gleich demjenigen der beiden optischen Faserelementc ist und duß nachfolgend eine Schutzschicht, welche annähernd den gleichen Außendurchmesser wie die erste und zweite Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden beschichteter, optischer Fasern, wobei erst deren Schutzschicht unter Freilegen des jeweiligen Faserelementcs und dann die jeweilige Veislärkungsschichl der

■; optischen Fasern unter Freilegen der nackten Glasfasern cnifcrnl wird, diese Glasfasern dann miteinander durch Schmelzen verbunden werden und der Verbindungsbereich der verbundenen Glasfasern mit einem Kunststoffmaicrial umformt wird.

to Im allgemeinen besteht eine beschichtete, optische Faser aus einer stoßgeschützien Faser und einer Schutzumhüllung aus einem Kunststoff wie z. B. Nylon. Die stoUgeschülzte optische Faser wird hergestellt, indem eine Verstärkungsschichl aus z. B. einem Kunststoffharz auf der Oberfläche einer Glasfaser ausgebildet wird.

Bei der Herstellung Langer, beschichteter, optischer Fasern muß Sorge dafür gelragen werden, sicherzustellen, daß die beschichtete optische Faser oder stoßge-