DE68924297T2

DE68924297T2 - Faseroptischer Spleissverbinder.

Info

Publication number: DE68924297T2
Application number: DE68924297T
Authority: DE
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2009-04-18
Also published as: EP0338758A3; CA1306630C; JP2713309B2; ATE128246T1; AU608135B2; KR900016773A; ES2076953T3; JPH0212111A; MX167777B; AR245989A1; BR8901691A; EP0338758A2; KR0183965B1; AU3145189A; MY106965A; EP0338758B1; DE68924297D1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Spleißen von optischen Fasern zur Herstellung stumpfer Spleißverbindungen zwischen optischen Fasern und insbesondere einen verbesserten Spleißverbinder für optische Fasern zur Herstellung von Spleißverbindungen zwischen zwei optischen Fasern, bei dem außerdem ein einziges Werkzeug für eine oder mehrere Spleißverbindungen verwendet wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Im Stand der Technik gibt es immer mehr Vorrichtungen zum Zentrieren von optischen Fasern zwecks Ausrichtung der Enden der optischen Fasern, um die Faserenden zu verspleißen, damit es zu einer anhaltenden Übertragung von Lichtstrahlen entlang der Fasern kommen kann. Bei der im Fernmeldewesen verwendeten optischen Faser handelt es sich meist um eine Einmodenglasfaser. Diese Faser enthält normalerweise in der Mitte einen Glaskern mit einem Durchmesser von 8um + 1um (Mikrometer), durch den das optische Signal geleitet wird. Der Kern ist von einem Glasmantel umgeben, der einen Durchmesser von 125um + 3um besitzt. Der Mantel hat einen etwas anderen Brechungsindex als der Kern.
Es gibt eine Reihe bekannter Vorrichtungen, die so ausgelegt sind, daß permanente Verbindungen bzw. Spleißverbindungen bei einer Einmodenglasfaser möglich sind. Um richtig funktionieren und eine Spleißverbindung mit geringem Verlust herstellen zu können, müssen bei diesen Vorrichtungen die Kernabschnitte der zwei zu verspleißenden Faserenden im Bereich von ungefähr 10% ihres Kerndurchmessers oder unter 1um ausgerichtet werden.
Bei einigen der bekannten Vorrichtungen wird versucht, eine Zentrierung und Ausrichtung der Faserenden dadurch zu erreichen, daß man die Fasern in eine formstabile V-förmige Nut oder zwischen formstabile Stäbchen druckt. Diese Vorrichtungen funktionieren zufriedenstellend, solange die zu verspleißenden Fasern den gleichen Durchmesser besitzen. Beispiele für solche Vorrichtungen sind offenbart in den US-Patenten Nr. 4,029,390; 4,274,708 und 4,729,619.
Wenn die zu verspleißenden Fasern Durchmesser an den entgegengesetzten Enden des Toleranzbereichs (122um und 128um) besitzen, läßt sich bei den Vorrichtungen mit der formstabilen V-förmigen Nut nur schwer die erforderliche Genauigkeit bei der Ausrichtung der Faserkerne erreichen.
Bei anderen bekannten Vorrichtungen werden die Mittellinien der beiden Fasern zueinander ausgerichtet, indem die Faserenden zwischen drei gleich weit voneinander beabstandete duktile oder elastomere Flächen gebracht werden. Diese Flächen bilden einen im Querschnitt ein gleichseitiges Dreieck darstellenden Kanal, in dem die Fasern positioniert werden. Die Verbindungsstelle zwischen den Faserenden befindet sich normalerweise im Mittelpunkt des Kanals. Diese Vorrichtungen besitzen eine bessere Leistungsfähigkeit als die Vorrichtungen mit der formstabilen V-förmigen Nut, weil sie Unterschiede im Faserdurchmesser besser ausgleichen können. Beispiele für solche Vorrichtungen finden sich in den US- Patenten Nr. 4,391,487; 4,435,038; und 4,593,971.
Ein weiteres Patent aus dem Stand der Technik ist das US- Patent Nr. 4,339,172, bei dem ein faltbares Greifelement verwendet wird, das sich in einer elastomeren Hülse befindet, die Druckkräfte auf das Greifelement ausübt, um den auf das Greifelenient wirkenden Druck sicherzustellen, mit dem jedes der Kabel an einer Reihe von am Umfang gleich weit voneinander beabstandeten Stellen gepackt wird.
Bei der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung werden drei gleich weit voneinander beabstandete Kontaktflächen verwendet, die wie bei den anderen bekannten Vorrichtungen einen Kanal zum Zentrieren der Faser bilden, doch enthält diese Vorrichtung leicht definierbare funktionelle und leistungsmäßige Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik. Diese Unterschiede im Aufbau und in der Funktionsweise werden nachfolgend erläutert.
Das den Spleißverbinder der vorliegenden Erfindung darstellende Spleißelement besitzt mit äußerster Genauigkeit bewegliche Faserkontaktflächen sowie eine einstückig damit ausgebildete Betätigungsvorrichtung, die eine solche Bewegung bei einem einzelnen, leicht herzustellenden Teil ermöglicht. Die Faserklemmflächen sind zunächst soweit voneinander beabstandet, daß Fasern leicht in eine Nut oder einen Kanal eingeführt werden können, bis sich die Stirnflächen berühren. Bei dieser Vorrichtung kann durch die Reaktion auf die Berührung und/oder die Aufwölbung der gegenüberliegenden Faser leicht festgestellt werden, wann die erste Faser in dem Kanal gegen die gegenüberliegende Faser stößt. Wenn sich die Faserenden berühren, wird das Spleißelement geschlossen, und die Faserenden werden ausgerichtet und festgeklemmt. Andere bekannte Vorrichtungen, wie die Vorrichtung des Patents Nr. 4,391,487 und die vom Abtretungsempfänger des Patents Nr. 4,391,487 verkaufte kommerzielle Form, verwenden geformte Elastomerblöcke zum Zentrieren und Ausrichten der Faser. Diese Blöcke enthalten einen im Querschnitt im wesentlichen dreieckigen Kanal, der im Durchmesser etwas kleiner ist als die Fasern. Wenn die Fasern in den geformten Kanal eingeführt werden, müssen sie die elastomeren Flächen aufdrücken, indem sie die elastomeren Kontaktflächen elastisch verformen. Dazu muß eine beachtliche Druckkraft auf die Faser wirken, damit sie in den Kanal geschoben wird. Aufgrund dieser hohen Kräfte beim Einführen ist es oft schwierig zu sagen, wann die Stirnflächen der Fasern sich in dem Spleißelement tatsächlich berühren. Außerdem kann es leicht vorkommen, daß die Fasern unter dem auf sie einwirkenden Druck brechen, wenn sie in die elastomeren Zentrierblöcke geschoben werden.
Bei dem Spleißelement des Verbinders gemäß vorliegender Erfindung ist nur eine sehr geringe duktile oder elastische Verformung der Faserbefestigungsflächen erforderlich, um ein genaues Zentrieren und Festklemmen der Fasern zu erreichen. Bei dieser Verformung kommt es zu keinem externen Materialfluß parallel zur Achse der Faser, und es ist keine duktile Verformung der angelenkten Vorrichtung um die Klemmflächen herum erforderlich. Andere bekannte Vorrichtungen wie der Verbinder des Patents Nr. 4,435,038 benötigen eine extrem große Verformung der Faserklemmflächen und der sie umgebenden Vorrichtung, um die Fasern zentrieren und festklemmen zu können. Leider können diese großen Verformungen zu einer unerwünschten Verformung der Faserkontaktflächen und zur Einwirkung ungleicher Klemmkräfte auf diese führen. Dabei kann es auch wiederum zu einer Verschiebung der Mittellinien der Fasern und zu einer axialen Trennung der Stirnflächen der Fasern kommen.
Kräfte, die ausreichen, um die Faser gleichmäßig in jede der Klemmflächen des Spleißelements des Verbinders der vorliegenden Erfindung durch duktile Verformung einzubetten, können leicht durch die angelenkte Hebelvorrichtung erzeugt werden, die von den Hebeln des Spleißelements gebildet wird. Ein einzelnes kleines Kunststoffgehäuse mit einer verschieblichen Kappe kann ohne weiteres Kräfte erzeugen, die ausreichen, um die angelenkten Hebel des Spleißelements zueinander zu bewegen und die Faser in dem Kanal fest zuklemmen. Andere bekannte Vorrichtungen wie der Verbinder des Patents Nr. 4,435,038 erfordern große, schwer zu bedienende Krimpwerkzeuge, die in der Lage sind, sehr große örtlich wirkende Kräfte zu erzeugen, um die Fasern in der Spleißvorrichtung festzuklemmen.
Sobald es die Fasern festgeklemmt hat, wirken bei dem Spleißelement des Verbinders der vorliegenden Erfindung weiterhin gleichmäßige Druckkräfte auf die Fasern, was zu einer hohen Beständigkeit gegen auf die Faser wirkende Zugkräfte und zu einer ausgezeichneten Temperaturwechselbeständigkeit führt. Die Faserklemmkräfte werden durch die in den Hebeln des Spleißelements und in der Klemmvorrichtung gespeicherte elastische Energie aufrechterhalten. Andere bekannte Vorrichtungen wie der Verbinder des Patents Nr. 4,435,038 neigen dazu, sich nach Wegfall der Kräfte des Krimpwerkzeugs etwas zu entspannen oder elastisch zurückzubilden. Diese Entspannung kann dazu führen, daß sich die Faser in dem Befestigungskanal etwas löst, was bei Temperaturwechseln dazu führen kann, daß zum Herausziehen der Fasern geringere Kräfte erforderlich sind, und daß sich die Stirnflächen der Fasern voneinander lösen.
Beim Zentrieren und Spleißen der Fasern in dem Spleißelement des Verbinders gemäß vorliegender Erfindung werden auf die Faser wirkende Klemmkräfte erzeugt. Da Glas eine sehr hohe Druckfestigkeit besitzt, werden bei diesen Kräften die Fasern im allgemeinen etwas in die drei duktilen Faserauflageflächen eingebettet, die den Faserkanal in dem Element bilden. Diese auf den Fasermantel wirkenden Klemmkräfte führen zu einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Zugkräfte und einer ,ausgezeichneten Temperaturwechselbeständigkeit der Spleißverbindung. Außerdem läßt sich die Klemmkraft rasch und einfach aufbringen, indem einfach die Hebel des Spleißelements zusammengedrückt werden. Andere bekannte Vorrichtungen wie die Faserzentriervorrichtung des Patents Nr. 4,391,487 benötigen Klebstoffe, um die Faser mit der externen Spleißvorrichtung jenseits der Faserzentrierblöcke zu verkleben. Diese Kleber lassen sich oft schwer auftragen und gleichmäßig aushärten.
Das Spleißelements des Verbinders der vorliegenden Erfindung ist auch so ausgelegt, daß es wiederverwendet werden kann. Wenn es notwendig wird, Fasern aus der Spleißverbindung herauszunehmen oder neu darin zu positionieren, läßt sich die von den Hebeln des Spleißelements erzeugte Klemmkraft leicht lösen, und aufgrund des elastischen Gedächtnisses der Hebel und Gelenkabschnitte bewegen sich die Faserbefestigungs- und -klemmflächen auseinander oder öffnen sich wieder. Die auf die Fasern wirkenden Kleminkräfte werden dann gelöst, und die Fasern können herausgezogen, gedreht oder neu positioniert werden. Andere bekannte Vorrichtungen wie die Verbinder der Patente Nr. 4,391,487 und 4,435,038 sind dauerhaft gekrimpt oder miteinander verklebt und können nicht wiederverwendet werden. Das Spleißelement ist in einem Gehäuse angeordnet, das die Enden der zu verspleißenden Fasern aufnimmt und abgeschrägte Öffnungen besitzt, die die Fasern in das Element einführen. Ein Kappenabschnitt des Verbinders paßt auf das Spleißelement und in das Gehäuse, um die Hebel des Spleißelements zusammenzudrücken, um die Spleißverbindung herzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Spleißverbinder zur Herstellung stumpfer Spleißverbindungen zwischen zwei optischen Fasern angegeben, der folgendes umfaßt:
ein Spleißelement, das aus einer in Längsrichtung faltbaren Folie aus einem verformbaren Material besteht, wobei die Folie drei längliche, im allgemeinen ebene Faserauflageflächen umfaßt, die im längsgefalteten Zustand der Folie zusammen zwischen sich einen länglichen Kanal für die optische Faser von im allgemeinen dreieckigem Querschnitt bilden, in dem zwei zu verspleißende Faserenden stumpf aneinanderstoßend aufgenommen werden, wobei die Folie in seitlicher Richtung über die Faserauflageflächen hinausragt, so daß zwei Hebelabschnitte gebildet werden, die zusammengedrückt werden können, damit wenigstens eine der Flächen des hergestellten Faserkanals bewegt werden kann, um den Kanal zu verengen, und damit sich jede Faserauflagefläche gleichmäßig um Endabschnitte der eingesetzten optischen Fasern herum verformt, so daß die Faserendabschnitte eingeklemmt werden;
ein Körperelement von im allgemeinen guaderförmiger Konfiguration mit einer Unterseite, einer Oberseite, gegenüberliegenden Seitenflächen und Stirnflächen, und des weiteren mit einem langgestreckten offenen Hohlraum, der in der Oberseite ausgebildet ist, um das Spleißelement in seinem längsgefalteten Zustand aufzunehmen, wobei die Hebelabschnitte zur Oberseite gerichtet sind, und mit zueinander ausgerichteten Öffnungen in den Stirnflächen, die mit dem langgestreckten Hohlraum in Verbindung stehen, um die zu verspleißenden optischen Fasern in den Faserkanal des so erhaltenen Spleißelements zu führen; und
eine Abdeckung zum Verschließen des offenen Hohlraums des Körperelements, während gleichzeitig die in das darin befindliche Spleißelement eingesetzten Fasern festgeklemmt werden, wobei die verschiebliche Abdeckung einen länglichen Deckel umfaßt, der mit einem Paar nach unten ragender und auseinander divergierender länglicher Nockenstangen versehen ist, und wobei die Abdeckung zunächst auf dem Körperelement festgehalten werden kann, bevor dieses verschlossen wird, wobei sich das Paar Nockenstangen in dem langgestreckten Hohlraum befindet, um zwischen sich die beiden Hebelabschnitte des Spleißelements auf zunehmen, und wobei die Abdeckung dann in die Schließ- und Klemmposition bewegt wird, wo sich das Paar Nockenstangen in Richtung zur Unterseite des Hohlraums bewegt, um die Hebelabschnitte des Spleißelements miteinander in Eingriff zu bringen, um die Faserauflageflächen gegen die in dem Kanal angeordneten Endabschnitte der optischen Faser zu drücken, so daß die Endabschnitte axial und stumpf zueinander ausgerichtet und festgeklemmt werden.
Ein Verbinder zur Herstellung stumpfer Spleißverbindungen zwischen zwei optischen Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit in sich abgeschlossen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Spleißelement eine Rippe mit einer ersten Auflagefläche für eine Faser und ein Paar Hebel mit Faserauflageflächen, wobei die Hebel in bezug auf die Rippe geschwenkt werden, um die Auflageflächen gegen die dazwischen angeordneten Enden der optischen Fasern zu drücken und ihre Achsen auszurichten.
In einer Ausführungsform umfaßt das Spleißelement insbesondere eine gefaltete Folie, die auf einer Seite mit zwei parallelen Furchen ausgebildet ist, die konvergierende Wände besitzen, die zwischen sich eine Rippe mit einer Faserauflagefläche begrenzen. Die anderen Wände der Furchen sind an ihrem Basisabschnitt von den konvergierenden Wänden durch Stegbereiche getrennt, an denen die Folie gefaltet ist. Die anderen Wände erstrecken sich von den Stegbereichen, an denen die Folie gefaltet ist, zu der einen Seite der Folie, in der die Nuten ausgebildet sind, und bilden zwei zusätzliche Faserauflageflächen, die zusammen mit der Faserauflagefläche der Rippe einen Kanal zur Aufnahme einer optischen Faser bilden, wenn die Folie gefaltet wird. Die Folie besitzt Kantenabschnitte, die auseinander divergieren und sich an dem Kanal vorbei erstrecken, um das Hebelpaar zu bilden, mit dem die Faserauflageflächen zusammengedrückt werden Diese Hebel werden zusammengedrückt, um die Größe des Kanals zu verringern und die Faserauflageflächen gegen die am Umfang voneinander beabstandeten Bereiche der optischen Fasern zu bewegen, um ihre Achsen auszurichten. Die Hebel werden zusammengedrückt und in einer die Faser einklemmenden Position gehalten, in dem die Kappe auf die Basis aufgesetzt wird.
Das Spleißelement besteht vorzugsweise aus einem Material mit einer elastischen Streckfestigkeit, die ausreicht, um die Faserauflageflächen gegen eine Faser zu drücken, und mit einer Duktilität, die ausreicht, um die Fasern in die Auflageflächen einzubetten. Ein bevorzugtes Material ist Aluminium, das bei Spannungswerten über 41 bis 55 MPa (Megapascal) (6 bis 8 ksi) duktil, bei niedrigeren Spannungswerten jedoch elastisch ist, so daß die Elastizität ausreicht, um ständig eine Druckkraf t auf die optischen Fasern auszuüben, sobald die Hebel zusammengedrückt sind.
Die Basis des Spleißverbinders stellt ein Mittel zur Auflage des verformbaren metallischen Spleißelements dar und besitzt Öffnungen, durch die die Enden der zu verbindenden optischen Fasern in das Element eingeführt werden können. Eine Abdeckeinrichtung ist vorgesehen, um die Kantenabschnitte des Spleißelements zusammenzudrücken, damit dieses federelastisch gegen die optischen Fasern gehalten wird. Das Zusammendrücken der Hebel erfolgt durch parallele, in Querrichtung voneinander beabstandete Nockenstangen an den Seiten der Abdeckung, die die Hebel des Spleißelements zwischen sich aufnehmen und die Faserauflageflächen gegen die optischen Fasern, oder allgemeiner ausgedrückt gegen den Mantel der optischen Fasern mit einer solchen Kraft bewegen, daß die drei Flächen von der Faser verformt werden. Sollten sich die zwei Fasern in ihrem Außendurchmesser unterscheiden, kann die Verformung der Flächen aufgrund der zwei Größen der Fasern unterschiedlich sein, aber die Flächen werden von beiden Fasern so verformt, daß die Achsen der zwei Fasern ausgerichtet werden.
Der Verbinder läßt sich vorzugsweise wieder öffnen und ist mit einer Einrichtung zum Halten des Elements in der Basis versehen, die von der Kappe getrennt ist, so daß die Kappe wieder in ihre ursprüngliche offene Position gehoben werden kann, ohne das Element von der Basis abzuheben.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Folie, die eine Ausführungsform eines Spleißelements bildet, das in einer Ausführungsform eines Spleißverbinders gemäß der Erfindung verwendet wird;
Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht der Folie von Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Spleißelements, nachdem die Folie gefaltet wurde;
Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht des Spleißelements, das nun eine optische Faser aufnehmen kann;
Fig. 5 eine vergrößerte fragmentarische Querschnittsansicht der Folie von Fig. l;
Fig. 6 eine stirnseitige Ansicht eines Spleißelements, wo sich eine optische Faser in dem geschlossenen Element befindet;
Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Spleißverbinders der vorliegenden Erfindung mit dem Spleißelement von Fig. 1 bis 5;
Fig. 8 eine Draufsicht auf den Verbinder von Fig. 7;
Fig. 9 eine Auf rißansicht des Spleißverbinders von Fig. 8, teilweise im Schnitt, um die inneren Abschnitte zu zeigen;
Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie 10-10 von Fig. 9;
Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie 11-11 von Fig. 9;
Fig. 12 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Spleißverbinders der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 eine Draufsicht auf den Verbinder von Fig. 12;
Fig. 14 eine Aufrißansicht des Verbinders von Fig. 13, teilweise im Schnitt, um die inneren Abschnitte zu zeigen;
Fig. 15 eine stirnseitige Ansicht des Verbinders von Fig. 14;
Fig. 16 eine vertikale Schnittansicht eines Spleißverbinders für eine Vielzahl von Fasern mit dem verformbaren Spleißelement von Fig. 1 bis 5;
Fig. 17 eine Querschnittsansicht des Verbinders von Fig. 16 entlang der Linie 17-17; und
Fig. 18 eine vertikale Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Spleißverbinders für eine Vielzahl von Fasern eines Isolierrohres oder Kabels.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, in der Fig. 1 bis 6 ein neues duktiles verformbares Spleißelement veranschaulichen, das allgemein mit 11 bezeichnet ist und in einem Verbinder für optische Fasern in verschiedenen Ausführungsformen gemäß der hier beschriebenen Erfindung verwendet werden kann. Das Spleißelement besteht aus einer Folie 12 aus einem verformbaren elastischen Material. Die Folie 12 besitzt ein Paar paralleler Furchen 14 und 15, die im allgemeinen in der Mitte der Folie ausgebildet sind und zwischen sich eine Rippe 16 begrenzen, die eine Auflagefläche 18 für die optischen Fasern besitzt. Die Folie 12 besitzt Hebel 20 und 21 auf beiden Seiten der Furchen 14 und 15, die dazu dienen, die Faserauflageflächen auf der Folie zueinander zu ziehen, um die Achsen der in einem durch die Auflagefläche 18 und zwei zusätzliche Flächen begrenzten Kanal positionierten Fasern auszurichten, indem es zu einem verformenden, druckbedingten Kontakt mit diesen kommt.
Anhand von Fig. 5 ist nun in einem vergrößerten Maßstab die Form der Furchen 14 und 15 dargestellt. Die Folie wird gestanzt, geprägt oder geformt, um vorzugsweise neun Flächen bereitzustellen, die in der Seite bzw. Oberfläche 31 der Folie 12 ausgebildet sind. Die Oberfläche 23 ist in einem Winkel von 55º zu einer vertikalen Linie bzw. zu einer zu der Seite der Folie senkrechten Linie angeordnet, um eine Auflagefläche für die optische Faser zu bilden, während die Oberfläche 24 in einem Winkel von 42,5º zur Vertikalen angeordnet ist und zusammen mit der Oberfläche 23 eine Wand der Furche 15 bildet. Die Basis der Furche 15 wird durch einen Stegbereich 25 gebildet, an dem entlang die Folie 12 gefaltet wird, um die Knicklinie zu bilden, an der der Seitenabschnitt 20 die Oberfläche 24 auf eine Oberfläche 26 zubewegt, die eine Wand der Furche 15 und eine Seite der Rippe 16 bildet. Bei der Rippe 16 bildet die Oberfläche 18 eine Auflagefläche, und die andere die Rippe begrenzende Wand bzw. Oberfläche ist die Oberfläche 27. Die Basis der Furche 14 besitzt einen Stegbereich 28, der mit der Wand 27 und einem der Oberfläche 24 entsprechenden ersten Teil bzw. einer ersten Oberfläche 29 verbunden ist, sowie eine der Oberfläche 23 entsprechende Oberfläche 30, die die andere Wand der Furche 14 bildet. Die Oberflächen 26 und 27 sind in einem Winkel von 42,5º zu der vertikalen Linie angeordnet. Die Oberfläche 18 ist gegenüber der Hauptfläche 31 der Folie 12 soweit zurückgesetzt, daß dann, wenn die Folie 12 an den Stegbereichen 25 und 28 so gefaltet wird, daß die Hebel 20 und 21 15 bis 20º auseinanderliegen, die Oberflächen 23, 18 und 30 so angeordnet sind, daß sie einen Kanal bilden, der die Faser gewünschter Größe ohne weiteres aufnimmt und mit der Oberfläche einer in den Kanal an ungefähr 120º auseinanderliegenden Stellen eingeführten zylindrischen Faser in Eingriff kommt. Dies ist allgemein in Fig. 6 dargestellt. Die Oberflächen 18, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 und 30 können auch etwas in Querrichtung um eine Achse gebogen sein, anstatt eben zu sein, sind aber in Längsrichtung gerade. Die einzige Einschränkung bei der Oberflächengeometrie ist die, daß die drei Kontaktflächen 23, 18 und 30 einen Kanal bilden, wo die Kontaktlinien ungefähr im Abstand von 120º am Umfang der Faser angeordnet sind, um mit den Fasern im wesentlichen gleichmäßig auf der Länge der Faserenden in dem Element in Eingriff zu kommen.
Die Folie 12 ist mit abgeschrägten, abgeflachten oder konisch erweiterten Flächen 33 und 34 an den gegenüberliegenden Enden der Rippe 16 und den Wänden der Furchen 14 und 15 ausgebildet. Diese abgeflachten Bereiche 33 und 34 bilden trichterartige Eintrittsbereiche in den durch die Oberflächen 23, 18 und 30 des Spleißelements gebildeten Kanal. Die Folie 12 besteht vorzugsweise aus einem Metall, ist also beispielsweise eine Aluminiumfolie aus einer 0,5 mm (0,020 Zoll) dicken Legierung 3003 mit dem Härtegrad 0. Die Härte des Materials kann zwischen 23 und 32 auf der Brinnell- Skala (BHN) liegen, und die Streckfestigkeit kann zwischen 35 und 115 MPa (Megapascal) (5 bis 17 ksi) betragen. Eine andere Legierung ist die Legierung 1100 mit dem Härtegrad 0, H14 oder H15 und einer Streckfestigkeit und Härte in den oben angegebenen Bereichen. Beide Legierungen ergeben ein Material, das weicher ist als das Glas der optischen Faser und des Mantels, aber bei den auf die optischen Fasern einwirkenden Klemmdrücken dennoch duktil. Diese Verformung reicht aus, damit sich die Oberflächen 23, 18 und 30 an die von ihnen berührten optischen Fasern anpassen, und wenn eine Faser größer ist als eine andere, werden sich die Oberflächen soweit verformen, daß beide Faserenden festgeklemmt werden, und werden sogar von der kleinsten der beiden Fasern verformt. Das Spleißelement 11 zentriert also die Kernabschnitte der optischen Fasern in einer ausgerichteten Position, so daß 90% oder mehr von den Kernpositionen ausgerichtet sind. Das Material der Folie 12 ist auch elastisch, so daß die Elastizitätsgrenze des Materials in den Scharnierbereichen und Hebeln nicht überschritten wird, wenn die Folie gefaltet wird, um eine darin befindliche Faser zu berühren. Das Material besitzt eine solche Elastizität, daß die Hebel 20 und 21 auch nach Herstellung der Spleißverbindung eine Druckkraft auf die optische Faser ausüben, damit die Fasern nicht herausgezogen werden können oder sich die Mittelpunkte der Fasern nicht aus ihrer zueinander ausgerichteten Position verschieben können. Dieser anhaltende Federdruck verhindert auch Änderungen in der Funktionsfähigkeit der Spleißverbindung bei sich ändernden Temperaturen. Diese Kraftreserven des Federdruckes sind immer vorhanden, wenn die Spleißverbindung hergestellt ist.
Die Fasern werden so in dem Element gehalten, daß die Kraft zum Herausziehen größer ist als die Zugfestigkeit der Glasfaser.
In einem bevorzugten Beispiel besitzt die Oberfläche 18 eine Breite von 0,152 mm (0,0060 Zoll) und ist gegenüber der Oberfläche 31 0,109 mm (0,00433 Zoll) zurückgesetzt. Der Abstand von der durch die Rippe 16 verlaufenden Mittellinie zur Basis der Oberflächen 26 und 27 beträgt 0,317 mm (0,0125 Zoll), und die Breite der Oberflächen 25 oder 28 beträgt 0,0838 mm (0,0033 Zoll). Der Abstand von der durch die Rippe 16 verlaufenden Mittellinie zum Übergang zwischen den Oberflächen 23 und 24 beträgt 0,582 mm (0,0229 Zoll), und der Abstand von der Mittellinie zum Übergang zwischen den Oberflächen 23 und 31 beträgt 0,833 mm (0,0328 Zoll). Die Folie 12 ist an den Hauptkanten normalerweise 17,78 mm (0,7 Zoll) lang und 7,62 mm (0,3 Zoll) breit.
In Tests wurden zwanzig Probenelemente mit der Geometrie und den Abmessungen gemäß obiger Beschreibung hergestellt. Es wurden zehn Elemente aus Aluminium 1100 mit dem Härtegrad 0 und zehn Proben aus Aluminium 1100 mit dem Härtegrad H15 hergestellt. Bei der Herstellung der Spleißverbindung wurde bei allen Probenelementen dieselbe Einmodenfaser verwendet. Der durchschnittliche Einsetzverlust bei den Proben mit dem Härtegrad H15 betrug ungefähr 0,10 db und bei den Proben mit dem Härtegrad 0 ungefähr 0,15 db. Bei Temperaturwechseltests, wo die Elemente eine Stunde bei einer Temperatur von 78ºC, eine Stunde bei Zimmertemperatur und eine Stunde bei -40ºC, eine Stunde wieder bei Zimmertemperatur usw. gelagert wurden, ergab sich eine Schwankung von weniger als 0,1 db Verlust über einen Zeitraum von zwei Wochen, wobei zur Messung des Einsetzverlustes bekannte Geräte verwendet wurden.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform eines Verbinders für optische Fasern, der gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, wobei der Verbinder allgemein mit 40 bezeichnet ist und ein Körperelement 41, das Spleißelement 11 und eine Abdeckung 60 umfaßt. Das Element 41 und die Abdeckung 60 bestehen aus einem harten, hochtemperaturbeständigen Kunststoff. Das Element 41 ist im allgemeinen ein kastenartiges Element mit einer Ausnehmung in einer Wand, die einen das Spleißelement aufnehmenden Hohlraum bildet, und mit abgeschrägten Faseraufnahmeöffnungen in jedem Ende, die mit der Ausnehmung in Verbindung stehen, um die Fasern in das Element 11 einzuführen. Das in Fig. 7, 8, 9, 10 und 11 dargestellte Körperelement umfaßt eine Bodenwand 44, in Querrichtung voneinander beabstandete Seitenwände 45 und 46, stirnwände 47 und 48, die mit den Öffnungen 49 und 50 zur Aufnahme der optischen Faser ausgebildet sind, und eine obere Wand 51, die mit einer mittigen Ausnehmung 52 zur Aufnahme des langgestreckten Elements und zwei stirnseitigen Ausnehmungen 53 und 54 versehen ist. Die Ausnehmungen 53 und 54 sind von der Ausnehmung 52 durch Wandelemente 55 bzw. 56 getrennt und nicht so tief in den Block eingeschnitten wie die mittige Ausnehmung 52. Die einander gegenüberliegenden Innenseiten der Wände der Ausnehmungen 53 und 54 sind mit einer oder mehreren Schultern 57 ausgebildet, die Rasten bilden, die mit einer Arretiervorrichtung an der Kappe 60 zusammenwirken, um diese festzuhalten.
Die Abdeckung 60 stellt eine Einrichtung dar, die mit den Hebeln 20, 21 des Spleißelements 11 in Eingriff kommt und diese gleichmäßig zusammendrückt, um die Enden der optischen Fasern in dem Element in einer ausgerichteten, lichtübertragenden Position zueinander festzustellen. Die Abdekkung 60 umfaßt einen oberen druckaufnehmenden Deckel 61, der auf einer Seite ein Paar paralleler, seitlich voneinander beabstandeter länglicher Nockenstangen 62 und 63 und ein Paar Arretiervorrichtungen 64, 65 umfaßt, die mit den Schultern 57 in den Ausnehmungen 53 und 54 zusammenwirken, um die Abdeckung 60 zunächst in einer die Abdeckung festhaltenden Position und dann in einer die Abdeckung verriegelnden Position festzustellen, wobei das Spleißelement 11 über den Fasern geschlossen wird. Die dargestellte Arretiervorrichtung umfaßt ein Paar seitlich voneinander beabstandeter Wände 64 und 65, die von der der druckaufnehmenden Seite des Deckels 61 entgegengesetzten Seite und im Bereich jedes Endes des Deckels 61 nach unten ragen. Die Wände 64 und 65 sind so positioniert, daß es zu einem Preßsitz mit den Ausnehmungen 53 und 54 kommt, und daß die Rastnasen 66 auf ihren nach außen weisenden Seiten mit den Schultern 57 zusammenwirken, so daß die Abdeckung 60 dann, wenn sie auf die Basis 40 aufgesetzt ist, gegen eine Verschiebung gesichert ist, und wenn sie in das Körperelement gedrückt wird, um die Stangen 62 und 63 tief in die Ausnehmung 52 zu schieben, die Rastnasen 66 die Abdeckung in der verspleißenden Position verriegeln.
Das Spleißelement 11 besitzt normalerweise ein Gel im Bereich des faseraufnehmenden Kanals, das den Brechungsindex an den von Glas anpaßt, um die Kontinuität der Lichtleitung durch die Spleißverbindung zu verbessern.
Wenn der Verbinder in der in Fig. 8 bis 11 gezeigten Weise zusammengebaut ist, ist das Element 11 in der Ausnehmung 52 angeordnet und wird durch die Abdeckung 60, die auf dem Körperelement in einer aufgesetzten Position gehalten wird, in einer faseraufnehmenden Position gehalten. Die abgeschrägten Öffnungen 49 und 50 ragen von den Stirnwänden 47 und 49 nach innen unter die Bodenwände der Ausnehmungen 53 und 54 in eine ausgerichtete Position mit dem Faserkanal des Elements 11. Wenn die freien Enden der beiden zu verspleißenden Fasern in dem Verbinder positioniert sind, eines in jeder Öffnung 49, 50, um sich ungefähr in der Mitte des Kanals in dem Element zu treffen, wird eine Schließkraft auf den Deckel 61 der Abdeckung und auf die Bodenwand 44 des Körperelements ausgeübt, um die Nockenstangen 62 und 63 über die Hebel 20 und 21 des Spleißelements 11 zu bewegen, so daß die Faserauflageflächen 23, 18 und 30 auf die Faserenden gedrückt werden, um die Fasern zu zentrieren und die Spleißverbindung zwischen sich herzustellen.
In Fig. 12, 13, 14 und 15 ist eine weitere Ausführungsform des Verbinders für optische Fasern gemäß vorliegender Erfindung offenbart. Dieser allgemein mit 70 bezeichnete Verbinder kann eine Spleißverbindung zwischen zwei optischen Fasern herstellen, stellt aber einen Verbinder dar, der auch wieder geöffnet werden kann, damit die Faserenden herausgenommen werden können, wenn es aus irgendeinem Grund erwünscht ist, die Spleißverbindung zu öffnen.
Der Verbinder 70 umfaßt ein Körperelement 71, das Spleißelement 11, zwei Endeinsätze 72 und 73 und eine Abdeckung 75. Das Element 71 besteht aus einem harten polymeren Material und ist im allgemeinen ein kastenartiges Element mit einer Ausnehmung in einer Wand, die einen Hohlraum zur Aufnahme des Elements bildet, und in jedem Ende mit einer Öffnung zur Aufnahme des Einsatzes, die mit der Ausnehmung in Verbindung steht, um darin zwei Einsätze zu positionieren, die zusammen mit der Basis zwei faseraufnehmende Kanäle bilden, um die optischen Fasern in das Element 11 einzuführen. Das in Fig. 12, 13, 14 und 15 dargestellte Körperelement umfaßt eine Bodenwand 76, seitlich voneinander beabstandete Seitenwände 77 und 78, Stirnwände 79 und 80, die mit den Öffnungen 81 und 82 zur Aufnahme des Einsatzes ausgebildet sind, und eine obere Wand 83, die mit einer mittigen Ausnehmung 84 zur Aufnahme des langgestreckten Elements versehen ist. Die Seitenwände 77 und 78 sind mit Ausnehmungen versehen, um die Seiten der Abdeckung 75 aufzunehmen. Die den Einsatz aufnehmenden Öffnungen 81 und 82 stehen mit der Ausnehmung 84 in Verbindung, damit die Endeinsätze 72 und 73 bis in eine Arretierungsposition mit dem Spleißelement 11 in der nachfolgend erläuterten Weise eingesetzt werden können. Die einander gegenüberliegenden Innenseiten der Wände 77 und 78, die die Enden der Ausnehmung 84 bilden, sind mit einer oder mehreren Schultern 85 ausgebildet, die Rasten bilden, die mit Rastnasen auf der Kappe 75 zusammenwirken, um diese festzuhalten.
Die Abdeckung 75 stellt eine Einrichtung dar, die mit den Hebeln 20 und 21 des Spleißelements 11 in Eingriff kommt und diese gleichmäßig zusammendrückt, um die Enden der optischen Fasern in dem Element in einer zueinander ausgerichteten Position zu fixieren. Die Abdeckung 75 umfaßt einen oberen druckaufnehmenden Deckel 91, der auf einer Seite ein Paar seitlich voneinander beabstandeter Nockenstangen 92 und 93 mit einander gegenüberliegenden divergierenden Innenseiten und verlängerten Enden besitzt. Die verlängerten Enden des Paares von Stangen 92 und 93 sind mit Arretiervorrichtungen ausgebildet, die mit den Schultern 85 in der Ausnehmung 84 zusammenwirken, um die Abdeckung 75 zunächst in einer die Abdeckung haltenden bzw. aufgesetzten Position und zweitens in einer arretierten Position zu positionieren, wo das Spleißelement 11 über den Fasern geschlossen wird. Die dargestellten Arretiervorrichtungen umfassen hervorstehende Rastnasen 95, die so positioniert sind, daß es zu einem Preßsitz mit den Innenseiten der Wände 77 und 78 und insbesondere mit den Schultern 85 kommt, so daß die Abdeckung 90 dann, wenn sie auf die Basis 71 aufgesetzt ist, gegen eine Verschiebung gehalten ist, und wenn sie in die Basis gedrückt wird, um die Stangen 92 und 93 in die Ausnehmung 84 zwischen die Seitenwände 77 und 78 zu schieben, die Rastnasen die Abdeckung in der verspleißenden Position fixieren. Die Abdeckung 75 ist auch mit hervorstehenden Seiten an den Stangen 92 und 93 versehen, die in mit Ausnehmungen versehenen Bereichen entlang der Oberseiten der Seitenwände 77 und 78 aufgenommen werden.
Die in Fig. 12, 13 und 14 dargestellten Endeinsätze 72 und 73 sind so ausgebildet, daß sie in die Öffnungen 81 und 82 des Körperelements eingesetzt werden können. Die Einsätze sind auf ihrer Unterseite mit halbkreisförmigen Nuten 96 ausgebildet, die mit halbkreisförmig gefurchten Oberflächen 97 im unteren Teil der Öffnungen 81 und 82 zusammenwirken, um faseraufnehmende Kanäle zu bilden. Die so gebildeten Kanäle sind mit dem Kanal in dem Spleißelement 11 ausgerichtet und wirken mit diesem zusammen, um die optischen Fasern in das Element einzuführen. Die Endeinsätze 72 und 73 besitzen außerdem Zungen 98, die in den das Element aufnehmenden Hohlraum 84 bis in eine Position ragen, wo das Element 11 in dem Hohlraum gehalten werden kann. Die Kerben 100 in den Ecken der das Element 11 bildenden Folie 12, siehe Fig. 1, bilden eine Ausnehmung zur Aufnahme der Zungen 98 der Endeinsätze, so daß es zu dem Preßsitz zwischen den Teilen kommt, mit dem das Element 11 in dem Körperelement gehalten wird. Die Zungen 98 werden innerhalb und unter den Enden der Abdeckung 75 und der zugehörigen Arretiervorrichtung gehalten, stören sich aber nicht mit den Stangen 92 und 93, die sich über die Hebel 20 und 21 bewegen, um das Element über den Fasern zu schließen.
Auf den Endeinsätzen 72 und 73 sind außerdem Rastnasen 101 und 102 ausgebildet, um die Einsätze 72 und 73 in der Basis zu halten. Die Rastnasen 101 und 102 sind zwischen dem Körper des Einsatzes und den Zungen 98 positioniert. Die Rastnasen 101 und 102 greifen in die Schultern 104 ein, die an der Stelle auf der oberen Wand 83 ausgebildet sind, wo die Öffnungen 81 und 82 den Hohlraum 84 schneiden. Wenn die Einsätze 72 und 73 eingesetzt sind, werden sie von den Rastnasen 101 und 102 und den Schultern 104 gegen eine Verschiebung gesichert. Die Endeinsätze 72 und 73 sichern das Spleißelement 11 also gegen ein Verschieben durch die Stangen 92 und 93, wenn später gewünscht wird, die Abdeckung 75 von der Basis abzuheben, selbst dann, wenn bereits eine Spleißverbindung hergestellt ist. Die Abdeckung 75 kann in ihre ursprüngliche aufgesetzte Position zurückgehoben werden, indem sie aus den Rastnasen herausgedrückt wird, so daß es zu einem verriegelnden Eingriff mit der Basis kommt. Die Kerben 105 und 106 sind in den mit Ausnehmungen versehenen Bereichen der Seitenwände 77 bzw. 78 ausgebildet, um Zwischenräume zwischen den hervorstehenden Seiten der Stangen 92 und 93 auf der Kappe und dem Körperelement herzustellen, damit die Backen eines Entahmewerkzeugs eingeführt werden können, mit dem die Kappe wieder in ihre ursprüngliche aufgesetzte Position gehoben wird, bevor von der Basis aus verspleißt wird.
Wenn der Spleißverbinder 70 gemäß der Darstellung in Fig. 12 bis 15 zusammengebaut wird, wird das Element 11 in der Ausnehmung 64 angeordnet und durch die auf der Basis 71 in einer aufgesetzten Position gehaltene Kappe 75 und die Endeinsätze 72 und 73 in einer faseraufnehmenden Position gehalten. Wenn die freien Enden der zwei zu verspleißenden Fasern in die zwischen den Endeinsätzen und dem Körperelement ausgebildeten Kanäle eingeführt und in dem Verbinderelement 11 ungefähr in der Mitte des Kanals in dem Element positioniert werden, wird eine Schließkraft auf die Abdekkung 75 und die Bodenwand 76 des Körperelements ausgeübt, um die Nockenstangen 92 und 93 über die Hebel 20 und 21 des Spleißelements 11 zu schieben, um die Faserauflageflächen 23, 18 und 30 über den Faserenden zu schließen, so daß dazwischen die Spleißverbindung hergestellt wird.
Die somit beschriebenen Spleißverbinder stellen Verbinder dar, die problemlos vor Ort zu verwenden sind, um stumpfe Spleißverbindungen zwischen optischen Fasern herzustellen, indem soviel Kraft auf die Kappe ausgeübt wird, daß diese über der Basis geschlossen wird. Die Teile sind so ausgebildet, daß sie zusammenpassen, so daß die Schließkraft im allgemeinen gleichmäßig entlang der Hebel des Spleißelements aufgebracht wird, um die Enden der optischen Fasern miteinander zu verbinden und die Fasern in die Flächen 23, 18 und 30 einzudrücken, damit die Fasern in ihrer entsprechend ausgerichteten Position zentriert und gehalten werden.
Anhand von Fig. 16 und 17 ist nun eine Kabelspleißverbinder zur Herstellung stumpf er Spleißverbindungen zwischen einer Vielzahl optischer Fasern dargestellt. Der allgemein mit 110 bezeichnete Verbinder umfaßt einen geformten Körper 111, der durch Befestigungselemente 112, die sich durch Bohrungen in dem geformten Körper erstrecken, lösbar an einer Schale oder einem Rahmen befestigt werden kann. Das Körperelement 111 ist rechteckig und umfaßt eine Vielzahl voneinander beabstandeter, parallel angeordneter Module oder länglicher Aufnahmen 114, die durch Stege 115 verbunden sind. Die Aufnahmen 114 umfassen jeweils Seitenwände 116 und 117 sowie Stirnwände 118 und 119, die durch eine Bodenwand 120 verbunden sind. Die Seitenwände 116 und 117 sind im allgemeinen parallel, und die Stirnwände sind im allgemeinen in einer Ebene mit den Stirnwänden der anderen Aufnahmen positioniert. Die Wände der Aufnahmen 114 sind so ausgebildet, daß eine langgestreckte Ausnehmung 121 zur Aufnahme des Spleißelements entsteht. Der Boden der Ausnehmung 121 ist so geformt, daß er das gefaltete Ende eines Elements 11 aufnehmen kann. Eine Ausnehmung 122 ist im Bereich jedes Endes des Vorsprungs 114 ausgebildet und von der Ausnehmung 121 durch eine guerverlaufende Trennwand 124 getrennt. Die Stirnwände 118 und 119 sind jeweils mit einer Öffnung 125 zur Aufnahme einer optischen Faser versehen, die mit der Ausnehmung 121 in Verbindung steht. Die Öffnungen 125 sind vorzugsweise an der Stirnwand abgeschrägt, damit eine Faser leichter in die Öffnung 125 eingefädelt werden kann. Die Öffnungen 125 erstrecken sich unter die Ausnehmungen 122, wie in Fig. 17 gezeigt. Die Ausnehmungen 122 wirken zusammen, um eine Arretiervorrichtung zu bilden, mit der eine Abdeckung 126 auf jeder der Aufnahmen 114 gehalten wird.
Die Abdeckung 126 umfaßt eine obere Wand 128, die so breit ist wie die Aufnahme 114 und zwischen die Stirnwände 118 und 119 paßt, die über die Seitenwände 116 und 117 hinausragen. Die obere Wand 128 umfaßt ein Paar voneinander beabstandete parallele Nockenstangen 129, die von der Innenseite der oberen Wand nach unten ragen, um in die Seitenwände 116 und 117 zu passen. Die Stangen 129 sind soweit voneinander beabstandet, daß sie die Hebel 20 und 21 des Spleißelements 11 zwischen sich aufnehmen und diese soweit zusammendrücken, daß ein Paar Faserenden in dem Element festgeklemmt wird, wie oben beschrieben. Arretiervorrichtungen sind vorgesehen, um die Abdeckung 126 auf der Aufnahme in einer ersten aufgesetzten Position zu sichern, damit die Abdeckung auf der Aufnahme 114 festgehalten wird, und in einer zweiten geschlossenen Position, in der die Spleißverbindung fertiggestellt wird. Die dargestellten Arretiervorrichtungen umfassen ein Paar voneinander beabstandeter Vorsprünge 130 und 131, die an jedem Ende der oberen Wand 128 angeordnet sind und in die Ausnehmungen 122 passen. Die Vorsprünge 130 und 131 umfassen jeweils zwei voneinander beabstandete Platten, die jeweils mit Preßsitz in die Seitenwände 116 und 117 eingepaßt sind. Die Wände und Platten sind mit einander gegenüberliegenden Rastnasen, Ausnehmungen, Schultern oder dergleichen ausgebildet, um die Abdeckung 126 dauerhaft oder lösbar auf mechanischem Wege auf der Aufnahme festzuhalten. Jede Aufnahme 114 besitzt eine getrennte Abdeckung 126, wie hier beschrieben, um die stumpfen Spleißverbindungen zwischen den optischen Fasern individuell herzustellen.
Eine Stützrippe 132 ist auf einer Seite des geformten Körpers 111 vorgesehen. Die Rippe 132 verstärkt das Gehäuse und erstreckt sich um die Öffnungen herum durch den Körper, so daß die Befestigungselemente 112 einen Verstärkungsvorsprung bilden. Die Rippe kann sich entlang jeder Kante des Körpers 111 erstrecken und mit den Vorsprüngen an jeder der vier Öffnungen für die Befestigungselemente 112 verbunden sein. Die Öffnungen sind in Befestigungsflanschen 132 ausgebildet, die sich über die an den Enden befindlichen Aufnahmen 114 der Vielzahl von Aufnahmen hinaus erstrecken.
Die tatsächliche Anzahl von Aufnahmen 114 auf einem geformten Körper 111 richtet sich nach dem Verwendungszweck des Verbinders.
Der in Fig. 18 dargestellte Verbinder 135 entspricht im allgemeinen dem Verbinder von Fig. 16 und 17, wobei der grundlegende Unterschied die allgemein mit 136 bezeichneten Aufnahmen sind, die in einer radialen Anordnung auf einer Auflage 138 positioniert sind. Die Aufnahmen 136 erstrecken sich parallel zu einer gemeinsamen Achse, und die Längsachsen der Aufnahmen verlaufen parallel. Die Auflage 138 ist so geformt, daß sie eine Nabe 137 bildet, um die herum eine Vielzahl von Aufnahmen 136 angeordnet sind. Die Wände der Aufnahmen sind einstückig mit der Nabe ausgebildet. Ein Spleißelement 11 ist in einer Ausnehmung in der Aufnahme 136 angeordnet, und eine Abdeckung 140 ist über jeder Ausnehmung positioniert, um das Spleißelement auf den Enden der in die Öffnungen an den Enden der Aufnahmen eingefädelten optischen Fasern festzuklemmen. Die Abdeckungen 140 sind ähnlich wie die Abdeckungen 126 und umfassen Nockenstangen zum Schließen des Spleißelements auf den Fasern und die Arretiervorrichtungen zum Befestigen der Abdeckung an der Aufnahme.
Der Verbinder 135 kann diametral oder längs zweier Radien oder längs einer Sehne geteilt werden, um die Anzahl der Module oder Aufnahmen 136 auf dem Verbinder zu reduzieren. Die verbleibenden Module sind somit in einer bogenförmigen Anordnung von zwei, drei, etc., Aufnahmen angeordnet.
Die Nabe 137 ist mit einem ausgesparten Bereich 142 ausgebildet, um das Material der Nabe zu reduzieren. Diese Aussparung kann den Verbinder 135 auch auf einer Stange lagern oder mit einem durch eine axial verlaufende mittige Bohrung verlaufenden Befestigungselement versehen sein, so daß das Hauptteil der Isolierrohre oder Kabel verspleißt wird.
Die Aufnahmen 114 und 136 können so konstruiert sein, daß sie Einsätze aufweisen, die in Öffnungen in den Stirnwänden der Aufnahmen passen, um die Öffnungen auszubilden, durch die die Fasern in das verformbare metallische Spleißelement eingeführt werden, und um das Spleißelement 11 festzuhalten. Eine solche alternative Bauweise für die Aufnahmen 114 und 136 ist in Fig. 12, 13, 14 und 15 dargestellt.
Bei dem Verbinder der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Verbinder zur Verwendung beim Verbinden der optischen Fasern eines Isolierrohres oder Kabels, mit dem sich die Spleißverbindung leicht herstellen läßt. Die geformten Körper, Auflagen, Körperelemente, Abdeckungen und Endeinsätze der Spleißverbinder sind vorzugsweise aus einer glasfaserverstärkten polymeren Zusammensetzung hergestellt, die unter der Bezeichnung Vectra A130 vom Werksbereich Technische Kunststoffe der Hoechst Celanese Corporation, Chathan, New Jersey, USA, zu beziehen ist. Dieses Material besitzt eine hohe Wärmestandfestigkeit, und bei den von den Hebeln 20 und 21 ausgeübten Drücken kommt es nicht zum Kaltfließen.

Claims

1. Spleißverbinder zur Herstellung stumpfer Spleißverbindungen zwischen zwei optischen Fasern, umfassend:

ein Spleißelement (11), das aus einer in Längsrichtung faltbaren Folie aus einem verformbaren Material besteht, wobei die Folie drei längliche, im allgemeinen ebene Faserauflageflächen (18, 23, 30) umfaßt, die im längsgefalteten Zustand der Folie zusammen zwischen sich einen länglichen Kanal für die optische Faser von im allgemeinen dreieckigem Querschnitt bilden, in dem zwei zu verspleißende Faserenden stumpf aneinanderstoßend aufgenommen werden, wobei die Folie in seitlicher Richtung über die Faserauflageflächen hinausragt, so daß zwei Hebelabschnitte (20, 21) gebildet werden, die zusammengedrückt werden können, damit wenigstens eine der Flächen des hergestellten Faserkanals bewegt werden kann, um den Kanal zu verengen, und damit sich jede Faserauflagefläche gleichmäßig um Endabschnitte der eingesetzten optischen Fasern herum verformt, so daß die Faserendabschnitte eingeklemmt werden;

ein Körperelement (41; 71) von im allgemeinen quaderförmiger Konfiguration mit einer Unterseite, einer Oberseite (61; 91), gegenüberliegenden Seitenflächen und Stirnflächen, und des weiteren mit einem langgestreckten offenen Hohlraum (52; 84), der in der Oberseite ausgebildet ist, um das Spleißelement in seinem längsgefalteten Zustand aufzunehmen, wobei die Hebelabschnitte (20, 21) zur Oberseite gerichtet sind, und mit zueinander ausgerichteten Öffnungen (49, 50; 81, 82) in den Stirnflächen, die mit dem langgestreckten Hohlraum in Verbindung stehen, um die zu verspleißenden optischen Fasern in den Faserkanal des so erhaltenen Spleißelements zu führen; und

eine Abdeckung (60; 75) zum Verschließen des offenen Hohlraums des Körperelements, während gleichzeitig die in das darin befindliche Spleißelement eingesetzten Fasern festgeklemmt werden, wobei die verschiebliche Abdeckung einen länglichen Deckel (61, 91) umfaßt, der mit einem Paar nach unten ragender und auseinander divergierender länglicher Nockenstangen (62, 63; 92, 93) versehen ist, und wobei die Abdeckung zunächst auf dem Körperelement festgehalten werden kann, bevor dieses verschlossen wird, wobei sich das Paar Nockenstangen in dem langgestreckten Hohlraum befindet, um zwischen sich die beiden Hebelabschnitte des Spleißelements aufzunehmen, und wobei die Abdeckung dann in die Schließ- und Klemmposition bewegt wird, wo sich das Paar Nockenstangen in Richtung zur Unterseite des Hohlraums bewegt, um die Hebelabschnitte des Spleißelements miteinander in Eingriff zu bringen, um die Faserauflageflächen gegen die in dem Kanal angeordneten Endabschnitte der optischen Faser zu drücken, so daß die Endabschnitte axial und stumpf zueinander ausgerichtet und festgeklemmt werden.

2. Verbinder nach Anspruch 1, bei dem die Folie aus verformbarem Material einander entgegengesetzte Flächen und Längsseiten besitzt, wobei ein Paar paralleler Furchen (14, 15) in einer Fläche ausgebildet ist, um ein Paar Falzlinien zu bilden, wobei zwei der die Furchen begrenzenden Wände gleiche konvergierende Seiten (26, 27) besitzen und eine mittige Rippe (16) bilden, die eine erste der drei langgestreckten Faserauflageflächen (18) begrenzt, wobei die beiden anderen die Furchen bildenden Seitenwände (24, 29) an ihrem Basisabschnitt von den beiden Wänden durch Stegbereiche (25, 28) getrennt sind, an denen die Folie gefaltet wird, und wobei die beiden anderen Seitenwände sich von den Stegbereichen zu der einen Fläche (31) der Folie erstrecken und Flächenbereiche (23, 30) umfassen, die die beiden anderen der drei langgestreckten Faserauflageflächen im Bereich der beiden Hebelabschnitte (20, 21) begrenzen, wobei die beiden anderen Auflageflächen im Winkel zueinander angeordnet sind, so daß sich die erste langgestreckte Faserauflagefläche auf der Rippe befindet.

3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Folie aus einem Material mit ausreichender elastischer Streckfestigkeit besteht, damit die Hebelabschnitte die Faserauflageflächen gegen die Faserenden drücken können, um die Faserenden in die Faserauflageflächen (18, 23, 30) einzubetten.

4. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Material Metall ist.

5. Verbinder nach Anspruch 4, bei dem die Folie aus einer Aluminiumlegierung mit einer elastischen Streckfestigkeit im Bereich zwischen 35 und 115 MPa besteht.

6. Verbinder nach Anspruch 3, bei dem die Folie aus Aluminium besteht und eine Dicke von etwa 0,5 mm besitzt.

7. Verbinder nach Anspruch 6, bei dem die Aluminiumfolie aus der Aluminiumlegierung 3003 besteht.

8. Verbinder nach Anspruch 7, bei dem das Aluminium den Härtegrad 0 aufweist.

9. Verbinder nach Anspruch 6, bei dem das Aluminium die Legierung 1100 mit dem Härtegrad 0 ist.

10. Verbinder nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, bei dem der Verbinder des weiteren Einrichtungen (72, 73) umfaßt, die in den Öffnungen (81) in den Stirnflächen des Körperelements (71) angeordnet sind, um das Spleißelement (11) zu halten, und um abgeschrägte Löcher auszubilden, die ein Ende der optischen Faser in das Spleißelement (11) einführen.

11. Verbinder nach einem der Ansprüche 1-9, bei dem der Verbinder des weiteren Halteeinrichtungen (57, 64-66) umfaßt, die die Abdeckung (60) in einer ersten Position auf dem Körperelement (41) und in einer zweiten Position halten, in der der Hohlraum (52) verschlossen und ein Spleißvorgang beendet wird.

12. Verbinder nach einem der Ansprüche 1-9, bei dem der Verbinder eine Halteeinrichtung (57) umfaßt, die jeweils die Abdeckung in ihrer Halteposition auf dem Körperelement sowie in ihrer den Hohlraum verschließenden Schließ- und Klemmposition hält, und bei dem die Abdeckung und das Körperelement zusammenwirkende Bereiche (105, 106) aufweisen, in die ein Werkzeug eingesetzt werden kann, um die Abdekkung aus ihrer geschlossenen Position auf dem Körperelement zu heben.

13. Verbinder nach Anspruch 1, bei dem der Verbinder des weiteren eine Auflage (111, 136) umfaßt, wobei eine Vielzahl der Körperelemente (114, 136) auf der Auflage angeordnet sind, und außerdem eine Abdeckung (126, 140) und ein Spleißelement für jedes Körperelement.

14. Verbinder nach Anspruch 13, bei dem die Vielzahl von Körperelementen (114) im allgemeinen eben angeordnet sind, wobei die Seitenwände parallel verlaufen und die Stirnwände im wesentlichen in derselben Ebene angeordnet sind.

15. Verbinder nach Anspruch 13, bei dem die Vielzahl von Körperelementen (136) in einer bogenförmigen Anordnung angeordnet sind.

16. Verbinder nach Anspruch 13, bei dem die Vielzahl von Körperelementen (136) in einer radialen Anordnung angeordnet sind.