DE69002105T2 - Wiederherstellung der Aussenhülle für Lichtwellenleiterspleiss. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Gußform und ein Verfahren zum Anlegen oder Spleißen von Glasfasern mit einem Glaskern und wenigstens einer Mantelschicht aus Kunststoff. Das Verfahren zum Spleißen von Fasern ist besonders nützlich für das Zusammenfügen von Glasfaserkabeln, z.B. Unterseekabeln in einer Fabrik.
• Aus der EP-OS 206 545 und der JP-A-55-157 708 ist es bekannt, das Gießen von Kunststoffmantelschichten für Glasfaserkabel durchzuführen, indem eine zweiteilige Gußform verwendet wird, deren beide Teile zusammengebracht werden, um das Gußverfahren durchzuführen. Die Gußteile können von einem angelenkten Teil zusammengefügt oder getrennt werden.
• Ziel der Erfindung ist es, eine einfache Gußform und ein schnelles Verfahren zum Spleißen von Glasfasern zu schaffen, wobei diese als verläßliches Ergebnis eine Spleißung hoher Beanspruchbarkeit haben, wobei die erzeugte Mantelschicht der Glasfaser einen einheitlichen äußeren Durchmesser auch im Bereich der Spleißung aufweist.
• Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Gußform zum Wiederherstellen einer äußeren Kunststoffschicht in einem Spleißbereich, der verspleißte Glasfaserenden aufweist, wobei die Gußform einen ebenen Oberflächenbereich und eine Bohrung gleichförmigen Querschnitts aufweist, die im wesentlichen parallel zu dem Oberflächenbereich verläuft und zum Aufnehmen des Spleißbereichs dient, einen flexiblen einstückigen Kunststoffkörper, in dem die gesamte Länge der Bohrung mit dem ebenen Oberflächenbereich über einen länglichen Schlitz in Verbindung steht, wobei die dem Schlitz benachbarten Abschnitte des flexiblen Körpers derart gebogen werden können, daß der längliche Schlitz aufgeweitet wird und daß die Bohrung aufgeweitet wird, damit Zugang zu ihrem Inneren möglich ist.
• Entsprechend einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zum Spleißen von Glasfasern mit einem Kern aus Glas und wenigstens einer Mantelschicht aus Kunststoff zur Verwendung mit der oben beschriebenen Gußform folgende Schritte: Abstreifen der Mantelschicht oder jeder der Mantelschichten von den Faserenden, Verschmelzungsspleißen der verbleibenden Faserenden, Einbringen des verbleibenden Spleißabschnitts in die Bohrung der Gußform und Füllen des Zwischenraumes zwischen dem verbleibenden Anlegungsbereich und der inneren Bohrungswand mit einem aushärtenden Kunststoff, indem der Kunststoff tropfenweise über dem Spleißbereich aufgetragen wird, wobei die Abmessungen des Spaltes bezüglich der Viskosität des Kunststoffs derart gewählt sind, daß sich der Kunststoff um die angelegten Enden mit Hilfe von Oberflächenspannungseffekten verteilt, Schließen der biegsamen Gußform derart, daß sich die Wände der Bohrung zusammenschließen und eine innere Form annehmen, die komplementär zu der der Mantelschicht oder der Mantelschichten ist, wobei das überschüssige Kunststoffmaterial herausgedrückt wird, Härten des in der Gußform verbleibenden Kunststoffes, und Öffnen der Gußform durch Biegen.
• Dieses Verfahren ermöglicht die Wiederherstellung des Mantels, um den bloßgelegten Spleißbereich wieder auf den Durchmesser des ursprünglichen Mantels oder auf einen anderen erforderlichen Durchmesser zu bringen. Des weiteren wird eine Spleißung großer mechanischer Stärke mit Hilfe von Verschmelzungsspleißung der von ihren Mänteln befreiten Faserenden erreicht.
• Der Kunststoff wird vorteilhaft durch Beleuchtung mit ultraviolettem Licht ausgehärtet.
• Entsprechend einem weiteren Aspekt wird durch die Erfindung ein Verfahren zum Zusammenfügen von Glasfaserkabeln geschaffen, wobei von jedem Kabel wenigstens ein Glasfaserrohr abgetrennt wird, das eine oder mehrere kunststoffummantelte Glasfasern enthält, die Faser oder Fasern freigelegt werden, und wenigstens ein solches Paar von Glasfasern verspleißt wird, indem das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird und das Kabel schließlich wiederhergestellt wird-
• Eine Möglichkeit, das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Gußform durchzuführen, wird im folgenden beispielshalber mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, in denen:
• FIG . 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Gußform aus Kunststoff darstellt, und
• FIG . 2 eine entsprechende perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab eines Teils der in FIG. 1 dargestellten Gußform ist, wobei die Gußform geöffnet dargestellt ist.
• Die in den FIG. 1 und 2 dargestellte Gußform ist aus leicht biegsamen Material erstellt. Sie ist laminar und ist mit einer geraden Bohrung 12 gleichförmigen Durchmessers versehen, die parallel zur oberen Begrenzungsfläche verläuft und über einen ebenen, senkrecht zur Begrenzungsfläche verlaufenden Einschnitt 11 mit dieser verbunden ist. In der in FIG. 1 dargestellten Darstellung ist die Bohrung 12 zylindrisch.
• Die Gußform 10 ist biegsam, und sie kann über einen Zentralbereich 16 in Nachbarschaft zu der länglichen Bohrung 12 gebogen werden, wie in FIG. 2 dargestellt. In offenem Zustand sind die Seitenwände 14, 15 des Einschnitts 11 voneinander getrennt, und die Bohrung 12 ist verbreitert und erlaubt so Zugang von außen in das Innere der Bohrung. Der Querschnitt des Inneren der Gußform ist somit zylindrisch, wenn diese sich in dem in FIG. 1 gezeigten geschlossenen Zustand befindet, aber schlüssellochähnlich geformt, wenn diese sich in dem in FIG. 2 gezeigten offenen Zustand befindet.
• Im folgenden wird die Verwendung dieser Gußform beim Spleißen von Glasfasern gezeigt. Die anzulegenden Glasfasern können jede Anzahl von Mantelschichten über einem Glaskern haben, aber zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird angenommen, daß nur eine aus Kunststoff bestehende Grundmantelschicht oder Ummantelung auf jeder Glasfaser verbleibt.
• Ein Abschnitt von 25 mm wird an den Enden jeder Faser mechanisch von dem Grundmantel abgezogen, um den blanken Glaskern freizulegen, der mindestens zwei Schichten Glas mit unterschiedlichen Brechungsindizes enthält. Die freigelegten Enden werden mit Hilfe von Ultraschall in einer hin- und herbewegten Lösung gereinigt, und werden dann in einem Zerteiler zerteilt, wobei der Grundmantel von einer Klammer gehalten wird. Die freigelegten Enden werden so zerlegt, daß ein bestimmter Abschnitt blanken Faserkerns frei bleibt. Die Endfläche muß so angeordnet werden, daß sie auf ein Grad genau in der Ebene liegt, die senkrecht auf der Faserachse steht.
• Die freigelegten Faserenden werden in einem Ultraschallreinigungsbecken mit Reinigungslösung gereinigt, wobei sichergestellt wird, daß die Faser den Behälter nicht berührt. Die gereinigten, zerlegten Faserenden werden dann einer gewöhnlichen Verschmelzungsmaschine zugeführt, in der sie an ihrem Grundmantel festgeklemmt werden, um sicherzustellen, daß die freigelegten Enden mit nichts in Berührung kommen. Die Verschmelzungsmaschine wird dann betrieben, um die freigelegten Enden zu verschmelzen, wobei die Fasern zusammengespleißt werden.
• Die Schritte des Abstreifens des Grundmantels, des Reinigens der blanken Faser, des Zerteilens der Faserenden, des nochmaligen Reinigens der Enden und des Überführens der Faserenden zu der Verschmelzungsmaschine können gleichzeitig bei beiden Glasfasern oder hintereinander durchgeführt werden.
• Nach dem gründlichen Reinigen der in FIG. 1 gezeigten Gußform mit Lösungsmittel und Trocknen mit einem Gebläse werden die angelegten Glasfasern aus der Verschmelzungsmaschine entfernt und auf eine Gußeinspannvorrichtung (nicht gezeigt) gebracht, die mit der Gußform 10 verbunden ist.
• Die Gußform 10 wird geöffnet, und der angelegte Teil der Glasfaser wird in die Bohrung 12 eingebracht, wobei ein sauberer Spatel verwendet wird, und wobei der angelegte Teil mit entfernter Grundmantelschicht so angeordnet wird, daß er zentral in der Gußform zu liegen kommt. Die Faser wird leicht gespannt, um sicherzustellen, daß sie gerade liegt.
• Ein unter UV-Licht aushärtendes Beschichtungsmaterial, das mit dem Fasermantel verträglich ist, wird tropfenweise auf dem angelegten Teil aufgebracht, indem ein dünnes Rohr verwendet wird, wobei das Beschichtungsmaterial aufgrund kapillarer Kräfte fließt. Der Zwischenraum zwischen dem angelegten Teil der Glasfaser, deren Grundmantel abgestreift ist, und der Innenwand der Bohrung 12 wird vollständig mit dem Beschichtungsmaterial ausgefüllt, wobei die Abmessungen des Zwischenraumes gesteuert werden, um sicherzustellen, daß dies geschieht. Jedoch sollte das Vorhandensein jeglicher Luftblasen und Leerstellen überprüft werden, und durch vorsichtiges Aufbringen weiteren Beschichtungsmaterials beseitigt werden. Das Beschichtungsmaterial darf, wie in FIG. 1 bei 13 gezeigt, über die Begrenzungsfläche der Gußform 10 fließen, um luftdichten Verschluß zu garantieren. Der Bereich 13, in dem das Beschichtungsmaterial aufgetragen wird, ist geringfügig länger als der Faserabschnitt, dessen Glaskörper freigelegt ist, wobei einiges des Beschichtungsmaterials über die Grundmantelschicht fließen darf.
• Die Gußform 10 wird anschließend geschlossen und nimmt dann die in FIG. 1 dargestellte Form an, wodurch bewirkt wird, daß das überflüssige Material aus dem Inneren der Gußform auf die Begrenzungsfläche 13 gedrückt wird. In geschlossenem Zustand ist die Innenfläche der Bohrung 12 komplementär zu der Oberfläche des Grundmantels der Glasfasern, so daß das Schließen der Gußform bewirkt, daß überschüssiges Material von der Oberfläche des Grundmantels gedrückt wird, und der freigelegte Glaskern mit einem Beschichtungsmaterial passenden äußeren Durchmessers wiederhergestellt wird.
• Ein Lichtstrahl hoher Intensität einer Ultraviolettlampe wird für eine bestimmte Zeit längs des Gußbereichs 13 auf- und abgeführt, um das Material auszuhärten. Das überstehende Material wird anschließend von der Oberfläche 13 der Gußform 10 mit einem sauberen Spatel entfernt, und die Oberfläche der Gußform wird mit Lösungsmittel gereinigt.
• Anschließend wird die Gußform 10 geöffnet, und die gespleißten Glasfasern werden aus der Gußform entfernt, überprüft, ob Leerstellen in der wiederhergestellten Schicht vorhanden sind, aus der Gußeinspanneinrichtung entfernt und überprüft, indem eine vorbestimmte Zugspannung angelegt wird, die ausreicht, die Länge der Glasfaser um einen bestimmten Prozentsatz zu erhöhen.
• Diese Technik kann verwendet werden bei dem Zusammenfügen von Kabeln von Glasfasern, z.B. Unterseekabel. In derartigen Kabeln sind die ummantelten Glasfasern gewöhnlich in biegsamen Rohren untergebracht. Um zwei derartige Kabel zusammenzufügen, werden die Einheitsrohre getrennt, und es werden Einheitsschneider verwendet, um einen Abschnitt der Glasfaser jeder Einheit freizulegen. Der erste Abschnitt einer jeden Einheit wird dann an einer Einspanneinrichtung befestigt, und daraufhin werden die Enden der Glasfasern geschnitten, um eine bestimmte Länge übrigzulassen, die aus der entsprechenden Einheit hervorragt.
• Die einzelnen Paare von Glasfasern werden dann aneinandergelegt, indem das oben beschriebene Verfahren verwendet wird, und die Glasfasern so zurückbleiben, daß ihr äußerer Durchmesser mit Hilfe des Beschichtungsmaterials wiederhergestellt ist.
• Ein vorbestimmter Abschnitt eines geschlitzten Einheitsrohres wird dann über der gespleißten Faser eingepaßt, um sicherzustellen, daß der Zwischenraum zwischen den Einheitsrohren so abgestimmt wird, daß sich der richtige Betrag Faserüberschuß ergibt. Ein Teil einer Hitzschrumpfröhre, der zuvor über dem Einheitsrohr gezogen war, wird dann gleichmäßig über den zusammengefügten Bereich gebracht und geschrumpft, so daß das in Längsrichtung geschlitzte Rohr und die Einheitsenden zusammengehalten werden. Auf diese Weise wird eine Verbindung geschaffen, die einen im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser über die Kabeleinheit aufweist.

Claims (7)

1. Gußform zum Wiederherstellen einer äußeren Kunststoffmantelschicht auf einem zusammenfügungsbereich, der abgestreifte, angelegte Enden von Glasfasern enthält, wobei die Gußform einen ebenen Oberflächenabschnitt und eine Bohrung gleichmäßigen Durchmessers enthält, die im wesentlichen parallel zu dem Oberflächenteil verläuft und zum Aufnehmen des Anlegungsbereiches dient,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Gußform einen biegsamen Einheitskunststoffkörper (10) enthält,

die Bohrung (12) über ihre gesamte Länge mit dem ebenen Oberflächenabschnitt uber einen länglichen Schlitz (13) kommuniziert, und

die Abschnitte des biegsamen Körpers (19), die dem Schlitz benachbart sind,derart gebogen werden können, daß der längliche Schlitz aufgeweitet wird, und die Bohrung (12) zum Zweck des Zugangs zu ihrem Inneren aufgeweitet wird.

2. Gußform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Kunststofflaminat besteht.

3. Gußform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung (12) über die gesamte Länge des Laminats erstreckt.

4. Gußform nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (13) senkrecht zu dem ebenen Abschnitt der Oberfläche verläuft.

5. Gußform nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung zylindrisch ausgebildet ist, wenn die Gußform in geschlossenem Zustand ist.

6. Verfahren zum Anlegen von Glasfasern mit einem Glaskern und wenigstens einer Kunststoffmantelschicht, in dem eine Gußform gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 verwendet wird, wobei das Verfahren enthält: Abstreifen der oder jede der Mantelschichten von den Faserenden, Schmelzzusammenfügen der blanken Faserenden, Einbringen des erhaltenen Anlegungsbereichs in die Bohrung (12) der Gußform (10) und Füllen des Zwischenraumes zwischen dem blanken Anlegungsbereich und der Innenwand der Bohrung (12) mit einem aushärtbaren Kunststoffmaterial, indem das Kunststoffmaterial tropfenweise über dem Anlegungsbereich appliziert wird, wobei die Abmessungen des Zwischenraumes bezüglich der Viskosität des Kunststoffmaterials so bemessen sind, daß sich der Kunststoff um die angelegten Enden mit Hilfe von Oberflächenspannungskräften verteilt, Schließen der biegsamen Gußform (10) derart, daß sich die Bohrungswände zusammenschließen und eine innere Form annehmen, die derjenigen der Mantelschicht oder der Mantelschichten komplementär ist, wodurch das überschüssige Kunststoffmaterial ausgedrückt wird, Aushärten des in der Gußform verbleibenden Kunststoffmaterials, und öffnen der Gußform durch Biegen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial durch Bestrahlen mit ultraviolettem Licht ausgehärtet wird.