DE69123540T2

DE69123540T2 - Spleissverbinder für Glasfasern

Info

Publication number: DE69123540T2
Application number: DE69123540T
Authority: DE
Inventors: Robert Essert; Peter Ori
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1990-09-06
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2011-07-06
Also published as: DE69133124T2; EP0479415B1; EP0702254A3; DE69133124D1; EP0702254B1; EP0479415A3; EP0479415A2; CA2046564A1; US5121456A; CA2046564C; JP3061306B2; EP0702254A2; JPH05113514A; DE69123540D1

Description

Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen für das Spleißen von optischen Fasern (hierin nachfolgend "Spleißvorrichtungen") und insbesondere eine derartige Spleißvorrichtung, die einen verbesserten Eintritt der optischen Faser, eine Selbstzentrierung und ein Festhalten bewirkt, um das Spleißen und die Ausrichtung der Enden der zu spleißenden optischen Fasern zu bewirken.
Das Fachgebiet ist übersättigt mit Vorrichtungen für das Spleißen von optischen Fasern. In derartigen Vorrichtungen werden die zwei zu spleißenden Fasern für den Zweck der Ausrichtung der Enden der Fasern zentriert. Die optische Faser, die im Industriezweig der Telekommunikation eingesetzt wird, ist meistens eine Monomode-Faser. Diese Faser enthält im typischen Fall einen mittigen Glaskern mit einem Durchmesser von 8 µm ± 1 pm, durch den das optische Signal übertragen wird. Der Kern ist von einer Glasummantelung umgeben, die einen Durchmesser von 125 µm ± 3 µm aufweist. Die Ummantelung zeigt einen etwas vom Kern abweichenden Brechungsindex.
Es ist eine Anzahl von Vorrichtungen nach dem bisherigen Stand der Technik vorhanden, die so konstruiert wurden, daß sie dauerhafte Verbindungen oder Spleißungen in Monomode-Glasfasern bewirken. Um sachgemäß zu funktionieren, und um eine Spleißung mit niedrigem Verlust herzustellen, müssen alle diese Vorrichtungen die Kernabschnitte der zwei zu spleißenden Fasern auf innerhalb etwa 10 % ihres Kerndurchmessers oder weniger als 1 µm ausrichten.
Einige der Vorrichtungen nach dem bisherigen Stand der Technik besitzen nichtanpassungsfähige "V"-Nuten oder nichtanpassungsfähige Stäbe. Die Fasern, deren Enden zentriert und ausgerichtet werden sollen, werden in die Nut oder zwischen die Stäbe gezwängt. Diese Vorrichtungen, von denen Beispiele in den U.S.Patenten Nr. 4029390, 4274708 und 4729619 gezeigt werden, funktionieren solange zufriedenstellend, wie die zu spleißenden Fasern den gleichen Durchmesser aufweisen.
Wie vorangehend beschrieben wird, weist der Nenndurchmesser der Ummantelung von 125 µm einen Toleranzbereich auf, dessen Enden bei 122 µm und 128 µm liegen. Wenn die Durchmesser der Ummantelung der zu spleißenden Fasern an den entgegengesetzten Enden des Toleranzbereiches zu finden sind, zeigen die Vorrichtungen mit den nichtanpassungsfähigen "V"-Nuten die Schwierigkeit, eine Genauigkeit bei der erforderlichen Ausrichtung des Kernes zu bewirken.
Weitere Vorrichtungen nach dem bisherigen Stand der Technik weisen drei im gleichen Abstand vorhandene dehnbare oder elastomere Flächen auf, die einen gleichseitigen Kanal mit einem dreieckigen Querschnitt bilden, in dem die zu spleißenden Fasern angeordnet werden. Die Faserenden werden zwischen den drei einen gleichen Abstand aufweisenden Flächen angeordnet. Meistens liegt die Mitte des Kanals dort, wo sich die Verbindungsstelle zwischen den Enden der zwei Fasern befindet. Diese Vorrichtungen, von denen Beispiele in den U.S.Patenten Nr. 4391487, 4435038 und 4593971 offenbart werden, sind besser dazu geeignet, die Unterschiede beim Durchmesser der Faserummantelung auszugleichen als die vorangehend beschriebenen nichtanpassungsfähigen Vorrichtungen.
Das U.S.Patent Nr. 4824197 offenbart ein gestanztes Verbindungszentrierungselement für Lichtleiter für das Spleißen. Nach dem Stanzen wird jenes Element gefaltet, was verschiedene Verzerrungen hineinbringen kann, wie beispielsweise Innenspannungen und eine Veränderung hinsichtlich der Körnung des Materials, das beim Element eingesetzt wird. Jene Vorrichtung nutzt die gut bekannten drei im gleichen Abstand angeordneten Kontaktflächen, um einen Faserzentrierungskanal zu bilden. Die Faserfestklemmflächen zeigen anfangs einen Abstand, der weit genug ist, um das Einführen der Fasern zu gestatten. Wenn die Faserenden eingeführt wurden, und wenn ermittelt wurde, daß sie in Berührung sind, wird das Spleißelement, das in einem Gehäuse sitzt, durch Drücken eines Deckels auf das Gehäuse verschlossen. Das Drücken des Deckels erfordert, daß der Facharbeiter den Griff eines Montagewerkzeuges betätigt, was entweder erfordert, daß eine Hand von den Fasern weggenommen wird, oder daß ein weiterer Facharbeiter verfügbar ist, um das Werkzeug zu betätigen.
Das U.S.Patent Nr.4921323 offenbart eine Spleißvorrichtung, die aus Speicherpolymeren entwickelt wurde. Nachdem die Enden der Fasern eingeführt wurden, wird die Masse einem Stimulus ausgesetzt, wie beispielsweise Wärme, die bewirkt, daß die Masse die ihr eigene Form zurückgewinnt.
Das EP 0290188 beschreibt eine Spleißvorrichtung für optische Fasern, wobei die Spleißvorrichtung ein Gehäuse aufweist, das umfaßt: einen ersten Teil, der eine V-förmige Nut besitzt, die so angeordnet ist, daß sie die Enden eines Paares der optischen Fasern aufnimmt; und einen Vorsprung, der am zweiten Teil des Gehäuses vorhanden ist, und der mit der Nut in Eingriff kommt, um die Fasern in der Position zu halten. Die Gehäuseteile sind drehbar miteinander verbunden, und eine Verriegelungseinrichtung für das Sichern der Teile miteinander ist vorhanden.
Das JP 63-046407 beschreibt eine Spleißvorrichtung, die ein im allgemeinen U-förmiges Gehäuse aufweist, wobei die optischen Fasern zwischen den Schenkeln des U-förmigen Gehäuses aufnehmbar sind. In einem der Schenkel ist eine Schraube vorhanden, und diese Schraube kommt mit dem anderen Schenkel in Eingriff, um zu gestatten, daß der Abstand der Schenkel vergrößert wird, um das Einführen der optischen Fasern zu gestatten, wobei das Freigeben der Schraube den Abstand verringert, um somit die Fasern in der Position festzuklemmen.
Es ist wünschenswert, daß die Spleißvorrichtung relativ einfach herzustellen und zusammenzubauen ist. Es ist ebenfalls wünschenswert, daß mindestens ein Spleißelement der Spleißvorrichtung identische gestanzte oder geformte Teile benutzt, die dann eine Spiegelbildeigenschaft zeigen. Die Verwendung derartiger Teile sichert ein gleichmäßiges Festklemmen der Faserummantelung. Es ist ebenfalls außerdem wünschenswert, daß die Spleißvorrichtung sowohl die Ummantelung als auch den Puffer einer darin eingeführten Faser festklemmt. Es ist außerdem wünschenswert, daß die Spleißvorrichtung vollständig zusammengebaut verkauft wird. Das verhindert den möglichen Verlust von kritischen Teilen durch den Benutzer der Spleißvorrichtung. Es ist außerdem wünschenswert, daß die Spleißvorrichtung relativ einfach zu verwenden ist, und daß das gleiche Werkzeug bei allen Spleißvorrichtungen verwendbar ist.
Es ist noch weiter wünschenswert, daß jede der zwei zu spleißenden Fasern in jedes Ende der Spleißvorrichtung unabhängig voneinander und ohne Stören einer Faser eingeführt werden kann, die bereits in das eine Ende eingeführt wurde. Das gestattet, daß ein Facharbeiter die Spleißvorrichtung für den Zweck des Entfernens der einen der Fasern für eine Reparatur oder Auswechslung ohne Stören der anderen Faser wieder einsetzen kann.
Das unabhängige Einführen der Fasern gestattet, daß die Spleißvorrichtung der vorliegenden Erfindung in Platten mit relativ hohen Dichten montiert werden kann. Alle Fasern auf einer Seite der Platte können in die dazugehörende Spleißvorrichtung eingeführt werden, ohne daß die Fasern gestört werden, die auf der anderen Seite eingeführt worden sein könnten. Jene Fasern auf der anderen Seite können, wenn sie nicht bereits in die Platte der Spleißvorrichtung eingeführt wurden, vom gleichen Facharbeiter eingesetzt werden, der die Fasern in die Spleißvorrichtungen auf der einen Seite einführte, ohne daß jene eingeführten Fasern gestört wurden. Alternativ dazu kann das Einführen jener Fasern auf der anderen Seite für einen späteren Zeitpunkt oder sogar für einen anderen Facharbeiter aufgehoben werden.
Die Präambel des Anspruches 1 basiert auf dem bisherigen Stand der Technik entsprechend dem US-A-4274708.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Spleißvorrichtung für mindestens zwei optische Fasern vorgelegt, wie im Anspruch 1 definiert wird.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren für das Zusammenbauen einer Spleißvorrichtung für optische Fasern, wie im Anspruch 7 definiert wird, und ein Verfahren für das Betreiben einer Spleißvorrichtung der vorangehend angeführten Ausführung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
a) Bewirken einer Durchbiegung von mindestens einer Federvorrichtung in Doppelauslegerform zwischen einer der mindestens zwei Öffnungen und der Position etwa in der Hälfte; und
b) Bewegen der damit verbundenen einen der mindestens zwei optischen Fasern in der Vorrichtung für das Aufnehmen und Positionieren der Fasern.
Die Erfindung wird außerdem mittels des Beispiels und mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
Fig. 1 eine Ausführung der Spleißvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die das Werkzeug umfaßt, das bei dieser zur Anwendung kommt;
Fig. 2 eine der zwei rechteckig geformten Körperhälften für die Spleißvorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3 das metallische Spleißelement vor dem Zusammenbau, das in der Spleißvorrichtung aus Fig. 1 eingeschlossen ist;
Fig. 4a eine Schnittdarstellung durch das zusammengebaute metallische Spleißelement aus Fig. 3;
Fig. 4b eine Seitenansicht des zusammengebauten metallischen Spleißelementes;
Fig. 4c, 4d und 4e Vergrößerungen einer Schnittdarstellung durch das zusammengebaute metallische Spleißelement, das die gleichseitige rhombenförmige Nut des Spleißelementes zeigt, wenn keine Faser eingeführt wurde; nachdem die Spleißvorrichtung geöffnet wurde, um eine Faser aufzunehmen; und bzw. nachdem die Spleißvorrichtung eine Faser aufgenommen hat und geschlossen wurde, um die Faser an Ort und Stelle zu verriegeln;
Fig. 5a eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Spleißvorrichtung aus Fig. 1 vor dem Zusammenbau;
Fig. 5b die Spleißvorrichtung aus Fig. 1, bei der ein Abschnitt der oberen Hälfte so weggeschnitten wurde, daß die Funktionsweise der Spleißvorrichtung gezeigt wird, wenn eine Faser in ihr aufgenommen oder aus ihr entfernt wird;
Fig. 6a und 6b eine zweite Ausführung einer Spleißvorrichtung der vorliegenden Erfindung ebenso wie bzw. eine von deren Körperhälften, die das Werkzeug umfaßt, das bei dieser zur Anwendung kommt;
Fig. 7 eine dritte Ausführung der Spleißvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8a das Werkzeug für eine Anwendung bei der Spleißvorrichtung aus Fig. 1 sowie Fig. 8b und 8c die Schnittdarstellungen durch den Wellenabschnitt des Werkzeuges aus Fig. 8a;
Fig. 9 eine Platte, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Spleißvorrichtungen aus Fig. 1 aufzunehmen;
Fig. 10a. 10b und 10c verschiedene Ansichten der Zwinge, die mit einer jeden Spleißvorrichtung verbunden ist, die in der Platte aus Fig. 9 eingesetzt wird.
In Fig. 1 werden eine vollständig zusammengebaute Federspleißvorrichtung 10 aus einem Polymeren in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung und das Werkzeug 12 für die Betätigung dieser gezeigt. Die Spleißvorrichtung 10 weist einen rechteckig geformten Polymerkörper 14 auf, der in der nachfolgend detailliert beschriebenen Weise aus den rechteckig geformten Polymerkörperhälften 14a und 14b in Spiegelbildform, von denen eine in Fig. 2 gezeigt wird, aufgebaut ist. Am ersten Ende 16 des Körpers 14 ist eine erste im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 18 für das Aufnehmen der zu spleißenden gepufferten optischen Faser 20 vorhanden. Das Ende 16 umfaßt ebenfalls eine zweite im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 22 für das Aufnehmen des Werkzeuges 12. Der Körper 14 umfaßt ebenfalls ein zweites Ende 24, das ebenfalls eine erste im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 19 (in Fig. 1 nicht gezeigt) aufweist, die mit der Öffnung 18 identisch ist, um die mit der Faser 20 zu spleißende gepufferte optische Faser 21 aufzunehmen. Das zweite Ende 24 besitzt ebenfalls eine zweite im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 23 (in Fig. 1 nicht gezeigt), die mit der Öffnung 22 identisch ist, um das Werkzeug 12 aufzunehmen. Die Hälfte der Öffnungen 19 und 23 wird in Fig. 2 gezeigt.
Wie in Fig. 1 gezeigt wird, wird jede Hälfte 14a, 14b des Körpers 14 in die drei Abschnitte 26a, 28a und 30a der Körperhälfte 14a und die drei Abschnitte 26b, 28b und 30b der Körperhälfte 14b unterteilt. Ein jeder der Abschnitte wird vom nächsten benachbarten Abschnitt durch den dazugehörenden länglichen U-förmigen Spalt 36a und b sowie 38a und b getrennt. Die Spalten 36a und b trennen die Abschnitte 26a und b sowie 28a und b; und die Spalten 38a und b trennen die Abschnitte 28a und b sowie 30a und b.
Wie detaillierter hierin nachfolgend beschrieben wird, funktionieren die Abschnitte 26a. 26b und 28a, 28b der Körperhälften 14a und 14b der zusammengebauten Spleißvorrichtung 10 als Federklemmen 26 und bzw. 28 in Doppelauslegerform, um die gepufferte Faser 20 festzuhalten, nachdem sie in der Öffnung 18 aufgenommen wurde. Genauer gesagt, die Federklemme 28 hält die Ummantelung 20a der Faser 20 fest, während die Federklemme 26 den Puffer 20b jener Faser festhält. In gleicher Weise funktionieren die Abschnitte 28a, 28b und 30a, 30b der Körperhälften 14a und 14b bei der zusammengebauten Spleißvorrichtung als Federklemmen 28 und bzw. 30 in Doppelauslegerform, um die gepufferte Faser 21, die in der Öffnung 19 am Ende 24 aufgenommen wird, festzuhalten. Genauer gesagt, die Federklemme 28 hält die Ummantelung 21a der Faser 21 fest, während die Federklemme 30 den Puffer 21b jener Faser festhält.
Wie ebenfalls hierin nachfolgend detaillierter beschrieben wird, wird das Werkzeug 12 benutzt, um die Federklemmen 26 und 28 zu öffnen, so daß die Faser 20 in der Öffnung 18 im Ende 16 aufgenommen oder aus dieser entfernt werden kann. Um das Öffnen jener Federklemmen zu bewirken, wird das Werkzeug in eine im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 22 eingeführt und in einer Richtung gedreht, um somit die zwei Abschnitte durchzubiegen, die eine jede Federklemme aufweist, d.h., die Arme der Federklemmen in Doppelauslegerform. Danach bleibt das Werkzeug in der Position, ohne daß irgendeine Kraft angewandt werden muß, um es an Ort und Stelle zu halten. Die Faser 20 kann danach in der Öffnung 18 aufgenommen oder aus dieser entfernt werden. Am Ende jenes Arbeitsganges wird das Werkzeug in der entgegengesetzten Richtung gedreht und aus der Öffnung 18 zurückgezogen. Es muß erkannt werden, daß die Länge des Werkzeuges 12 so ist, daß das Werkzeug nur in das Gehäuse 14 über eine Strecke hineinragt, die ausreichend ist, um lediglich die Federklemmen 26 und 28 zu öffnen und nicht eine Faser zu beeinträchtigen, die in der dazugehörenden Öffnung im Ende 24 aufgenommen wurde und in der Spleißvorrichtung 10 durch die Klemmen 28 und 30 an Ort und Stelle gehalten wird.
In der gleichen Weise wird das Werkzeug 12 in die im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 23 im Ende 24 eingeführt und in einer Richtung gedreht, so daß die Faser in der Öffnung 19 aufgenommen oder aus dieser entfernt werden kann. Wie vorangehend beschrieben wird, ist die Länge des Werkzeuges so, daß lediglich die Federklemmen 28 und 30 geöffnet werden, und daß nicht eine Faser beeinträchtigt wird, die in der Öffnung 18 aufgenommen wurde und in der Spleißvorrichtung 10 mittels der Klemmen 26 und 28 an Ort und Stelle gehalten wird. Am Ende jenes Arbeitsganges wird das Werkzeug in der entgegengesetzten Richtung gedreht und aus der Öffnung 23 zurückgezogen. Daher kann ein Facharbeiter mit nur einer Hand jene der Federklemmen der Spleißvorrichtung 10 spreizen, die mit einer der Fasern in Verbindung stehen, und mit jener Hand oder der anderen Hand jene Faser entweder in jene Federklemmen einführen oder aus diesen entfernen, ohne daß eine Faser gestört wird, die in den Federklemmen aufgenommen wurde, die mit jener anderen Faser in Verbindung stehen.
In Fig. 2 wird eine der rechteckig geformten Körperhälften 14b des Körpers 14 gezeigt. Wie vorangehend beschrieben wird, sind die Körperhälften Spiegelbilder voneinander, und wenn sie zusammengepaßt werden, bilden sie die Öffnungen 18, 19, 22 und 23, Daher wird nur die Hälfte jener Öffnungen 18b, 19b im Ende 16b und die Hälfte jener Öffnungen 22b, 23b im Ende 24b der Körperhälfte 14b in Fig. 2 gezeigt. Außerdem muß nur eine der Körperhälften 14b im Detail beschrieben werden, wobei zu verstehen ist, daß die andere Körperhälfte 14a im Aufbau identisch mit der Körperhälfte 14b ist.
Die Körperhälfte 14b umfaßt den nach oben vorstehenden Ausrichtungsvorsprung oder den Paßstift 44b und das komplementäre Ausrichtungsloch oder die Öffnung 46b. Wenn die Polymerkörperhälften 14a und 14b während des Zusammenbaus der Spleißvorrichtung 10 zusammengepaßt werden, kommt der Ausrichtungsvorsprung oder Paßstift 44b an der Körperhälfte 14b mit dem komplementären Ausrichtungsloch oder der Öffnung 46a in der Körperhälfte 14a in Eingriff. Die Öffnung 46b in der Körperhälfte 14b kommt mit dem Stift 44a an der Körperhälfte 14a in Eingriff.
Beginnend an der Öffnung 18b weist der Abschnitt 26b einen ersten konischen halben rechteckig geformten Abschnitt 48b auf, dem ein erster halber rechteckig geformter Abschnitt 50b folgt. Wenn die Spleißvorrichtung aus den Körperhälften 14a und 14b zusammengebaut und die Federklemme 26 geschlossen ist, begrenzt der halbe rechteckig geformte Abschnitt 50b in Verbindung mit dem halben rechteckig geformten Abschnitt 50a der Körperhälfte 14a einen länglichen rechteckig geformten Kanal 50, dessen Höhe ausreichend ist, um einen Puffer 20b von 900 µm an Ort und Stelle zu halten. Im Anschluß an den halben rechteckig geformten Abschnitt 50b besitzt der Abschnitt 26b einen zweiten konischen halben rechteckig geformten Abschnitt 52b. Ein zweiter halber rechteckig geformter Abschnitt 54b beginnt am linken Ende des Abschnittes 52b und endet am Spalt 36b. Wenn die Spleißvorrichtung 10 zusammengebaut und die Federklemme 26 geschlossen ist, begrenzt der halbe rechteckig geformte Abschnitt 54b in Verbindung mit dem halben rechteckig geformten Abschnitt 54a der Körperhälfte 14a einen länglichen rechteckig geformten Kanal 54, dessen Höhe ausreichend ist, um einen Puffer 20b von 250 µm an Ort und Stelle zu halten.
In der gleichen Weise besitzt der Abschnitt 30b erste und zweite konische halbe rechteckig geformte Abschnitte 60b und 64b sowie erste und zweite halbe rechteckig geformte Abschnitte 62b und 66b. Wenn die Spleißvorrichtung 10 zusammengebaut und die Federklemme 30 geschlossen ist, begrenzen die halben rechteckig geformten Abschnitte 62b und 66b in Verbindung mit den halben rechteckig geformten Abschnitten 62a und 66a der Körperhälfte 14a die länglichen rechteckig geformten Kanäle 62 und bzw. 66, deren Höhen ausreichend sind, um einen 900 µm und bzw. einen 250 µm Puffer 21b an Ort und Stelle zu halten.
Der Abschnitt 28b umfaßt im oberen Absatz seiner relativ dünnen rechten Wand 71b einen ersten konischen halben rechteckig geformten Abschnitt 72b (V-förmige Nut), der am Spalt 36b beginnt und am linken Rand 73b der Wand 71b endet. Der Abschnitt 28b umfaßt ebenfalls im oberen Absatz seiner relativ dünnen linken Wand 75b einen zweiten konischen halben rechteckig geformten Abschnitt 74b, der am Spalt 38b beginnt und am rechten Rand 77b der Wand 75b endet. Da eine jede der Wände 71b und 75b relativ dünn ist, erstreckt sich ein jeder der Abschnitte 72b und 74b nur über eine sehr kurze Strecke in den Abschnitt 28b hinein, ausgehend von seinem dazugehörenden Spalt 36b und 38b. Wenn die Spleißvorrichtung 10 zusammengebaut und die Federklemme 28 geschlossen ist, begrenzen die Abschnitte 72b und 74b in Verbindung mit dem ersten und dem zweiten konischen halben rechteckig geformten Abschnitt 72a und 74a (nicht gezeigt) des Abschnittes 28a der Körperhälfte 14a einen ersten und zweiten rechteckig geformten Faserkanal 72 und 74 für den Eintritt der Ummantelung 20a, 21a der zwei zu spleißenden Fasern in die Federklemme 28. Der Abschnitt 28b umfaßt ebenfalls die Außenwand 76b und die Innenwand 78b parallel zu dieser. In Verbindung begrenzen die Wände 71b, 75b, 76b und 78b einen Hohlraum 80b, der einen Boden 81b aufweist. Wie hierin nachfolgend detaillierter beschrieben wird, umfaßt die Spleißvorrichtung 10 ein geprägtes, metallisches Spleißelement 82, wie in Fig. 3 gezeigt wird, das aus den Spiegelbildelementhälften 82a und 82b zusammengebaut wird. Wenn die Spleißvorrichtung 10 vollständig zusammengebaut ist, befindet sich die Elementhälfte 82b im Hohlraum 80b und die Elementhälfte 82a im Hohlraum 80a der Körperhälfte 14a.
Bei einer vollständig zusammengebauten Spleißvorrichtung 10 gestattet das Öffnen der Federklemmen 26 und 28 durch Benutzung des Werkzeuges 12, daß eine Faser 20 in der Öffnung 18 aufgenommen wird. Die Ummantelung 20a der Faser wird in der rechten Hälfte des Spleißelementes 82 aufgenommen. Das Öffnen der Federklemmen 28 und 30 der vollständig zusammengebauten Spleißvorrichtung durch Benutzung des Werkzeuges 12 gestattet, daß eine Faser 21 in der Öffnung 19 aufgenommen wird. Die Ummantelung 21a jener Faser wird in der linken Hälfte des Spleißelementes 82 aufgenommen. Wie ebenfalls hierin detaillierter nachfolgend beschrieben wird, ist es das Spleißelement 82, das die Ummantelung einer jeden Faser an Ort und Stelle hält, wenn die Federklemme 28 geschlossen ist.
Wenn man sich wieder der Fig. 2 zuwendet, so sieht man, daß der Abschnitt 28b erste und zweite Rippen 84b und 86b im Boden 81b des Hohlraumes 80b umfaßt. Die Rippen 84b und 86b verlaufen parallel zu den Wänden 76b und 78b und sind mit dem Boden der Spleißelementhälfte 82b in Berührung, wenn die Spleißvorrichtung zusammengebaut ist. Während der Verfahrensweise des Zusammenbaus, die hierin nachfolgend detailliert beschrieben wird, wird die Spleißvorrichtung 10 einer Ultraschall- oder einer anderen Heizvorrichtung ausgesetzt, die unter anderem teilweise die Rippen schmilzt, um sie mit dem Boden der Spleißelementhälfte in einen innigen Kontakt zu bringen. Das sichert, wenn das Werkzeug 12 in die Spleißvorrichtung 10 von einem der beiden Enden aus eingeführt und in der Richtung gedreht wird, die die dazugehörenden Spleißklemmen spreizen wird, daß eine vorgegebene Drehung des Werkzeuges eine vorgegebene Durchbiegung der Federklemmen bewirken wird.
Die Körperhälfte 14b umfaßt ebenfalls einen ersten halben rechteckig geformten Kanal 88b, der sich von der Öffnung 22b nach links durch den Abschnitt 26b und die dünne Wand 71b des Abschnittes 28b erstreckt. Wenn die Spleißvorrichtung 10 zusammengebaut ist, bildet der Kanal 88b in Verbindung mit dem ersten halben rechteckig geformten Kanal 88a der Körperhälfte 14a einen rechteckig geformten Kanal 88 für das Aufnehmen des Werkzeuges 12, wenn gewünscht wird, daß sich die Federklemmen 26 und 28 öffnen. Die Körperhälfte 14b umfaßt ebenfalls einen zweiten halben rechteckig geformten Kanal 90b, der sich von der Öffnung 23b nach rechts durch den Abschnitt 30 und die dünne Wand 75b des Abschnittes 28b erstreckt. Wenn die Spleißvorrichtung 10 zusammengebaut ist, bildet der Kanal 90b in Verbindung mit dem zweiten halben rechteckig geformten Kanal 90a der Körperhälfte 14a einen rechteckig geformten Kanal 90 für das Aufnehmen des Werkzeuges 12, wenn gewünscht wird, daß sich die Federklemmen 28 und 30 öffnen.
Schließlich sieht man, daß die Körperhälfte 14b ebenfalls im Abschnitt 91b die parallelen Rippen 92b und 94b umfaßt, die sich längs über fast die gesamte Länge der Körperhälfte erstrecken. Wenn die Spleißvorrichtung 10 einer Ultraschall- oder einer anderen Heizvorrichtung während ihres Zusammenbaus ausgesetzt wird, schmelzen diese Rippen teilweise, um einen innigen Kontakt zwischen den Abschnitten 91a und 91b der Körperhälften 14a und 14b zu sichern. Daher begrenzen die Abschnitte 91a und 91b eine vereinheitlichte Konstruktion 91, wenn der Zusammenbau der Spleißvorrichtung 10 abgeschlossen ist.
Wiederum mit Bezugnahme auf Fig. 3 werden zwei identische Hälften 82a und 82b des Spleißelementes 82 unmittelbar vor dem Zusammenbau des Spleißelementes gezeigt. Die Elementhälfte 82b umfaßt den nach oben vorstehenden Ausrichtungsvorsprung oder Paßstift 96b und das komplementäre Ausrichtungsloch oder die Öffnung 98b. Wenn die Spleißelementhälften 82a und 82b zusammengepaßt werden, kommt der Ausrichtungsvorsprung oder Paßstift 96b an der Elementhälfte 82b mit dem komplementären Ausrichtungsloch oder der Öffnung 98a in der Elementhälfte 82a in Eingriff. Die Öffnung 98b in der Elementhälfte 82b kommt mit dem Stift 96a an der Elementhälfte 82a in Eingriff.
Wenn es zusammengebaut ist, weist das Spleißelement 82 im Ende 100 eine im wesentlichen gleichseitige rhombenförmige Öffnung 102 auf, um die Ummantelung der Faser 20 aufzunehmen, und eine im wesentlich rechteckig geformte Öffnung 103, um das Werkzeug 12 aufzunehmen. Ebenfalls wenn es zusammengebaut ist, weist das Spleißelement im Ende 104 eine im wesentlichen gleichseitige rhombenförmige Öffnung 105 auf, um die Ummantelung der Faser aufzunehmen, die vom Ende 24 in die Spleißvorrichtung eingeführt wurde, und eine im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 106, um das Werkzeug 12 aufzunehmen. In Fig. 3 wird nur jeweils die Hälfte dieser Öffnungen gezeigt.
Beginnend an der Öffnung 102b weist die Elementhälfte 82b einen ersten konischen halben rhombenförmigen Abschnitt 107b auf. Wenn die Spleißvorrichtung 10 zusammengebaut ist, begrenzt der konische halbe rhombenförmige Abschnitt 107b in Verbindung mit dem konischen halben rhombenförmigen Abschnitt 107a der Elementhälfte 82a einen "V"-Faserschlitz für das Eintreten der Ummantelung der Faser 20 in das Spleißelement, wenn das Werkzeug 12 in die Spleißvorrichtung 10 vom Ende 16 aus eingeführt und gedreht wird, um die Federklemme 28 zu öffnen. Beginnend an der Öffnung 105b, weist die Elementhälfte 82b einen zweiten konischen halben rhombenförmigen Abschnitt 108b auf. Wenn die Spleißvorrichtung 10 zusammengebaut ist, begrenzt der konische halbe rhombenförmige Abschnitt 108b in Verbindung mit dem konischen halben rhombenförmigen Abschnitt 108a des Elementes 82a einen "V"-Faserschlitz für den Eintritt der Ummantelung der eingeführten Faser 21 in das Spleißelement, wenn das Werkzeug 12 in die Spleißvorrichtung 10 vom Ende 24 aus eingeführt und gedreht wird, um die Federklemme 28 zu öffnen.
Die Elementhälfte 82 besitzt ebenfalls einen halben gleichseitigen rhombenförmigen Abschnitt 109b, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten konischen halben rhombenförmigen Abschnitt 107b und 108b erstreckt. Wenn die Spleißvorrichtung 10 zusammengebaut ist, begrenzt der halbe gleichseitige rhombenförmige Abschnitt 109b in Verbindung mit dem halben rhombenförmigen Abschnitt 109a des Spleißelementes 82a eine gleichseitige rhombenförmige Nut 109 für das Aufnehmen der Ummantelungen der zwei zu spleißenden Fasern, wenn der dazugehörende Satz der Federklemmen mittels des Werkzeuges 12 geöffnet wird und diese Ummantelungen an Ort und Stelle gehalten werden, wenn das Werkzeug aus der Spleißvorrichtung entfernt wird.
In Fig. 4a wird eine Schnittdarstellung durch das zusammengebaute metallische Spleißelement 82 gezeigt. Diese Schnittdarstellung zeigt den Eingriff zwischen dem Vorsprung oder dem Stift 96b und dem Loch oder der Öffnung 96a und ebenfalls zwischen dem Stift 98a und der Öffnung 98b, wenn das Spleißelement 82 zusammengebaut ist. Während das Zusammenbauen der Spleißvorrichtung 10 in Verbindung mit Fig. 5a beschrieben wird, wird aus den Fig. 3 und 4a ersichtlich, daß das Zusammenbauen des Spleißelementes 82 dadurch bewirkt wird, daß die zwei Hälften 82a und 82b in Ausrichtung zueinander angeordnet werden, und daß sie danach leicht zusammengepreßt werden, so daß die Vorsprünge 96b, 98a in die dazugehörenden Öffnungen 96a und 98b gezwängt werden.
In Fig. 4b wird eine Ansicht des Endes 100 des metallischen Spleißelementes 82 gezeigt. Wie vorangehend beschrieben wird, weist das Ende 100, wenn das Spleißelement 82 zusammengebaut ist, eine im wesentlichen gleichseitige rhombenförmige Öffnung 102 auf, um die Ummantelung 20a der Faser 20 aufzunehmen, und eine im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung, um das Werkzeug 12 aufzunehmen. Wie vorangehend beschrieben wird, führt die Öffnung 102 zu einer im wesentlichen gleichseitigen rhombenförmigen Nut 109 für das Halten der Ummantelung an Ort und Stelle, wenn eine Faser in die Spleißvorrichtung 10 eingeführt und das Werkzeug 12 aus der Spleißvorrichtung entfernt wurde.
In den Fig. 4c, 4d und 4e werden Vergrößerungen einer Schnittdarstellung durch das metallische Spleißelement gezeigt, das die Nut 109 zeigt. Die Nut 109 wird aus zwei gegenüberliegenden "V"-Nuten 109a und 109b von neunzig Grad (90º) gebildet, um vier gemeinsame Längsebenen zu bewirken, wenn das Element 82 zusammengebaut ist. Es sind diese zwei "V"- Nuten, die die Ummantelung einer Faser festhalten, die in die Spleißvorrichtung 10 eingeführt wurde, nachdem das Werkzeug 12 aus der Spleißvorrichtung entfernt wurde.
Fig. 4c zeigt die Nut 109, wenn weder eine Faser 20 noch ein Werkzeug 12 in die Spleißvorrichtung 10 eingeführt wurde. Darauf bezieht man sich hierin nachfolgend als den Ruhezustand der Spleißvorrichtung 10. Die Breite der Nut 109 wird in Fig. 4c mit "a" bezeichnet. Es ist zu verstehen, daß, da Fig. 4c eine Vergrößerung einer Schnittdarstellung durch die Nut 109 ist, der zwischen den Rändern der Spleißelementhälften 82a und 82b in Fig. 4c beim Ruhezustand gezeigte Abstand extrem klein und im wesentlichen nicht vorhanden ist.
Fig. 4d zeigt das Spleißelement 82 und die Nut 109, nachdem das Werkzeug 12 in die Öffnung 22 des Endes 16 der Spleißvorrichtung 10 eingeführt und in einer Richtung so gedreht wurde, daß die Federklemmen 26 und 28 maximal durchgebogen werden, so daß die Faser 20 entweder in die Öffnung 18 eingeführt oder aus dieser entfernt werden kann. Infolge des innigen Kontaktes zwischen den Abschnitten 28a ünd 28b und den Spleißelementen 82a und bzw. 82b erfolgt das Öffnen der Nut 109 des Spleißelementes 82 maximal, wenn sich die Federklemme 28 maximal durchbiegt. Dieser Betriebszustand der Spleißvorrichtung 10, d.h., das Einführen des Werkzeuges 12 in beide Enden der Spleißvorrichtung und dessen Drehen in der Richtung, die die dazugehörenden Federklemmen maximal durchbiegt, wird hierin nachfolgend als Übergangszustand der Spleißvorrichtung 10 bezeichnet. Das Werkzeug 12 ist so ausgelegt, daß die Ränder einer jeden der zwei Hälften des Spleißelementes 82 um eine gleiche Strecke, die mit "b/2" bezeichnet wird, um die Mittellinie 82c gespreizt werden, wie in Fig. 4d gezeigt wird. Daher wird die gesamte Spreizung des Spleißelementes 82, wenn das Werkzeug 12 in die Öffnung 22 eingeführt und gedreht wird, um maximal die Federklemmen durchzubiegen, mit "b" bezeichnet.
Fig. 4d zeigt ebenfalls eine Schnittdarstellung durch eine Faser 20, die in die Nut 109 der Spleißvorrichtung 10 während des Übergangszustandes eingeführt wurde. Der Durchmesser der Ummantelung 20a der Faser wird mit "d" bezeichnet. Aus Fig. 4d ist zu ersehen, daß das Werkzeug 12 so ausgelegt ist, daß die Nut 109 um eine Strecke gespreizt wird, die ausreichend ist, um das leichte Einführen der Faser 20 in die Nut 109 oder deren Entfernen während des Übergangszustandes zu gestatten. In Fig. 4d ist ebenfalls zu sehen, daß die gesamte Spreizung b des Spleißelementes 82 nicht so groß ist, daß gestattet wird, daß sich die Faser aus der Nut 109 heraus und in den nicht mit der Nut versehenen Zwischenraum zwischen den Rändern der zwei Spleißelementhälften hinein bewegt. Mit anderen Worten, die Strecke b ist kleiner als der Faserdurchmesser d.
Fig. 4e zeigt das Spleißelement 82 und die Nut 109, nachdem eine Faser in die Öffnung 18 eingeführt wurde und die Ummantelung 20a in die Nut 109 gelangt ist und sich das Werkzeug in der entgegengesetzten Richtung gedreht hat, um dadurch die Kraft wegzunehmen, die es bereitstellt, um die Federklemmen durchzubiegen. Darauf bezieht man sich hierin später als den Betriebszustand der Spleißvorrichtung 10. Beim Betriebszustand wird der Zwischenraum zwischen den Rändern der Spleißelementhälften 82a und 82b mit "c" bezeichnet. Wenn die Faser 20 in der Nut 109 zentriert ist, wird ein jedes der Elemente 82a, 82b um die gleiche Strecke "c/2" um die Mittellinie 82c herum durchgebogen. Die Breite "a" der Nut 109 wird ausgewählt, um den gewünschten Zwischenraum "c" beim Betriebszustand zur Verfügung zu stellen.
Die typischen Werte für die Breite "a", die maximale Durchbiegung "b" beim Übergangszustand, den Zwischenraum "c" beim Betriebszustand und den Durchmesser "d" der Faserummantelung werden vorgelegt, wenn die Benutzung der Spleißvorrichtung 10 in Verbindung mit Fig. 5b beschrieben wird.
Wie in Fig. 4e gesehen werden kann, stellen beim Betriebszustand die zwei gegenüberliegenden "V"-Nuten 82a, 82b von 90º vier gemeinsame Längsebenen zur Verfügung, die zusammenwirken, um die Ummantelung 20a der Faser 20 unveränderlich festzuhalten. Wie gut bekannt ist, bewirkt die Benutzung der vier gemeinsamen Längsebenen, die um 90º voneinander versetzt sind, bei dem Betriebszustand eine gleiche Verschiebung auf der Ummantelung in allen radialen Richtungen. Außerdem weist die Festklemmkraft die gleiche Winkelbeziehung mit jeder der Ebenen auf.
Zusammenfassend ist zu sagen, daß die Spleißvorrichtung 10 mit Bezugnahme auf ein jedes ihrer Enden drei Zustände aufweist. Es handelt sich dabei um:
i) den Ruhezustand, bei dem weder eine Faser noch das Werkzeug in ein Ende der Spleißvorrichtung eingeführt wurden;
ii) den Übergangszustand bei dem das Werkzeug in die dazugehörende Öffnung des einen Endes eingeführt und so gedreht wurde, daß die Federklemmen maximal durchgebogen werden, und daß das Öffnen der Nut 109 maximiert wird; und
iii) den Betriebszustand, bei dem sich eine Faser in der Spleißvorrichtung befindet und ihre Ummantelung in der Nut 109, und bei der das Werkzeug 12 entweder aus der dazugehörenden Öffnung entfernt oder in die Position zurückgedreht wurde, die seine Durchbiegungskraft von den Federklemmen wegnimmt.
Es muß erkannt werden, daß ein jedes Ende der Spleißvorrichtung 10 in einem der drei möglichen vorangehend beschriebenen Zustände zu finden sein kann, und daß der Zustand für ein Ende unabhängig vom Zustand für das andere Ende ist. Beispielsweise kann sich ein Ende der Spleißvorrichtung 10 im Betriebszustand befinden, und das andere Ende kann sich in einem anderen der drei möglichen Zustände befinden.
Wie vorangehend beschrieben wird, besteht das Spleißelement 82 aus Metall. Bei der Auswahl des Metalls, aus dem die Hälften des Elementes 82 gefertigt werden sollen, müssen die minimale Zerreißfestigkeit der optischen Faser, die etwa 11,13 N (2,5 lbs.) beträgt, und die Haftreibungszahl, die 0,5 beträgt, berücksichtigt werden. Dividiert man ersteres durch letzteres, so erhält man etwa 22,26 N [fünf (5)lbs.], was die erforderliche normale Festklemmkraft ist. Mit anderen Worten, wenn sich die Spleißvorrichtung 10 im Betriebszustand befindet, müssen die Federklemmen die Ummantelung und den Puffer mit einer normalen Kraft von etwa 22,26 N [fünf lbs.] festhalten, sodaß, wenn irgendjemand an einer der beiden Fasern mit mehr als jener Kraft zieht, jene Faser eher zerreißen wird, als daß es zu einer Verschlechterung kommt. Das liefert einen visuellen Hinweis darauf, daß die Fasern nicht mehr gespleißt werden.
Außerdem ist es wichtig, daß das metallische Material, aus dem das Element 82 gefertigt wird, nicht einer bleibenden Verformung unterworfen wird, wenn die Faser mittels der vorangehend angeführten Kraft gezogen wird. Wenn das Material so ist, daß es eine bleibende Verformung erfährt, dann würde sich die Form der V-Nut 109 verändern, und es wäre ebenfalls erforderlich, die Spleißvorrichtung 10 auszuwechseln ebenso wie die Faser für ein erneutes Einführen in die Spleißvorrichtung vorzubereiten. Die elastische Verformung ist andererseits für die Ausrichtung der verschiedenen Faserdurchmesser wünschenswert. Wir ermittelten nach der Bewertung von verschiedenen Aluminiumlegierungen für eine Verwendung bei der Fertigung des Spleißelementes, daß die Legierungen mit der höheren Festigkeit für jenen Zweck besser sind (elastische Verformung ohne bleibende Verformung) als die Legierungen mit der niedrigeren Festigkeit.
Es ist ebenfalls durchaus wichtig, daß die Nut 109 einen hohen Widerstand gegen ein Aushöhlen und Ausbrechen beim wiederholten Einführen einer Faser in diese aufweist. Das sichert, daß die Spleißvorrichtung für mehrfache Wiedereintritte verwendbar ist, wenn es erforderlich ist. Wir ermittelten ebenfalls, daß das Eloxieren einen derartig hohen Widerstand gegen ein Ausbrechen und Aushöhlen liefert, und daß die Aluminiumlegierungen mit der höheren Festigkeit für ein derartiges Eloxieren geeigneter sind. Wir ermittelten außerdem, daß es beim Eloxieren der Legierung wünschenswert ist, daß das Aluminiumoxid in der dünnsten gleichmäßigen Schicht, die möglich ist, vorliegt, die den gewünschten Widerstand gegen ein Ausbrechen und Aushöhlen liefert.
Bei einer Ausführung für das Spleißelement 82 war die eingesetzte Aluminiumlegierung der American Society of Metals-Typ 5202-H32, die von vielen verschiedenen Quellen erhältlich ist. Das Eloxieren wurde bewirkt, indem ein Elektrolyt aus Borsäure und Natriumkaliumtartrat sowie eine Spannung von 200 Volt zur Anwendung kamen. Das lieferte eine harte gleichmäßige Schicht mit einer Dicke von 1/4 µm. Das scheint die dünnste gleichmäßige Schicht zu sein, die einen Widerstand gegen ein Ausbrechen und Aushöhlen zeigt.
In Fig. 5a wird eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Spleißvorrichtung 10 vor dem Zusammenbau gezeigt. Jener Zusammenbau wird jetzt beschrieben.
Der Zusammenbau der Spleißvorrichtung 10 beginnt zuerst mit dem Zusammenbau des Spleißelementes 82. Wie vorangehend beschrieben wird, wird jenes Element zusammengebaut, indem die zwei Hälften in Ausrichtung zueinander angeordnet und danach leicht zusammengepreßt werden, so daß der Vorsprung einer jeden Hälfte mit der dazugehörenden Öffnung in einer jeden Hälfte in Eingriff kommt. Nachdem das Spleißelement 82 zusammengebaut ist, wird es in die Aussparung 80a oder 80b der einen Spleißkörperhälfte 14a oder 14b eingesetzt, so daß der Boden der Spleißelementhälfte 82a oder 82b mit dem Boden 81a oder 81b der Aussparung 80a oder 80b in Berührung ist. Die andere Körperhälfte 14b oder 14a des Körpers 14 wird danach oben auf der Körperhälfte 14a oder 14b angeordnet, so daß die Öffnung 46a mit dem Vorsprung 44b ausgerichtet ist, und so daß der Vorsprung 44a mit der Öffnung 46b ausgerichtet ist. Die zwei Körperhälften werden danach zus ammengepreßt.
Damit jene Abschnitte 26 28 und 30 des Körpers 14 richtig als Federklemmen funktionieren, ist es erforderlich, eine feste Verbindung zwischen den dazugehörenden Abschnitten einer jeden Körperhälfte zu bewirken, die zusammen jene Klemmen bilden. Jene Verbindung wird bewirkt, indem die zusammengebaute Spleißvorrichtung einer Ultraschall- oder einer anderen Heizvorrichtung ausgesetzt wird, um dadurch teilweise die Rippen 92b und 94b (siehe Fig. 2) des Körperabschnittes 91b und die Rippen 92a und 94a des Körperabschnittes 91a zu schmelzen, um eine vereinheitlichte Konstruktion 91 zu liefern. Mit anderen Worten, die Körperabschnitte 91a und 91b werden miteinander verschmolzen.
Eine derartige Ultraschall- oder eine andere Heizvorrichtung schmilzt ebenfalls teilweise die Rippen 84b und 86b der Aussparung 80b (siehe Fig. 2), um sie in einen innigen Kontakt mit dem Boden der Spleißelementhälfte 82b zu bringen. Die Rippen 84a und 86a der Aussparung 80a werden ebenfalls teilweise geschmolzen, um sie in einen innigen Kontakt mit dem Boden der Spleißelementkörperhälfte 82a zu bringen. Wie vorangehend beschrieben wird, sichert dieser innige Kontakt zwischen den Rippen im Boden der Aussparungen 80a und 80b und dem Boden des dazugehörenden Spleißelementkörpers 82a und 82b, daß eine vorgegebene Drehung des Werkzeuges 12 eine vorgegebene Durchbiegung der Federklemmen hervorrufen wird.
Der Zusammenbau der Spleißvorrichtung 10 wird wie folgt zusammengefaßt:
i) Ausrichten der Spleißelementkörperhälften 82a und 82b und danach Pressen dieser an Ort und Stelle;
ii) Anordnen des zusammengebauten Spleißelementes in der Aussparung 80a oder 80b einer der beiden Körperhälften 14a oder 14b;
iii) Aufnehmen der anderen Körperhälfte 14a oder 14b, d.h., der Körperhälfte, in der das zusammengebaute Spleißelement nicht angeordnet wurde, und nach dessen Ausrichten mit der Körperhälfte, in der das Spleißelement angeordnet wurde, Pressen dieser auf jene Körperhälfte; und
iv) Aussetzen der Baugruppe des Spleißelementes 82 und des Körpers 14 einer Ultraschall- oder einer anderen Heizvorrichtung, um so teilweise die anstoßenden Rippen in jeder Körperhälfte zu schmelzen, um dadurch jene Körperhälften miteinander zu verschmelzen, um somit eine vereinheitlichte Konstruktion betreffs der Federklemmen zu liefern, und um ebenfalls teilweise die Rippen zu schmelzen, die mit einer jeden Spleißelementhälfte in Berührung sind, um somit einen innigen Kontakt zwischen einer jeden Körperhälfte und dem Boden der dazugehörenden Spleißelementhälfte herzustellen.
In Fig. 5b wird die Spleißvorrichtung 10 aus Fig. 1 gezeigt, bei der der größte Teil des Federklemmabschnittes 28a weggeschnitten wurde, damit die Benutzung der Spleißvorrichtung 10 beschrieben werden kann. In Fig. 5b wurde das Werkzeug 12 in die Öffnung 22 eingeführt und in der Richtung gedreht, die maximal die Federklemmen 26 und 28 durchbiegt. Die Faser 20 wurde in die Öffnung 18 eingeführt. Vorher wurde die Faser 20 von einem Facharbeiter vorbereitet, unter anderem, indem das Ende der Faser aufgespaltet und eine Länge des Puffers 20b ausreichend entfernt wurde, so daß, wenn die Faser 20 vollständig in die Öffnung 18 eingeführt wurde, die Ummantelung 20a etwas mehr als über die Hälfte in das Spleißelement 82 hineinragt.
Die Länge des Puffers 20b, die der Facharbeiter von der Faser 20 entfernt, hängt von den Abmessungen der Spleißvorrichtung 10 und dem Durchmesser des Puffers ab. Wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde, umfaßt der Abschnitt 26 der Spleißvorrichtung 10 die Kanäle 50 und 54, um einen Puffer von 900 µm und bzw. einen von 250 µm an Ort und Stelle zu halten. Der Kanal 50 liegt näher am Ende 16 als der Kanal 54. Daher muß der Facharbeiter mehr vom Faserpuffer entfernen, wenn der Durchmesser des Puffers 900 µm beträgt, als dann, wenn jener Durchmesser 250 µm beträgt. Bei einer Ausführung der Spleißvorrichtung 10 müssen zwischen 7 und 8 mm des Puffers 20b von der Faser 20 entfernt werden, gemessen vom aufgespaltenen Ende der Faser, wenn der Durchmesser des Puffers 250 µm beträgt, während zwischen 16,5 und 17,5 mm des Puffers entfernt werden müssen, wenn der Durchmesser des Puffers 900 µm beträgt.
Die Benutzung der Spleißvorrichtung 10 wird jetzt mit Bezugnahme auf das Ende 16 und die Faser 20 beschrieben, wobei jedoch zu verstehen ist, daß diese Beschreibung ebenfalls für die Faser 21 zutrifft, die in das Ende 24 eingeführt oder daraus entfernt wird. Wenn die Faser 20 in die Spleißvorrichtung 10 eingeführt werden soll, wird ein Facharbeiter die Faser zuerst in der vorangehend beschriebenen Weise vorbereiten. Der Facharbeiter wird danach mit einer Hand das Werkzeug 12 in die Öffnung 22 einführen. Die Orientierung des Werkzeuges mit Bezugnahme auf die Öffnung 22 genau vor dem Einführen wird in Fig. 1 gezeigt. Der Facharbeiter wird danach das Werkzeug in der Richtung drehen, die die Federklemmen 26 und 28 maximal durchbiegt.
Die Durchbiegung d.h., das Öffnen der Nut 109 des Spleißelementes 82, ist infolge des innigen Kontaktes zwischen den Abschnitten 28a und 28b sowie den Spleißelementhälften 82a und bzw. 82b ebenfalls maximal. Die Spleißvorrichtung 10 ist jetzt bereit, die Faser 20 aufzunehmen. Da der Nenndurchmesser der Ummantelung ("d" in Fig. 4d und 4e) einer Faser 125 µm (etwa 0,0050 in.) beträgt, darf die maximale Durchbiegung der Nut 109 ("b" in Fig. 4d) nicht größer als 0,0040 in. (etwa 101 µm) sein, anderenfalls würde die Faser dazu neigen, aus der Nut 109 während des Einführens herauszuwandern. Bei einer Ausführung der Spleißvorrichtung 10 betrug die Durchbiegung der Nut 109 0,0035 in. (etwa 89 µm), und daher bog sich eine jede der zwei Hälften des Spleißelementes 82 um 0,00175 in, um die Mittellinie 82c herum durch.
Das Werkzeug 12 verbleibt nach der Drehung in der Position, ohne daß die Notwendigkeit besteht, daß es durch einen Facharbeiter festgehalten wird. Daher kann der Facharbeiter die gleiche Hand benutzen, die das Werkzeug drehte, oder die andere Hand, um die Faser 20 in die Öffnung 18 einzuführen, wobei sie etwas von der Längsachse der Spleißvorrichtung weg geneigt wird, um den Eintritt zu erleichtern, und um sie langsam und gleichmäßig in die Spleißvorrichtung 10 zu schieben, bis ein Widerstand vorgefunden wird. Das zeigt an, daß der Puffer vollständig in den dazugehörenden einen der zwei Kanäle 50 und 54 im Abschnitt 26 eingesetzt ist, d.h., daß er ihn vollständig ausfüllt, und daß die Ummantelung etwas mehr als die Hälfte durch das Spleißelement 82 ragt.
Der Facharbeiter wird danach das Werkzeug in der Richtung drehen, die der entgegengesetzt ist, bei der die Federklemmen maximal durchgebogen werden. Diese entgegengesetzte Drehung des Werkzeuges nimmt die Durchbiegungskraft von den Federklemmen 26 und 28 weg. Die Spleißvorrichtung 10 wäre danach in ihrem Betriebszustand mit Bezugnahme auf die Faser 20. Es muß beachtet werden, daß der Facharbeiter nicht die Faser 20 freigeben darf, um das Werkzeug 12 zu betätigen. Daher wird der Sitz des Faserpuffers in dem dazugehörenden Pufferkanal 50 oder 54 und der Ummantelung in der Nut 109 nicht gestört, um die Faser an Ort und Stelle festzuklemmen. Die vorangehend beschriebenen Schritte für das Einführen der Faser 20 in die Spleißvorrichtung werden ebenfalls angewandt, um eine Faser zu entfernen, die vorher in die Spleißvorrichtung eingeführt wurde.
Es muß bemerkt werden, daß die Länge des Werkzeuges 12 so ist, daß eine Faser 21 nicht gestört wird, die vom Ende 24 aus in die Spleißvorrichtung 10 eingeführt wurde. Wie in Fig. 5b zu sehen ist, biegt das Werkzeug 12 die Federklemmen 26 und 28 durch, biegt aber nicht die Federklemme 30 durch. Während die Durchbiegung der Klemme 28 die Kräfte auf die Ummantelung der vom Ende 24 aus eingeführten Faser 21 wegnehmen kann, wird die Faser 21 dennoch unveränderlich mittels der Federklemme 30, die nicht durch das Werkzeug durchgebogen wurde, an Ort und Stelle festgehalten. Wie ebenfalls in Fig. 4d gezeigt wird, gestattet das Öffnen des Spleißelementes 82 nicht, daß die Ummantelung 21a einer vom Ende 24 aus eingeführten Faser 21 die Nut 109 verläßt.
Bei einer in die Spleißvorrichtung 10 eingeführten Faser weicht das Einführen der Faser 21 von dem der Faser 20 darin ab, daß der Puffer 21b jener Faser nicht vollständig den dazugehörenden Kanal der Kanäle 62 und 66 ausfüllen kann. Da die Ummantelung 20a der Faser 20 etwas mehr als die Hälfte durch das Element 82 ragt, trifft das Ende der Ummantelung der Faser 21 das Ende der Ummantelung der Faser 20, bevor der Puffer 21b den dazugehörenden Kanal vollständig ausfüllen kann. Es ist dieses Zusammentreffen der Enden der Ummantelungen, d.h., der aufgespalteten Enden der zwei Fasern, das den Facharbeiter wissen läßt, daß die Faserenden miteinander in Berührung sind.
Wie vorangehend beschrieben wird, werden die Körperhälften 14a, 14b aus einem Polymeren gefertigt. Die Federklemmen 26, 28 und 30 in Auslegerform müssen eine ausreichende Normal kraft ausüben, so daß die Faser gegen die axialen Kräfte festgehalten wird. Wie vorangehend beschrieben wird, liegt jene Kraft für das Spleißelement 82 in der Größenordnung von fünflbs. Wenn die Federklemmen eine im wesentlichen stärkere Kraft als fünflbs, ausüben würden, könnte die Faser zerreißen, oder es könnten Mikroknickstellen auftreten, die bewirken würden, daß das Licht von der Fa ser verlorengeht.
Wenn sich eine Faser, die einen Nenndurchmesser der Ummantelung ("d" in Fig. 4d) von 125 µm (etwa 0,0050 in.) aufweist, in der Nut 109 befindet, und wenn sich die Spleißvorrichtung 10 in ihrem Betriebszustand befindet, liegt der Zwischenraum ("c" in Fig. 4e) zwischen den Rändern der Spleißelementhälften 82a und 82b in der Größenordnung von 0,0020 in. (etwa 50 µm). Jeder Rand befindet sich danach 0,0010 in. (etwa 25 µm) oberhalb der Mittellinie 82c des Spleißelementes. Wenn die Spleißelementhälften einen innigen Kontakt mit den dazugehörenden Körperhälften 14a, 14b aufweisen, dann werden die dazugehörenden Federklemmabschnitte 26a, 26b; 28a, 28b und 30a,30b jeweils ebenfalls um etwa 0,001 in, durchgebogen, wenn sich die Spleißvorrichtung 10 in ihrem Betriebszustand befindet. Um den Zwischenraum von 0,0020 in, im Betriebszustand zu bewirken, wurde die Breite der Nut 109 ("a" in Fig. 4c) so ausgewählt, daß sie etwa 0,0048 in. (etwa 122 µm) beträgt.
Wir ermittelten, daß die Fertigung der Körperhälften 14a, 14b aus einem mit Glas gefüllten Hochleistungspolymeren die vorangegangenen Kriterien erfüllen wird. Bei einer Ausführung der Körperhälften 14a, 14b wurden jene Hälften gefertigt, indem ein derartiges Polymeres verwendet wurde, das kommerziell von der General Electric verfügbar ist, und das unter dem Markennamen VALOX verkauft wird.
Beim Zusammenbauen der einen Ausführung der Spleißvorrichtung 10, wie es vorangehend in Verbindung mit Fig. 5a beschreiben wurde, wobei die Körperhälften 14a, 14b aus dem VALOX-Polymeren und die Spleißelementhälften aus der Aluminiumlegierung 5202-H32 gefertigt wurden, wurde eine Maschine von 2000 Watt über 0,3 Sekunden eingesetzt, um die Spleißvorrichtung mittels Ultraschall zu schweißen.
Die Körperhälften 14a, 14b und die Spleißelementhälften 82a, 82b können entweder durch Verwendung eines Stanzwerkzeuges oder eines Spritzwerkzeuges gefertigt werden. Eine bestimmte Einstellung des Werkzeuges kann zuerst erforderlich sein, um zu sichern, daß der Vorsprung und die Öffnungen bei den Spiegelbildhälften und insbesondere die V-Nuten zueinander in Ausrichtung sind. Wurde jene Einstellung erst einmal vorgenommen, sollte keine weitere Einstellung des Werkzeuges während seiner Nutzlebensdauer erforderlich sein.
Wie gut bekannt ist, kann, nachdem die Spleißvorrichtung 10 vollständig zusammengebaut ist, ein Indizierungsgel in die Faseröffnungen der Spleißvorrichtungen eingespritzt werden.
In den Fig. 6a und 6b wird eine Ausführung der Federspleißvorrichtung aus dem Polymeren nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, die drei verschiedene Durchmesser des Puffers festklemmen kann. Fig. 6a zeigt, daß die Spleißvorrichtung 110 vollständig zusammengebaut ist, während Fig. 6b einen der zwei Spleißkörperhälften 114a, 114b zeigt. Ein Vergleich der Fig. 6a und 6b mit den Fig. 1 und bzw. 2 zeigt, daß die vorliegende Ausführung in vieler Hinsicht mit der Ausführung der Spleißvorrichtung identisch ist, die in Fig. 1 und 2 gezeigt wird. Daher ist es nur erforderlich, die Unterschiede zwischen dieser Ausführung und der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführung detailliert zu beschreiben.
Die Spleißvorrichtung 110 in Fig. 6a weist einen rechteckig geformten Polymerkörper 114 auf, der aus rechteckig geformten Polymerkörperhälften 114a und 114b in Spiegelbildform in der gleichen Weise zusammengebaut wird, wie es vorangehend in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben wurde. Am ersten Ende 116 des Körpers 114 befindet sich eine erste im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 118 für das Aufnehmen einer zu spleißenden gepufferten optischen Faser 20. Das Ende 116 umfaßt ebenfalls eine zweite im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 122 für das Aufnehmen des Werkzeuges 12. Der Körper 114 umfaßt ebenfalls ein zweites Ende 124, das ebenfalls eine erste im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 119, die mit der Öffnung 118 identisch ist, für das Aufnehmen der gepufferten optischen Faser 21 aufweist, die mit der Faser 20 gespleißt werden soll. Das zweite Ende 124 weist ebenfalls eine zweite im wesentlichen rechteckig geformte Öffnung 123, die mit der Öffnung 122 identisch ist, für das Aufnehmen des Werkzeuges 112 auf.
Wie in Fig. 6a und 6b gezeigt wird, wird jede Hälfte 114a, 114b des Körpers 114 in die fünf Abschnitte 126a, 128a, 130a, 132a und 134a der Körperhälfte 114a und in die fünf Abschnitte 126b, 128b, 130b, 132b und 134b der Körperhälfte 114b unterteilt. Die Abschnitte 126a und b sind hinsichtlich der Länge mit den Abschnitten 134a und b identisch. Die Abschnitte 128a und b sind hinsichtlich der Länge mit den Abschnitten 132a und b identisch. Ein jeder der Abschnitte wird vom nächsten benachbarten Abschnitt durch den dazugehörenden Spalt der länglichen U-förmigen Spalten 136a und b, 138a und b, 140a und b sowie 142a und b getrennt. Die Spalten 136a und b trennen die Abschnitte 126a und b sowie 128a und b; die Spalten 138a und b trennen die Abschnitte 128a und b sowie 130a und b; die Spalten 140a und b trennen die Abschnitte 130a und b sowie 132a und b; und die Spalten 142a und b trennen die Abschnitte 132a und b sowie 134a und b.
Bei der zusammengebauten Spleißvorrichtung 110 funktionieren die Abschnitte 126a, 126b; 128a, 128b und 130a, 130b der Körperhälften 114a und 114b als Federklemmen 126, 128 und bzw. 130 in Doppelauslegerform, um die gepufferte Faser 20 festzuhalten, nachdem sie in der Öffnung 118 aufgenommen wurde. Genauer gesagt, die Federklemme 130 hält die Ummantelung 20a der Faser 20 fest, während eine der Federklemmen 126, 128 den Puffer 20b jener Faser in Abhängigkeit vom Durchmesser jenes Puffers festhält. In gleicher Weise funktionieren die Abschnitte 130a, 13db; 132a, 132b und 134a, 134b der Körperhälften 114a und 114b in der zusammengebauten Spleißvorrichtung als Federklemmen 130, 132 und bzw. 134 in Doppelauslegerform, um die gepufferte Faser 21 festzuhalten, die in der im wesentlichen rechteckig geformten Öffnung des Endes 134 aufgenommen wurde. Genauer gesagt, die Federklemme 130 hält die Ummantelung 21a der Faser 21 fest, während eine der Federklemmen 132, 134 den Puffer 21b der Faser 21 in Abhängigkeit vom Durchmesser jenes Puffers festklemmt.
Das Werkzeug 112 wird benutzt, um die Federklemmen 126, 128 und 130 in der gleichen Weise zu öffnen, wie es vorangehend für die Federklemmen 26 und 28 der Spleißvorrichtung 10 beschrieben wurde, so daß die Faser in der Öffnung 118 im Ende 116 aufgenommen oder aus dieser entfernt werden kann. Da die Länge des Werkzeuges 112 in der Spleißvorrichtung 10 so ist, daß das Werkzeug lediglich nach innen in das Gehäuse 114 über eine Strecke hineinragt, die ausreichend ist, um nur die Federklemmen 126, 128 und 130 zu öffnen und nicht eine Faser zu beeinträchtigen, die in der im wesentlichen rechteckig geformten Öffnung im Ende 124 aufgenommen wurde und in der Spleißvorrichtung 110 mittels der Klemmen 130, 132 und 134 an Ort und Stelle gehalten wird.
In der gleichen Weise wird das Werkzeug 12 benutzt, um die Federklemmen 130, 132 und 134 zu öffnen, so daß die Faser 21 in der Öffnung 119 im Ende 124 aufgenommen und aus dieser entfernt werden kann. Wie vorangehend beschrieben wird, ist die Länge des Werkzeuges so, daß lediglich die Federklemmen 130, 132 und 134 geöffnet werden, und daß nicht eine Faser beeinträchtigt wird, die in der Öffnung 118 aufgenommen wurde und in der Spleißvorrichtung 110 mittels der Klemmen 126, 128 und 130 an Ort und Stelle gehalten wird. Wie bei der Spleißvorrichtung 10 kann ein Facharbeiter jene Federklemmen der Spleißvorrichtung 110, die mit einer der Fasern in Verbindung stehen, mit nur einer Hand spreizen und mit jener Hand oder der anderen Hand entweder jene Faser in jene Federklemmen einführen oder aus diesen entfernen, ohne daß eine Faser gestört wird, die in den Federklemmen aufgenommen wurde, die mit jener anderen Faser in Verbindung stehen.
Wie vorangehend beschrieben wurde, sind die Körperhälften 114a, 114b die Spiegelbilder voneinander, und wenn sie zusammengepaßt werden, bilden sie die Öffnungen 118, 119, 122 und 123. Daher wird nur die Hälfte jener Öffnungen 118b, 119b im Ende 116b und die Hälfte jener Öffnungen 122b, 123b im Ende 124b der Körperhälfte 114b in Fig. 6b gezeigt. Die Körperhälfte 114b umfaßt den nach oben vorstehenden Ausrichtungsvorsprung oder den Paßstift 144b und das komplementäre Ausrichtungsloch oder die Öffnung 146b.
Wenn die Polymerkörperhälften 114a und 114b während des Zusammenbaus der Spleißvorrichtung 110 zusammengepaßt werden, kommt der Ausrichtungsvorsprung oder Paßstift 144b an der Körperhälfte 114b mit dem komplementären Ausrichtungsloch oder der Öffnung 146a in der Körperhälfte 114a in Eingriff. Die Öffnung 146b in der Körperhälfte 114b kommt mit dem Stift 144a an der Körperhälfte 114a in Eingriff.
Beginnend an der Öffnung 118b weist der Abschnitt 126b einen ersten konischen halben rechteckig geformten Abschnitt 148b auf, dem ein erster halber rechteckig geformter Abschnitt 150b folgt. Wenn die Spleißvorrichtung 110 aus den Körperhälften 114a und 114b zusammengebaut und die Federklemme 126 geschlossen ist, begrenzt der halbe rechteckig geformte Abschnitt 150b in Verbindung mit dem halben rechteckig geformten Abschnitt 150a der Körperhälfte 114a ein längliches Rechteck 150, dessen Höhe ausreichend ist, um einen Puffer 120b von 900 µm an Ort und Stelle zu halten. Im Anschluß an den halben rechteckig geformten Abschnitt 150b besitzt der Abschnitt 126b einen zweiten konischen halben rechteckig geformten Abschnitt 152b. Ein zweiter halber rechteckig geformter Abschnitt 154b beginnt am linken Ende des Abschnittes 152b und endet am Spalt 136b. Wenn die Spleißvorrichtung 110 zusammengebaut und die Federklemme 126 geschlossen ist, begrenzt der halbe rechteckig geformte Abschnitt 154b in Verbindung mit dem halben rechteckig geformten Abschnitt 154a der Körperhälfte 114a ein längliches Rechteck 154, dessen Höhe ausreichend ist, um einen Puffer 20b von 500 µm an Ort und Stelle zu halten.
Beginnend am Spalt 136b besitzt der Abschnitt 128b einen konischen halben rechteckig geformten Abschnitt 156b, dem ein halber rechteckig geformter Abschnitt 158b folgt, der am Spalt 138b endet. Wenn die Spleißvorrichtung 110 zusammengebaut und die Federklemme 128 geschlossen ist, begrenzt der halbe rechteckig geformte Abschnitt 158b in Verbindung mit dem halben rechteckig geformten Abschnitt 158a der Körperhälfte 114a ein längliches Rechteck 158, dessen Höhe ausreichend ist, um einen Puffer 20b von 250 µm an Ort und Stelle zu halten.
In der gleichen Weise weist der Abschnitt 134b einen ersten und zweiten konischen halben rechteckig geformten Abschnitt 160b und 164b sowie einen ersten und zweiten halben rechteckig geformten Abschnitt 162b und 166b auf. Wenn die Spleißvorrichtung 110 zusammengebaut und die Federklemme 134 geschlossen ist, begrenzen die halben rechteckig geformten Abschnitte 162b und 166b in Verbindung mit den halben rechteckig geformten Abschnitten 162a und 166a der Körperhälfte 114a die länglichen Rechtecke 162 und bzw. 166, deren Höhen ausreichend sind, um einen Puffer von 900 µm und bzw. 500 µm an Ort und Stelle zu halten. Ebenfalls in der gleichen Weise weist der Abschnitt 132b einen konischen halben rechteckig geformten Abschnitt 168b und einen halben rechteckig geformten Abschnitt 170b auf. Wenn die Spleißvorrichtung 110 zusammengebaut und die Federklemme 132 geschlossen ist, begrenzt der halbe rechteckig geformte Abschnitt 170b in Verbindung mit dem halben rechteckig geformten Abschnitt 170a der Körperhälfte 114a ein längliches Rechteck 170, dessen Höhe ausreichend ist, um einen Puffer von 250 µm an Ort und Stelle zu halten.
Der Abschnitt 130b, der in Fig. 6 gezeigt wird, muß nicht im Detail beschrieben werden, da er im Aufbau und in der Funktion mit dem Abschnitt 28b der Körperhälfte 14b der Spleißvorrichtung 10 identisch ist. Außerdem muß die übrige Körperhälfte 114b beschrieben werden, daß sie im Aufbau und in der Funktion mit jenen Teilen der Körperhälfte 14b identisch ist, die mit den Bezugszahlen gekennzeichnet sind, die nur von denen in Fig. 6b gezeigten darin abweichen, daß bei ihnen die Position einhundert fehlt. Bei einer vollständig zusammengebauten Spleißvorrichtung 110 gestattet das Öffnen der Federklemmen 126, 128 und 130 durch Benutzung des Werkzeuges 112, daß eine Faser 20 in der Öffnung 118 aufgenommen wird. Die Ummantelung der Faser wird in der rechten Hälfte des Spleißelementes 182 aufgenommen. Das Öffnen der Federklemmen 13, 132 und 134 der vollständig zusammengebauten Spleißvorrichtung durch Benutzung des Werkzeuges 112 gestattet, daß eine Faser 21 in der Öffnung 119 aufgenommen wird. Die Ummantelung 21a jener Faser wird in der linken Hälfte des Spleißelementes 182 aufgenommen.
Mit Bezugnahme auf Fig. 7 wird eine Ausführung der Federspleißvorrichtung aus dem Polymeren entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt, die jegliche Anzahl von Puffern mit verschiedenen Durchmessern bei Verwendung von nur einer einzelnen Spleißklemme 226 festklemmen kann. Fig. 7 zeigt, daß die Spleißvorrichtung 210 vollständig zusammengebaut ist. Es besteht keine Notwendigkeit, eine der beiden Spleißkörperhälften 214a, 214b zu zeigen, da sie mit der in Fig. 2 gezeigten Körperhälfte für das Festklemmen von zwei verschiedenen Puffergrößen oder mit der in Fig. 6b gezeigten Körperhälfte für das Festklemmen von drei verschiedenen Puffergrößen mit der einzigen Ausnahme identisch sind, daß die Körperhälften 214a, 214b nicht die in den Fig. 2 und 6b gezeigten Spalten aufweisen.
Das Werkzeug 212 wird in Fig. 7 als identisch mit dem Werkzeug 12 in Fig. 1 gezeigt, d.h., für eine Spleißvorrichtung 210, die zwei verschiedene Puffergrößen festklemmt. Wenn die Spleißvorrichtung 210 so ausgelegt wäre, daß drei verschiedene Puffergrößen festgeklemmt werden, dann wäre das Werkzeug 212 mit dem Werkzeug 112 in Fig. 6a identisch.
Wir ermittelten, daß, wenn das Werkzeug 212 in die Öffnung 222 eingeführt und in einer Richtung so gedreht wird, daß die Körperhälften durchgebogen werden, eine Faser 20 in die Öffnung 218 eingeführt oder aus dieser entfernt werden kann, ohne daß eine Faser gestört wird, die in die Öffnung 219 eingeführt wurde. Mit anderen Worten, die einzelne Spleißklemme 226 reicht aus, um eine Faser in Position zu halten, die in eine der Öffnungen 218 oder 219 eingeführt wurde, wenn das Werkzeug benutzt wird, um die Klemme 226 durchzubiegen, so daß eine Faser in die andere der Öffnungen 219 oder 218 eingeführt oder aus dieser entfernt werden kann. Ein Vergleich der Fig. 7 mit den Fig. 1 und 6a zeigt, daß die vorliegende Ausführung mit Ausnahme des Nichtvorhandenseins von irgendwelchen Spalten ansonsten mit den in jenen Fig. gezeigten Ausführungen der Spleißvorrichtung identisch ist. Daher ist es nicht erforderlich, die Spleißvorrichtung 210 weiter zu beschreiben.
In Fig. 8a wird das Werkzeug 12 aus Fig. 1 gezeigt. Das Werkzeug 12 besitzt einen Griff 12a und eine Welle 12b, die sich von dort nach außen erstreckt. Die Welle 12b ist in einen ersten und einen zweiten Abschnitt 12c und bzw. 12d unterteilt. Der Abschnitt 12c beginnt am Griff 12a und ist etwa zweimal so lang wie der Abschnitt 12d. Wie in Fig. 8a zu sehen ist, ist der Abschnitt 12c breiter als der Abschnitt 12d. Die unterschiedlichen Breiten der Wellenabschnitte bewirken die Absätze 12e auf der Welle an jener Stelle, wo der Abschnitt 12c endet und der Abschnitt 12d beginnt.
Bezieht man sich wieder auf die Fig. 1, 2, 3 und 5a, so kann man sehen, daß, wenn das Werkzeug 12 vollständig in die Öffnung 22 des Endes 16 eingeführt ist, jener Wellenabschnitt 12c in jenem Teil des Kanals 88 zu finden ist, der sich im Abschnitt 26 befindet. Der Wellenabschnitt 12d befindet sich in jenem Abschnitt des Kanals 88, der sich in der dünnen Wand 71 des Abschnittes 28 befindet, und dem Kanal 101 des Spleißelementes 82, der sich ebenfalls im Abschnitt 28 befindet.
Wenn es auch in den Fig. 2 und 3 nicht deutlich gezeigt wird, so ist der Abschnitt des Kanals 88 im Abschnitt 26 breiter als der Abschnitt des Kanals 88 und des Kanals 101 im Abschnitt 28, Wenn ein Facharbeiter das Werkzeug 12 in die Öffnung 22 einführt, kommen die Absätze 12e mit den Außenteilen der Stimwand 71 in Berührung, die an den Kanal 88 angrenzt. Diese Berührung läßt den Facharbeiter wissen, daß das Werkzeug vollständig in die Öffnung 22 eingeführt ist. Wie deutlich in Fig. 5a zu sehen ist, wenn das Werkzeug 12 vollständig eingeführt ist, erstreckt sich der Wellenabschnitt 12d über etwa die Hälfte durch den Kanal 101. Wenn das Werkzeug 12 vollständig in die Öffnung 22 eingeführt ist, werden nur die Federklemmen 26 und 28 und nicht die Federklemme 30 durch die Drehung des Werkzeuges durchgebogen.
In Fig. 8b und 8c werden die Schnittdarstellungen durch die Abschnitte 12d und 12c gezeigt. Wie zu sehen ist, weist ein jeder der Wellenabschnitte einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die Ränder 12f des Abschnittes 12c und die 12g des Abschnittes 12d sind abgerundet, wodurch es leichter wird, das Werkzeug sowohl in der Richtung, in der die Federklemmen vollständig durchgebogen werden, als auch in der entgegengesetzten Richtung zu drehen.
Während auch das Werkzeug 12 so dargestellt wird, daß es einen Griff 12a aufweist, der im wesentlichen koaxial zur Achse der Welle 12b verläuft, muß erkannt werden, daß der Griff ebenfalls mit Bezugnahme auf die Wellenachse versetzt sein kann.
Das Werkzeug 112 für eine Benutzung bei der Spleißvorrichtung 110 aus Fig. 6a ist mit dem Werkzeug 12 aus Fig. 8a identisch, außer daß seine Welle 112b in drei im wesentlichen gleiche Abschnitte unterteilt ist, die jeweils mit den entsprechenden Federklemmen 126, 128, 130 oder 130, 132, 134 verbunden sind. Der Abschnitt 112c, der dem Griff 112a am nächsten ist, ist breiter als der Abschnitt 112d, der wiederum breiter ist als der Abschnitt 112e. Die Breite des Abschnittes 112e des Werkzeuges 112 ist die gleiche wie die Breite des Abschnittes 12d des Werkzeuges 12, da sich beide im Kanat 101 des Spleißelementes 82 befinden, wenn das Werkzeug vollständig in eines der beiden Enden der damit verbundenen Spleißvorrichtungen 10 und 110 eingeführt ist.
Das Werkzeug 112 besitzt erste und zweite Absätze 112f und 1129. Die Kanäle 188 und 190 der Spleißvorrichtung 110 (siehe Fig. 6b) zeigen ihre größte Breite in den Abschnitten 126 und bzw. 134; eine mittlere Breite in den Abschnitten 128 und bzw. 132; und ihre kleinste Breite in den Stirnwänden 171b und bzw. 175b. Wenn das Werkzeug 112 vollständig in die Spleißvorrichtung 110 eingeführt ist, weisen die Absätze 112f eine Berührung mit jenem Ende der Kanäle 188 oder 190 in den Abschnitten 128 oder 132 auf, das dem Spalt 136 oder 140 am nächsten ist, und die Absätze 112g weisen eine Berührung mit der Außenseite der Stimwand 171 oder 175 auf, um zu zeigen, daß das Werkzeug vollständig in die Spleißvorrichtung eingeführt ist.
Wie beim Werkzeug 12 sind die Ränder 112h, 112j und 112k der Abschnitte 112b, 112c und bzw. 112d abgerundet.
Die Spleißvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann in Platten mit sehr hohen Dichten montiert werden. Ein derartiges Beispiel wird in Fig. 9 gezeigt, bei dem eine Platte 300 sieben (7) Reihen umfaßt, von denen eine jede eine derartige Kapazität besitzt, daß acht (8) Spleißvorrichtungen 10 darin eingeführt werden können. Die Platte 300 besitzt 56 rechteckige Öffnungen 302, in die jeweils eine Spleißvorrichtung 10 eingeführt werden kann. Nur der Einfachheit halber werden in Fig. 9 die Spleißvorrichtungen nur in der oberen Reihe und der rechten Spalte der Platte 300 eingeführt gezeigt. Die Platte 300 umfaßt die Öffnungen 304, die benutzt werden, um die Platte an einem in geeigneter Weise angeordneten Rahmen (nicht gezeigt) zu montieren.
Damit jene Spleißvorrichtung 10 in die Öffnung 302 eingeführt wird, ist eine rechteckig geformte Zwinge 306 mit jeder Spleißvorrichtung verbunden. Vor dem Einführen einer jeden Spleißvorrichtung 10 in eine Öffnung 302 wird die Zwinge 306 über die Spleißvorrichtung geschoben und darauf zentriert. Die Kombination von Spleißvorrichtung 10 und Zwinge 306 wird danach in die Öffnung 302 eingeführt. Jede Zwinge besitzt zwei nach außen vorstehende Federvorsprünge 308 und einen erhabenen Rand 306d, die benutzt werden, um zusammenwirkend mit der Öffnung 302 in Eingriff zu kommen, um dadurch die Kombination von Spleißvorrichtung und Zwinge sicher in der Öffnung zu halten. Ein derartiger Federvorsprung 308 wird in Fig. 9 gezeigt, bei der ein Abschnitt des oberen linken Randes der Platte 300 angrenzend an die äußerste linke Öffnung in der ersten Reihe weggeschnitten wurde.
In Fig. 10a, 10b und 10c werden verschiedene Ansichten der Zwinge 306 gezeigt. Die Federvorsprünge 308 werden am deutlichsten in Fig. 10a und 10b gezeigt. Die Federvorsprünge 308 werden in den Öffnungen 306a in den Breitseiten 306b der rechteckig geformten Zwinge 306 angeordnet. Pro Breitseite ist eine Öffnung und ein Federvorsprung vorhanden. Jeder Federvorsprung umfaßt einen Arm 308a mit einem darauf nach außen vorstehenden erhabenen rechten dreieckig geformten Abschnitt 308b. Wenn die Kombination der Zwinge 306 und der Spleißvorrichtung vollständig in eine Öffnung 302 eingeführt ist, kommt der Abschnitt 308b zwangsläufig mit der Hinterseite 300a (siehe Fig. 9) der Platte 300 in Eingriff, um dadurch eine Unterstützung beim Festhalten der Spleißvorrichtung 10 in der Öffnung 302 zu bewirken. Ein geeignetes Werkzeug, wie beispielsweise ein dünner Schraubendreher mit flacher Klinge, kann dann benutzt werden, um die Vorsprünge 308 so niederzudrücken, daß die Kombination von Spleißvorrichtung und Zwinge aus irgendeinem Grund aus der Öffnung 302 entfernt werden kann.
Besonders mit Bezugnahme auf Fig. 10a und 10b sieht man, daß die Zwinge 306 am Ende 306c den erhabenen Rand 306d umfaßt. Wie aus Fig. 9 zu ersehen ist, wenn die Kombination von Spleißvorrichtung und Zwinge vollständig in einer Öffnung 302 eingeführt ist, stößt der Rand 306d gegen die Vorderseite 300b der Platte 300. Wenn die Zwinge 306 vollständig in der Platte 300 eingeführt ist, wirken daher die Vorsprünge 308 und der erhabene Rand 306d zusammen, um die Kombination von Zwinge und Spleißvorrichtung fest in der Platte 300 zu halten.
In Fig. 10c sieht man, daß die Zwinge 306 auf jeder ihrer Breitseiten 306b eine halbzylindrisch geformte Rippe 306e umfaßt, die in die rechteckige Öffnung 306h ragt. Die Rippen befinden sich auf den Breitseiten in der Nähe der Schmalseite 306f, die darin einen Spalt 306g aufweist. Gehen wir kurzzeitig zu Fig. 1 und 5a zurück, so sieht man, daß die Körperhälfte 14a der Spleißvorrichtung 10 im Abschnitt 28a eine längliche halbzylindrisch geformte Aussparung 29a umfaßt. Wenn es auch nicht in beiden der vorangehend angeführten Fig. gezeigt wird, so umfaßt die Körperhälfte 14b ebenfalls im Abschnitt 28b eine längliche halbzylindrisch geformte Aussparung 29b in Spiegelbildform.
Die Aussparungen 29a, 29b sind in ihrer Form komplementär zu den vorstehenden Rippen 306e und weisen jeweils eine Länge auf, die mindestens der der Rippen entspricht. Die Zwinge 306 wird über die Spleißvorrichtung geschoben, so daß der Spalt 306g in der Schmalseite 306f an die vereinheitlichte Konstruktion 91 angrenzt. Die hauptsächliche Funktion des Spaltes 306g ist, daß ein Öffnen der Zwinge, d.h., eine Vergrößerung der Öffnung 306h, gestattet wird, wenn sie über die Spleißvorrichtung geschoben wird. Wenn die Zwinge auf der Spleißvorrichtung zentriert ist, kommen die Rippen 306e zwangsläufig mit der dazugehörenden Aussparung 29a, 29b in Eingriff. Dieser zwangsläufige Eingriff vermittelt dem Facharbeiter, daß die Zwinge auf der Spleißvorrichtung zentriert ist, und daß die Kombination von Spleißvorrichtung und Zwinge jetzt für ein Einführen in eine der Öffnungen 302 bereit ist.
Es ist eine ausreichende Flexibilität der Zwinge 306 zu verzeichnen, so daß sie meistens leicht von der Spleißvorrichtung entfernt werden kann, auf der sie vorher installiert wurde. Es muß jedoch beachtet werden, daß der Spalt 306g einem Facharbeiter gestattet, ein geeignetes Werkzeug einzusetzen, wie beispielsweise einen Schraubendreher mit dünner Klinge, wenn es jemals erforderlich ist, die Rippen 306e aus den Aussparungen 29a, 29b herauszulösen, um die Zwinge von der Spleißvorrichtung zu entfernen. Es muß ebenfalls bemerkt werden, daß die Zwinge 306 nicht den Betrieb der Spleißvorrichtung 10 stört, wenn sie auf der Spleißvorrichtung installiert ist. Es muß ebenfalls weiter bemerkt werden, daß, während die Zwinge 306 nur in Verbindung mit der Spleißvorrichtung 10 gezeigt wurde, sie ebenfalls bei den Spleißvorrichtungen 110 und bzw. 210 aus den Fig. 6a und 7 verwendet werden kann. Dazu umfassen beide Spleißvorrichtungen ebenfalls längliche halbzylindrisch geformte Aussparungen 129a, 129b und bzw. 229a, 229b. Bei einer Ausführung wurde die Zwinge 306 aus dem gleichen VALOX- Polymeren gefertigt, das für die Fertigung der Körperhälften 14a, 14b der Spleißvorrichtung 10 eingesetzt wurde.
Es ist so zu verstehen, daß die Beschreibung der bevorzugten Ausführungen nur der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dient und nicht als umfassend anzusehen ist. Die Fachleute werden in der Lage sein, gewisse Zusätze, Streichungen und/oder Modifizierungen betreffs der Ausführungen des offenbarten Themas vorzunehmen, ohne daß man vom Bereich der Erfindung abweicht, wie er durch die als Anhang beigefügten Ansprüche abgegrenzt wird.

Claims

1. Spleißvorrichtung für mindestens zwei optische Fasern, wobei die Spleißvorrichtung aufweist:

ein Gehäuse (14), das mindestens eine Federvorrichtung (26, 28, 30) in Doppelauslegerform abgrenzt, wobei die oder jede Federvorrichtung (26, 28, 30) in Doppelauslegerform ein Paar miteinander verbundener Schenkel aufweist, und wobei das Gehäuse (14) mindestens zwei Öffnungen (18, 19) aufweist und jede Öffnung (18, 19) dabei mit einer entsprechenden der Fasern verbunden ist; und

eine Vorrichtung (82) für das Aufnehmen und Positionieren der Fasern, die im Gehäuse (14) vorhanden ist und sich zwischen mindestens zwei Öffnungen (18, 19) erstreckt, wobei die oder eine jede Federvorrichtung (26, 28, 30) an sich elastisch ist, um deren Schenkel in Richtung einer Position vorzuspannen in der die Ummantelung und der Puffer der optischen Fasern, die von der Vorrichtung (82) für das Aufnehmen und Positionieren der Fasern aufgenommen werden, festgeklemmt werden, so daß eine optische Faser, die durch die Vorrichtung (82) für das Aufnehmen und Positionieren der Fasern aufgenommen wird, die sich von einer der Öffnungen (18, 19) zu einer Position in der Hälfte zwischen den Öffnungen (18, 19) erstreckt, unabhängig von einer Faser festgeklemmt wird, die sich von der anderen der Öffnungen (18, 19) zu einer Position in der Hälfte erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern zwischen den Schenkeln festgeklemmt werden, und daß das Gehäuse (14) außerdem einen Kanal (88, 90) für das Aufnehmen eines Werkzeuges umfaßt, um die Schenkel der Federvorrichtung (26, 28, 30) voneinander weg gegen die ihr eigene Federwirkung der Federvorrichtung (26, 28, 30) zwischen einer der Öffnungen (18, 19) und in eine Position in der Hälfte zwischen ihnen durchzubiegen, um die Bewegung der entsprechenden optischen Faser mit Bezugnahme auf die Vorrichtung (82) für das Aufnehmen und Positionieren der Fasern zu gestatten.

2. Spleißvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung (82) für das Aufnehmen und Positionieren der Fasern eine Vielzahl von Puffergrößen für jede der mindestens zwei optischen Fasern aufnehmen kann.

3. Spleißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Gehäuse (14) erste und zweite Gehäusekörperhälften (14a, 14b) aufweist, die mindestens eine Federvorrichtung (26, 28, 30) in Doppelauslegerform bilden.

4. Spleißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung (82) für das Aufnehmen und Positionieren der Fasern ein Spleißelement aufweist, das zwei Spiegelbildkörperhälften (82a, 82b) besitzt, die jeweils die Hälfte der gebildeten Vorrichtung (82) für das Aufnehmen und Positionieren der Fasern aufweisen.

5. Spleißvorrichtung nach Anspruch 4, bei der jede der Spleißelementkörperhälften (82a, 82b) aufweist:

a) eine V-förmige Faserauflagefläche (109a oder 109b); und

b) die Hälfte (103a oder 103b) der Öffnung (103) für das Aufnehmen eines Werkzeuges für das Spreizen des Spleißelementes, so daß eine Faser im Spleißelement bewegt werden kann.

6. Spleißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die außerdem eine Zwinge für das Montieren der Spleißvorrichtung in einer Durchgangsöffnung in einer Platte, die zwei Seiten besitzt, aufweist, wobei die Zwinge aufweist:

a) einen Körper (306), der einen äußeren Aufbau für einen komplementären Eingriff mit der Durchgangsöffnung der Platte und eine Durchgangsöffnung (306h) für das Aufnehmen der Spleißvorrichtung aufweist, wobei die Öffnung (306h) eine innere Form besitzt, die im wesentlichen zur äußeren Form der Spleißvorrichtung komplementär ist; und

b) einen Rand (306d) am Körper (306) für das zwangsläufige Eingreifen einer Fläche der Platte, wenn die Zwinge eingesetzt wird.

7. Verfahren für das Zusammenbauen einer Spleißvorrichtung für optische Fasern in der Ausführung, die im Anspruch 4 oder 5 beansprucht wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Zusammenbauen der ersten und zweiten Spleißelementkörperhälften (82a, 82b), um das Spleißelement (82) zu bilden;

b) Anordnen des Spleißelementes (82) in einer Aussparung (80a oder 8db) einer von den ersten und zweiten Gehäusekörperhälften (14a, 14b);

c) Zusammenbauen der ersten und zweiten Gehäusekörperhälften (14a, 14b), um die Spleißvorrichtung zu bilden; und

d) Verschmelzen der vorgegebenen Abschnitte der ersten und zweiten Gehäusekörperhälften (14a, 14b) miteinander.

8, Verfahren nach Anspruch 7, das außerdem vor dem Schritt des Zusammenbauens der ersten und zweiten Spleißelementkörperhälften (82a, 82b) den Schritt des Ausrichtens der ersten und zweiten Spleißelementkörperhälften (82a, 82b) zueinander aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, das außerdem vor dem Schritt des Zusammenbauens der ersten und zweiten Gehäusekörperhälften (14a, 14b) den Schritt des Ausrichtens der ersten und zweiten Gehäusekörperhälften (14a, 14b) zueinander aufweist.

10. Verfahrensweise bei der Betätigung einer Spleißvorrichtung der Ausführung, die in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht wird, wobei die Verfahrensweise die folgenden Schritte aufweist:

a) Bewirken einer Durchbiegung von mindestens einer Federvorrichtung in Doppel auslegerform zwischen einer der mindestens zwei Öffnungen (18, 19) und der Position in der Hälfte zwischen diesen; und

b) Bewegen der damit verbundenen einen der mindestens zwei optischen Fasern in der Vorrichtung (82) für das Aufnehmen und Positionieren der Fasern.

11. Verfahren nach Anspruch 10, das außerdem den Schritt des Wegnehmens der Durchbiegungskraft nach dem Bewegungsschritt aufweist.