EP0941495A2 - Schutzvorrichtung - Google Patents

Schutzvorrichtung

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Publication number
EP0941495A2
EP0941495A2 EP97955061A EP97955061A EP0941495A2 EP 0941495 A2 EP0941495 A2 EP 0941495A2 EP 97955061 A EP97955061 A EP 97955061A EP 97955061 A EP97955061 A EP 97955061A EP 0941495 A2 EP0941495 A2 EP 0941495A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
protection device
splice
protective
optical fibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97955061A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Rossberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ROSSBERG, ROLF
Original Assignee
TZ Kommunikationstechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TZ Kommunikationstechnik GmbH filed Critical TZ Kommunikationstechnik GmbH
Publication of EP0941495A2 publication Critical patent/EP0941495A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2558—Reinforcement of splice joint

Definitions

  • the invention relates to a protective device for the splice point of two optical fibers according to the preamble of claim 1.
  • a number of protective devices for protecting such splice points are known, namely sandwich, shrink tube and Plastic jacket restoration guards.
  • a sandwich protection device can be found, for example, in the article "Splice and assembly technology" by H. Feilhauer et al., Published in “ANT Technical Reports", Issue 3, December 1 983, pages 51-60. This is e.g. introduced at DeutscheInstitut in line technology for welded optical fibers.
  • An elongated, L-shaped angled aluminum carrier is coated with a permanently elastic, sticky mass and is folded over the free splice like a case.
  • the installation of this protective device is simple. The night consists of arn, that this protective device is suitable for primary coated glass fibers, not centrally symmetrically arranged, relatively large and not compatible with the glass fiber.
  • This protective device offers relatively little protection, which is sufficient, however, if the spliced glass fibers are additionally accommodated in splice cassettes or splice sleeves.
  • the protective device is unsuitable for secondary coated glass fibers and less suitable in open housings.
  • Shrink tube protection devices are known, for example, from the article "New reinforcement for arc-fusion spiiced fiber” by M. Miyauchi et al., Published in the magazine “Electronics Letters", 1 7 (1 981), pages 907-908, and from Article “Design and characteristics of reinforcement method for fusion spiiced optical fiber” by M. Matsumoto et al., Published in the journal “J. Lightwave Technology", LT-3 (1985), pages 322-327.
  • These protective devices have a shrink tube, a tube made of a hot-melt adhesive (eg EVA, ethylene yenyl acetate) arranged in this and, as a supplement, a rod, usually made of metal, which serves as kink protection for the spliced optical fibers.
  • a hot-melt adhesive eg EVA, ethylene yenyl acetate
  • a rod usually made of metal, which serves as kink protection for the spliced optical fibers.
  • shrink tube protection devices are suitable for primary-coated as well as for secondary-coated glass fibers and also for mixed applications, i.e. for primary and secondary coated glass fibers.
  • the disadvantages are that the protective device is arranged asymmetrically, the glass fiber, in particular as a solid core, is subjected to bending at the transition point from the secondary-coated to the stripped fiber.
  • the coefficient of thermal expansion is not matched to that of the optical waveguide. This can cause the fiber optic cable to break when the temperature changes, especially if the shrink tube is not carefully shrunk on.
  • this protective device is also heavy and stiff and has a relatively large diameter; it represents a foreign body that is not compatible with the glass fiber.
  • the restoration of the plastic jacket at the splice point can be seen for example from GB-PS 20 87 585 and DE-C 1 -34 09 920.
  • This restoration of the plastic jacket is important in those cases in which the glass fibers at the splice point must have the same cross-section and the same flexibility as the other glass fiber sections, because, for example, the splice in the optical fiber cable is to be stranded.
  • the complex device and manufacturing technology is disadvantageous. This protection device is therefore very expensive and is not suitable for normal applications.
  • quartz glass fibers have a very high mechanical strength immediately after their production. The fibers can be subjected to relatively high tensile and bending forces without the fibers breaking.
  • the strength of the fibers can be obtained in a known manner by applying a thin plastic coating, for example a layer of silicone, UV-curing adhesives, such as acrylates or epoxy resins, or with a metallization so that the fibers do not become brittle.
  • a thin plastic coating for example a layer of silicone, UV-curing adhesives, such as acrylates or epoxy resins, or with a metallization so that the fibers do not become brittle.
  • Quartz glass capillaries are also generally known which are comparable in material to the glass fibers used as optical fibers and which are provided on the outside with a thin plastic coating, preferably a polyimide coating, and are used in capillary gas chromatography. These capillaries are insensitive to environmental influences and retain their high strength. No plastic coating is provided on the inner wall of these capillaries. If such a glass capillary is pushed over a plastic-coated glass fiber for a different purpose, the strength of the glass capillary is drastically reduced, even if the glass fiber has been carefully cleaned of dust particles beforehand. A tube that was almost impossible to break before can easily be broken into small pieces later.
  • the object of the invention is to provide a protective device of the type specified in the preamble of claim 1, which is more reliable and less expensive.
  • the metal tubes are particularly inexpensive as stainless steel tubes because they are available by the meter. Stainless steel also has a small thermal expansion coefficient. If tubes made of prodemate material, for example silicon compounds or preferably glass, in particular quartz glass, are used, the protective coating of the tubes, which is present shortly after the tubes have been manufactured, can be maintained for a long time. Quartz glass tubes are commercially available and therefore very inexpensive.
  • the protective device is also suitable for primary coated glass fibers, for secondary coated glass fibers and for mixed applications, ie for primary and secondary coated glass fibers. If the tube also has the same coefficient of thermal expansion as the glass fiber, as is the case, for example, with a quartz glass tube, then the glass fiber remains force-free even when the temperature changes.
  • Fig. 1 is a perspective view of two spliced
  • FIG. 2 is a perspective view of the structure of the protective tube shown in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a perspective view of a second embodiment of the
  • Protective device in the form of a protective tube
  • Protective device with a shrink tube and protective tubes arranged inside, 5 shows a perspective view of a fourth embodiment of the
  • Fig. 10 is a perspective view of several spliced
  • the protective tube 4 can be made of metal, preferably stainless steel, or of brittle material, such as glass, preferably quartz glass.
  • stainless steel tubes can be used for injection needles with standard outer / inner diameters of 530/260, 620/320 and 920/540 ⁇ m.
  • quartz glass tubes with commercially available inner diameters of 200, 250, 320, 530 and 750 ⁇ m and a wall thickness of the order of 40 ⁇ m can also be used, for example.
  • the tube 4 is only a few centimeters long and longer than the area of the splice connection to be protected.
  • the tube 4 is made of brittle material, such as silicon compounds or quartz glass, the tube 4 is provided on the outside and inside with a protective layer 5 or 6 which prevents stress corrosion cracking. Furthermore, it is advantageous to provide the tube 4 shown in FIG. 2 with its protective layers 5, 6 during its manufacture or immediately thereafter, so that the initial strength of the tube 4 is not lost.
  • Organic or inorganic substances that prevent stress corrosion are suitable as coating material.
  • a polyimide is preferably used, the layer thickness of which is of the order of 25 ⁇ m.
  • the protective layers 5 and 6 do not have to be made of the same material or of the same thickness.
  • a known surface treatment is possible to remove fine hairline cracks.
  • the protective tube 4 In order to prevent the protective tube 4 from slipping over the splice, it must be held in its position with suitable means.
  • suitable means for example acrylates, epoxy resins or thermoplastic plastics, which are cured or melted by known processes, are suitable.
  • the glass fiber 8 or 9 into the protective tube 4 In order to be able to better introduce the glass fiber 8 or 9 into the protective tube 4, the latter is widened in a funnel shape at its two ends 17, 17 'according to FIG. 3.
  • the tube 4 can also be cut obliquely at both ends for this purpose, as is not shown.
  • sleeve 10 which consists of a thermoplastic as a hot melt adhesive, for example EVA (ethylene enyl acetate), which can also be applied directly as a hot melt adhesive on the inside of the shrink tube 7 can and by reducing the heat its cross-section so far that it sits firmly on the protective tube 4 and on the plastic jacket of the spliced glass fibers.
  • the sleeve 10 also fulfills the task of securing the protective tube 4 against slipping and is generally easier to use than an adhesive bond.
  • the shrink tube 7 should preferably only have a transverse shrinkage and preferably no longitudinal shrinkage, because otherwise there is a risk that the spliced glass fibers are compressed in the protective tube.
  • the shrink tube 7 is longer than the protective tube 4 in order to provide additional kink protection 14, 15 for the glass fibers 8, 9, as can be seen from FIG. 6.
  • This figure shows a finished splice connection with a protective device according to FIG. 4.
  • the protruding length depends on the expected tensile forces that can affect the spliced glass fibers and must be absorbed. In order to prevent the protective tube 4 from slipping in the shrink tube 7 before use, this is partially or completely shrunk onto the protective tube 4, as shown in FIG.
  • the protruding lengths 1 2 remaining widened in a funnel shape, so that the glass fiber is easier in the protective tube 4 can be inserted.
  • the shrink tube can also be attached in the form of short sections 1 3 on the ends of the protective tube 4. This increases the flexibility of the protective device.
  • the open ends 1 2 are in turn funnel-shaped.
  • Fig. 7 can also be placed instead of the shrink tube 7 with the hot-melt adhesive 10 over the protective tube 4, tight-fitting caps 1 6, 1 6 'on both sides made of elastic material, for example made of silicone rubber, in order to hold the protective tube 4 in its intended position. This takes less time to assemble.
  • the caps 1 6, 1 6 ' also offer kink protection for the glass fibers. However, these caps cannot absorb larger tensile forces or torsional forces, which is why this type of protection is only suitable for splices for placement in splice trays or splice sleeves.
  • the protective tube is slotted in the longitudinal direction so that it can be retrofitted over the splice point.
  • an adhesive is introduced into the protective tube, preferably a hot melt adhesive, over the protective tube.
  • the spliced glass fibers can be easily inserted into the softened adhesive. UV light curing adhesives or other adhesives can also be used.
  • Fig. 8 several slotted protective tubes 18 are shown arranged side by side, which are non-positively connected to each other, for example glued, welded or fused. It is advisable to provide the interconnected protective tubes 1 8 with a common shrink tube or alternatively with elastic caps.
  • the welded connections of several optical fibers can also be protected, as shown in FIG. 9.
  • several bundled glass fibers are housed in a common tube. Only one protective tube 4, which can be slotted, is arranged over one of the glass fibers. The other glass fibers are not given a protective tube.
  • a common shrink tube 7 is shrunk over all connection points. The strength of a single protective tube 4 is sufficient to protect all connections against kinking and excessive bending.
  • a separate hot-melt adhesive sleeve 10a can be provided for each connection, which in turn is arranged symmetrically around the protective tube 4.
  • This has the advantage that each connection has an orderly space between the protective tube 4 and the shrink tube 7. It is not necessary to cover the protective tube 4 with a welded glass fiber connection if this results in a symmetrical arrangement of the glass fibers to be protected.
  • an inner coating 6 is not required; however, care must be taken to ensure that the interior of the protective tube is not exposed to the environment. This can be achieved by filling the protective tube with a plastic, wax or paraffin or other substances, for example, or by sealing it airtight at the ends.
  • a quartz glass rod with a comparable diameter and provided with a thin plastic layer can offer effective protection against excessive bending or kinking of the splice connection.
  • protective tubes 4 with a circular cross section for single fiber connections.
  • the protective tube is provided with an oval, elliptical or rectangular cross section 19, as is indicated in FIG. 10 without the hot melt adhesive 10 being shown.
  • spliced ribbon cables as are increasingly used in the short range (local network, LAN, MAN), can be accommodated with up to 12 glass fibers or more.
  • the glass fibers of the ribbons are not fanned out and individually welded, but are housed as a whole in one work step and as such together in a protective tube.
  • a shrink tube 20 is then shrunk over everything.
  • the protective tube can be glued to the fibers, or elastic caps can be attached.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung mit einem Röhrchen (4) für die geschweißte Spleißstelle zweier kunststoffbeschichteter Lichtwellenleiter (1, 2), wobei deren Kunststoffbeschichtung an der Spleißstelle entfernt worden ist und das Röhrchen (4) vor der Verschweißung auf einem der Lichtwellenleiter aufgeschoben und danach über die Spleißstelle geschoben und dort die Beschichtungen der beiden Lichtwellenleiter verbindend fixiert wird, und wobei das Röhrchen (4) aus Metall oder Quarzglas besteht.

Description

Schutzvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für die Spleißstelle zweier Lichtwellenleiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Für das Spleißen der kunststoffbeschichteten Lichtwellenieiter werden deren Fasern an kurzen Endabschnitten von ihrer Kunststoffummantelung befreit. Die miteinander verbundenen, ungeschützten Endabschnitte verlieren gegenüber den ummantelten Glasfasern sehr stark an Festigkeit. Bei einem mechanischen Spleiß, bei dem das Mittel zur Faserausrichtung Bestandteil der endgültigen Lichtwellenleiterverbindung ist, ist an sich schon ein gewisser Schutz der miteinander verbundenen Glasfasern gegeben. Im Gegensatz dazu ist bei einem Verschmelzspleiß unbedingt ein zusätzlicher Schutz der miteinander verbundenen Glasfasern erforderlich, um die gespleißten Glasfasern handhabbar zu machen und gegen Umwelteinflüsse zu schützen.
Es sind eine Reihe von Schutzvorrichtungen für den Schutz solcher Spleißstellen bekannt, nämlich Sandwich-, Schrumpfschlauch- und Kunststoffmantelrestaurierungs-Schutzvorrichtungen.
Eine Sandwich-Schutzvorrichtung geht beispielsweise aus dem Artikel "Spleiß- und Montagetechnik" von H. Feilhauer et al., veröffentlicht in "ANT Technische Berichte", Heft 3, Dezember 1 983, Seiten 51 -60, hervor. Diese ist z.B. bei der Deutschen Telekom in der Linientechnik für geschweißte Lichtwellenleiter eingeführt. Ein länglicher, L-förmig abgewinkelter Aluminiumträger ist mit einer dauerelastischen, klebrigen Masse beschichtet und wird über der freien Spleißstelle wie ein Etui zugeklappt. Die Montage dieser Schutzvorrichtung ist einfach. Die Nachte i le beste he n a be r d ari n , d a ß d iese Sc h utzvorrichtu n g n u r f ü r primärbeschichtete Glasfasern geeignet, nicht zentralsymetrisch angeordnet, relativ groß und nicht mit der Glasfaser kompatibel ist. Diese Schutzvorrichtung bietet verhältnismäßig wenig Schutz, der jedoch ausreicht, wenn die gespleißten Glasfasern zusätzlich in Spleißkassetten oder Spleißmuffen untergebracht werden. Für sekundärbeschichtete Glasfasern ist die Schutzvorrichtung ungeeignet, und in offenen Gehäusen ist sie weniger geeignet.
Schrumpfschlauch-Schutzvorrichtungen sind beispielsweise aus dem Artikel "New reinforcement for arc-fusion spiiced fibre" von M. Miyauchi et al., veröffentlicht in der Zeitschrift "Electronics Letters", 1 7 (1 981 ), Seiten 907 - 908, und aus dem Artikel "Design and characteristics of reinforcement method for fusion spiiced optical fiber" von M. Matsumoto et al., veröffentlicht in der Zeitschrift "J . Lightwave Technology", LT-3 ( 1985), Seiten 322 - 327, bekannt.
Diese Schutzvorrichtungen weisen einen Schrumpfschlauch, ein in diesem angeordnetes Röhrchen aus einem Schmelzkleber (z.B. EVA,Ethylenyenylazetat) und als Beilage einen meist aus Metall bestehenden Stab auf, der als Knickschutz für die gespleißten Lichtwellenieiter dient. Vor der Präparation der Glasfaserenden wird eine der Glasfasern durch das Schmelzkleber-Röhrchen geschoben. Nach der Herstellung der Spleißverbindung wird die Schutzvorrichtung über der Spleißstelle in Position gebrac ht u nd der Schrumpfschlauch aufgeschrumpft, wobei der Schmelzkleber erweicht und die zu schützende, abgemantelte Glasfaser umschließt.
Solche Schrumpfschlauch-Schutzvorrichtungen eignen sich sowohl fü r primärbeschichtete, als auch für sekundärbeschichtete Glasfasern und ferner ebenfalls für gemischte Anwendungen, d .h. für primär- und sekundärbeschichtete Glasfasern. Die Nachteile bestehen jedoch darin, daß die Schutzvorrichtung asymmetrisch angeordnet ist, die Glasfaser, insbesondere als Vollader, an der Übergangsstelle von der sekundärummantelten zur abgemantelten Faser auf Biegung beansprucht wird. Der thermische Ausdehnungskoeffizient ist nicht an den des Lichtwellenleiters angepaßt. Dadurch kann es bei Temperaturwechseln zum Bruch des Lichtwellenleiters kommen, insbesondere dann, wenn der Schrumpfschlauch nicht sorgfältig aufgeschrumpft wird. Im Vergleich zur Glasfaser ist diese Schutzvorrichtung auch schwer und steif und hat einen relativ großen Durchmesser; sie stellt einen Fremdkörper dar, der nicht mit der Glasfaser kompatibel ist.
Die Restaurierung des Kunststoffmantels an der Spleißstelle geht beispielsweise aus der GB-PS 20 87 585 und der DE-C 1 -34 09 920 hervor. Diese Wiederherstellung des Kunststoffmantels ist in denjenigen Fällen wichtig, in denen die Glasfasern an der Spleißstelle den gleichen Querschnitt und die gleiche Flexibilität wie die übrigen Glasfaserabschnitte aufweisen müssen, weil beispielsweise der Spleiß im Lichtwellenleiterkabel mitverseilt werden soll. Von Nachteil ist jedoch die aufwendige Geräte- und Herstellungstechnik. Damit ist diese Schutzvorrichtung sehr teuer und nicht für normale Anwendungen geeignet. Allgemein bekannt ist auch, daß Quarzglasfasern unmittelbar nach ihrer Herstellung eine sehr hohe mechanische Festigkeit haben. Die Fasern können relativ hohen Zug- und Biegekräften ausgesetzt werden, ohne daß die Fasern brechen. Diese Festigkeit nimmt aber wegen der Spannungsrißkorrosion zeitlich sehr rasch ab, wenn die Fasern Umwelteinflüssen, beispielsweise der normalen Atmosphäre, den Staubpartikeln, der Luftfeuchtigkeit oder dem Fingerschweiß, ausgesetzt werden. Die Festigkeit der Fasern läßt sich in bekannter Weise durch Aufbringen einer dünnen Kunststoffbeschichtung, z.B. einer Schicht aus Silikon, UV-härtenden Klebern, wie Acrylaten oder Epoxidharzen, oder mit einer Metallisierung erhalten, so daß die Fasern nicht brüchig werden.
Allgemein bekannt sind auch Quarzglaskapillaren, die vom Material her mit den als Lichtwellenleiter benutzten Glasfasern vergleichbar sind und die außen mit einer dünnen Kunststoffbeschichtung, vorzugsweise einer Polyimidbeschichtung, versehen sind und in der Kapillar-Gas-Chromatografie verwendet werden. Diese Kapillaren sind gegenüber Umwelteinflüssen unempfindlich und behalten ihre hohe Festigkeit. Auf der Innenwand dieser Kapillaren ist keine Kunststoffbeschichtung vorgesehen. Wird eine derartige Glaskapillare zweckentfremdet über eine kunststoffbeschichtete Glasfaser geschoben, dann wird die Festigkeit der Glaskapillare drastisch reduziert, auch wenn die Glasfaser vorher sorgfältig von Staubpartikeln gereinigt wurde. Ein Röhrchen, das zuvor fast nicht zu zerbrechen war, läßt sich später leicht in kleine Stücke zerbrechen.
Ferner ist durch den Artikel "Long-Iength fibre containing high-strength splices" von Y. Miyajima et al. in der Zeitschrift "Electronics Letters", 1 7 (1 981 ), Seiten 670 - 672, bekannt, zur Beseitigung von feinen Haarrissen an Glasfasern eine Oberflächenbehandlung vorzunehmen, die beispielsweise im Abätzen der Glasfasern mit Flußsäure bestehen kann. Im Artikel "Tensile strengths > 4 GPa for lightguide fusion splices" von J. T. Krause et al. in der Zeitschrift "Electronics Letters" 1 7 ( 1 981 ) , Seiten 81 2, 81 3, ist weiterhin beschrieben, daß die Behandlung der Glasfaser mit einer Chlor-Knallgasflamme zu besseren mechanischen Eigenschaften der Glasfaser führt. Ferner ist in der EP-B1 -0 257 841 offenbart, eine dünne Glasschicht mit hoher Festigkeit durch lonenaustausch zu erzeugen, wofür jedoch eine spezielle Glasmischung erforderlich ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schutzvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die zuverlässiger und kostengünstiger ist.
Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 oder Anspruch 3 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Metallröhrchen sind insbesondere als Edelstahlröhrchen recht preiswert, da sie als Meterware erhältlich sind. Edelstahl hat außerdem einen kleinen thermischen Ausde h n u n gs koeffiziente n . We rden Röh rc hen aus s pröd em Mate ri a l , beispielsweise Siiiziumverbiπdungen oder vorzugsweise Glas, insbesondere Quarzglas, verwendet, so läßt sich durch die Schutzummantelung die kurz nach der Fertigung der Röhrchen vorhandene Festigkeit der Röhrchen über lange Zeit erhalten. Quarzglasröhrchen sind handelsüblich und damit sehr preiswert.
Weitere Vorteile der Erfindung sind die konzentrische und damit symmetrische Anordnung von Schutzvorrichtung und zu schützender Glasfaser, die hohe Flexibilität der Schutzvorrichtung, die geringe Beanspruchung der Glasfaser bei Biegung und die dünne und schlanke Form der Schutzvorrichtung mit kleinen Abmessungen und niedrigem Gewicht und damit die Kompatibilität der Schutz- Vorrichtung mit der Glasfaser. Ferner eignet sich die Schutzvorrichtung für primärbeschichtete Glasfasern, für sekundärbeschichtete Glasfasern und für gemischte Anwendungen, d.h. für primär- und sekundärbeschichtete Glasfasern. Hat das Röhrchen dazu noch den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die Glasfaser, wie es beispielsweise bei einem Quarzglasröhrchen der Fall ist, dann bleibt die Glasfaser auch bei Temperaturänderungen kräftefrei.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen entnommen werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung zweier gespleißter
Lichtwellenleiter und einer ersten Ausführung der Schutzvorrichtung in Form eines Schutzröhrchens gemäß der Erfindung,
Fig.2 eine perspektivische Darstellung des Aufbaus des in Fig. 1 gezeigten Schutzröhrchens,
Fig.3 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführung der
Schutzvorrichtung in Form eines Schutzröhrchens,
Fig.4 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführung der
Schutzvorrichtung mit einem Schrumpfschlauch und darinnen angeordneten Schutzröhrchen, Fig.5 eine perspektivische Darstellung einer vierten Ausführung der
Schutzvorrichtung mit einem Schutzröhrchen und auf deren Enden befindlichen Schrumpfschlauchstücken,
Fig.6 eine perspektivische Darstellung der fertiggestellten
Schutzvorrichtung nach Fig. 4 mit den gespleißten Lichtwellenleitern,
Fig.7 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer fünften
Ausführung der Schutzvorrichtung mit einem Schutzröhrchen und zwei Kappen,
Fig.8 eine perspektivische Darstellung mehrerer gespleißter
Lichtwellenleiter und einer sechsten Ausführung der Schutzvorrichtung in Form von geschlitzten Schutzröhrchen,
Fig.9 einen Querschnitt durch mehrere gespleißte Lichtwellenleiter einer siebenten Ausführung der Schutzvorrichtung und
Fig. 10 eine perspektivische Darstellung mehrerer gespleißter
Lichtwellenleiter und einer achten Ausführung der Schutzvorrichtung.
In Fig. 1 ist die Verbindung zweier Glasfasern 8, 9 dargestellt, deren Kunststoffmantel für das Verschweißen der Lichtwellenleiter 1, 2 entfernt wurde, so daß letztere freigelegt sind. Über die Glasfaser 9 ist ein Schutzröhrchen 4 geschoben. Das Schutzröhrchen 4 kann aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, oder aus sprödem Material, wie Glas, vorzugsweise Quarzglas, bestehen. Beispielsweise sind Edelstahlröhrchen für Injektionsnadeln mit handelsüblichen Außen/Innendurchmessern von 530/260, 620/320 und 920/540 μm verwendbar. Ferner sind auch beispielsweise Quarzglasröhrchen mit handelsüblichen Innendurchmessern von 200, 250, 320, 530 und 750 μm und einer Wandstärke in der Größenordnung von 40 μm verwendbar. Das Röhrchen 4 ist nur wenige Zentimeter lang und länger als der zu schützende Bereich der Spleißverbindung.
Wenn das Röhrchen aus sprödem Material, wie Siliziumverbindungen oder Quarzglas, besteht, wird das Röhrchen 4 gemäß Fig.2 außen und innen mit einer eine Spannungsrißkorrosion verhindernden Schutzschicht 5 bzw. 6 versehen. Weiterhin ist es vorteilhaft, das in Fig. 2 dargestellte Röhrchen 4 bei seiner Herstellung oder unmittelbar danach mit den Schutzschichten 5, 6 zu versehen, damit die Anfangsfestigkeit des Röhrchens 4 nicht verlorengeht. Als Beschichtungsmaterial eignen sich organische oder anorganische Stoffe, die eine Spannungskorrosion verhindern. Vorzugsweise wird ein Polyimid verwendet, dessen Schichtstärke in der Größenordnung von 25 μm liegt. Die Schutzschichten 5 und 6 müssen nicht aus dem gleichen Material und auch nicht von gleicher Dicke sein. Daneben ist zur Beseitigung von feinen Haarrissen eine an sich bekannte Oberflächenbehandlung möglich.
Um ein Verrutschen des Schutzröhrchens 4 über der Spleißstelle zu verhindern, muß diese in ihrer Lage mit geeigneten Mitteln gehalten werden. Geeignet sind handelsübliche Ein- oder Zweikomponentenkleber oder Schmelzkleber, beispielsweise Acrylate, Epoxydharze oder thermoplastische Kunststoffe, die nach bekannten Verfahren ausgehärtet oder geschmolzen werden. Um die Glasfaser 8 bzw. 9 besser in das Schutzröhrchen 4 einführen zu können, ist diese an ihren beiden Enden 1 7, 1 7' nach Fig. 3 trichterförmig erweitert. Das Röhrchen 4 kann auch für diesen Zweck an beiden Enden schräg angeschnitten sein, wie nicht dargestellt ist.
In Fig. 4 ist ein über das Schutzröhrchen 4 übergeschobener Schrumpfschlauch 7 mit zentrisch innenliegender Hülse 10 gezeigt, die aus einem thermoplastischen Kunststoff als Schmelzkleber, beispielsweise EVA (Ethylen enylazetat), besteht, der auch direkt als Schmelzkleber auf der Innenseite des Schrumpfschlauchs 7 aufgebracht sein kann und der durch Wärmezufuhr seinen Querschnitt soweit verringert, daß er auf dem Schutzröhrchen 4 und auf dem Kunststoffmantel der gespleißten Glasfasern fest aufsitzt. Die Hülse 10 erfüllt auch die Aufgabe, das Schutzröhrchen 4 gegen Verrutschen zu sichern und ist im allgemeinen einfacher in der Handhabung als eine Verklebung. Der Schrumpfschlauch 7 sollte dabei möglichst nur eine Querschrumpfung und möglichst keine Längsschrumpfung aufweisen, weil sonst die Gefahr besteht, daß die gespleißten Glasfasern im Schutzröhrchen gestaucht werden. In vorteilhafter Weise ist der Schrumpfschlauch 7 länger als das Schutzröhrchen 4, um einen zusätzlichen Knickschutz 14, 1 5 für die Glasfasern 8, 9 zu geben, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Diese Figur zeigt eine fertige Spleißverbindung mit einer Schutzvorrichtung nach Fig . 4. Die überstehende Länge richtet sich nach den zu erwartenden Zugkräften, die auf die gespleißten Glasfasern einwirken können und abgefangen werden müssen. Um vor der Anwendung ein Verrutschen des Schutzröhrchens 4 im Schrumpfschlauch 7 zu vermeiden, wird dieser teilweise oder schon ganz auf das Schutzröhrchen 4 aufgeschrumpft, wie in Fig. 4 dargestellt ist, wobei die überstehenden Längen 1 2 trichterförmig aufgeweitet bleiben, damit die Glasfaser leichter in das Schutzröhrchen 4 eingeführt werden kann. Nach Fig. 5 kann der Schrumpfschlauch auch in Form von kurzen Abschnitten 1 3 auf den Enden des Schutzröhrchens 4 angebracht sein. Dadurch erhöht sich die Flexibilität der Schutzvorrichtung. Die offenen Enden 1 2 werden wiederum trichterförmig ausgebildet.
Nach Fig . 7 können aber auch statt des Schrumpfschlauchs 7 mit dem Schmelzkleber 10 über dem Schutzröhrchen 4 beidseitig enganliegende Kappen 1 6, 1 6' aus elastischem Material, beispielsweise aus Silikonkautschuk, aufgesetzt werden, um das Schutzröhrchen 4 in seiner vorgesehenen Position zu halten. Dies erfordert bei der Montage weniger Zeit. Die Kappen 1 6, 1 6' bieten zugleich einen Knickschutz für die Glasfasern. Allerdings können diese Kappen keine größeren Zugkräfte und auch keine Torsionskräfte aufnehmen, weshalb diese Schutzart nur für Spleiße zur Unterbringung in Spleißkassetten oder Spleißmuffen geeignet ist.
Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung ähnlich der Fig . 8 ist das Schutzröhrchen in Längsrichtung geschlitzt, um dieses nachträglich über der Spleißstelle anbringen zu können. Dabei wird statt des Schrumpfschlauches über dem Schutzröhrchen ein Kleber in das Schutzröhrchen eingebracht, vorzugsweise ein Schmelzkleber. In den erweichten Kleber können die gespleißten Glasfasern leicht eingelegt werden. UV-Licht-härtende Kleber oder andere Kleber können ebenfalls eingesetzt werden.
Um auch Mehrfachspleißverbinduπgen schützen und auf kleinem Raum unterbringen zu können, werden mehrere Schutzröhrchen oder geschlitzte Schutzröhrchen nebeneinander angeordnet. In Fig. 8 sind mehrere geschlitzte Schutzröhrchen 1 8 nebeneinander angeordnet dargestellt, die kraftschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise verklebt, verschweißt oder verschmolzen werden. Dabei empfiehlt es sich, die miteinander verbundenen Schutzröhrchen 1 8 mit einem gemeinsamen Schrumpfschlauch oder alternativ mit elastischen Kappen zu versehen.
Es lassen sich auch die geschweißten Verbindungen mehrerer Lichtwellenleiter schützen, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Dort sind mehrere Bündelglasfasern in einem gemeinsamen Röhrchen untergebracht. Dabei wird nur ein Schutzröhrchen 4, das geschlitzt sein kann, über eine der Glasfasern angeordnet. Die anderen Glasfasern erhalten kein Schutzröhrchen. Über alle Verbindungsstellen wird ein gemeinsamer Schrumpfschlauch 7 geschrumpft. Die Festigkeit eines einzigen Schutzröhrchens 4 reicht aus, um alle Verbindungen gegen Knicken und zu starke Biegung zu schützen. Um eine starke Druckbeanspruchung der abgemantelten Glasfasern durch den Schrumpfschlauch 7 zu vermeiden, ist es weiterhin vorteilhaft, sowohl den Außenmantel des Schutzröhrchens 4 als auch d ie I nnenseite des Schrumpfschlauchs 7 mit einem thermoplastischen Schmelzkleber zu versehen. Alternativ dazu kann für jede Verbindung eine eigene Schmelzkleberhülse 10a vorgesehen werden, die wiederum um das Schutzröhrchen 4 symmetrisch angeordnet wird. Dies hat den Vorteil, daß jede Verbindung einen geordneten Platz zwischen Schutzröhrchen 4 und Schrumpfschlauch 7 hat. Die Belegung des Schutzröhrchens 4 mit einer geschweißten Glasfaserverbindung ist dabei nicht notwendig, wenn dadurch eine symmetrische Anordnung der zu schützenden Glasfasern erreicht wird. Bei einer Nichtbelegung des Schutzröhrchens 4 ist keine Innenbeschichtung 6 erforderlich; es muß allerdings dafür gesorgt werden, daß das Innere des Schutzröhrchens nicht den Umwelteinflüssen ausgesetzt wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß das Schutzröhrchen beispielsweise mit einem Kunststoff, mit Wachs oder Paraffin oder anderen Stoffen gefüllt oder aber an den Enden luftdicht abgeschlossen wird. Weiterhin kann anstatt des Quarzglasrohrchens auch ein mit einer dünnen Kunststoffschicht versehener Quarzglasstab mit vergleichbarem Durchmesser einen wirksamen Schutz gegen zu starke Biegung oder Knicken der Spleißverbindung bieten.
In der Regel wird man bei Einzelfaserverbindungen Schutzröhrchen 4 mit kreisförmigem Querschnitt wählen. Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung wird das Schutzröhrchen dagegen mit ovalem, elliptischem oder rechteckförmigem Querschnitt 19 versehen, wie es in Fig. 10 ohne Darstellung des Schmelzklebers 10 angedeutet ist. In derartigen Schutzröhrchen können gespleißte Bändchenkabel, wie sie immer mehr im Nahbereich (Ortsnetz, LAN, MAN) eingesetzt werden, mit bis zu 12 Glasfasern oder auch mehr aufgenommen werden. Dabei werden die Glasfasern der Bändchen nicht aufgefächert und einzeln verschweißt, sondern als Gesamtheit in einem Arbeitsgang und als solche gemeinsam in einem Schutzröhrchen untergebracht. Ein Schrumpfschlauch 20 wird dann über alles aufgeschrumpft. Alternativ kann das Schutzröhrchen auf die Fasern geklebt werden, oder es können elastische Kappen angebracht werden.
Die hierdurch erreichten Vorteile können wie folgt zusammengefaßt werden:
symmetrische Anordnung von Spleißschutz und zu schützenden Fasern
gleicher thermischer Ausdehnungskoeffizient von Versteifungselementen und von Glasfasern, dadurch bleibt die Faser auch bei Temperaturänderungen kräftefrei
sehr hohe mechanische Festigkeit, insbesondere sehr hohe Biegefestigkeit des Spleißschutzes flexibler Schutz
bei Biegung geringe Beanspruchung der Glasfaser, da diese in der Zone der "neutralen Faser" liegt
kleine Abmessungen, dünn, schlank und niedriges Gewicht, dadurch kompatibel mit der Glasfaser
auch als Spleißschutz für Mehrfachfaser-Verbindungen geeignet
einfache Handhabung
kostengünstig

Claims

A ns p rüc he
Schutzvorrichtung mit einem Röhrchen für die geschweißte Spleißstelle zweier kunststoffbeschichteter Lichtwellenleiter, wobei deren Kunststoffbeschichtung an der Spleißstelle entfernt worden ist und das Röhrchen vor der Verschweißung auf einem der Lichtwellenleiter aufgeschoben und danach über die Spleißstelle geschoben und dort die Beschichtungen der beiden Lichtwellenleiter verbindend fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (4) aus Metall oder Quarzglas besteht.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Edelstahl ist.
Schutzvorrichtung mit einem Röhrchen für die geschweißte Spleißstelle zweier kunststoffbeschichteter Lichtwellenleiter, wobei deren Kunststoffbeschichtung an der Spleißstelle entfernt worden ist und das Röhrchen vor der Verschweißung auf einem der Lichtwellenleiter aufgeschoben und danach über die Spleißstelle geschoben und dort die Beschichtungen der beiden Lichtwellenleiter verbindend fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (4) aus sprödem Material besteht und außen und innen mit einer eine Spannungsrißkorrosion verhindernden Schutzschicht (5, 6) versehen ist, die bei der Herstellung des Röhrchens oder danach auf dieses aufgebracht ist.
4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Quarzglas ist.
5. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (4) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
6. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (4) einen elliptischen Querschnitt aufweist.
7. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (4) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
8. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen ( 1 8) in Längsrichtung geschlitzt ist.
9. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (4) auf die Lichtwellenleiter aufgeklebt ist.
10. Schutzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (4) innen mit einer Kleberschicht versehen ist.
1 1 . Schutzvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber ein Ein- oder Zweikomponentenkleber ist, der thermisch oder mittels UV-Licht aushärtet.
1 2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber ein thermoplastischer Kunststoff als Schmelzkleber ist.
13. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (4, Fig. 3) an den Enden trichterförmig erweitert ist.
14. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (4) an den Enden schräg angeschnitten ist.
1 5. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Röhrchen (4) oder bei mehreren nebeneinanderliegenden Spleißstellen über allen Röhrchen (Fig. 10) ein Schrumpfschiauch (7, 20) zu dessen bzw. deren Fixierung angeordnet ist, der länger als ein Röhrchen ist.
16. Schutzvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Schrumpfschlauch (7, 20) eine das oder die Röhrchen umschließende Hülse (10) aus einem thermoplastischen Schmelzkleber angeordnet ist.
17. Schutzvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfschlauch (7, 20) innen mit einem Schmelzkleber beschichtet ist.
18. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfschlauch (7, 20) und die Schmelzkleberschicht (10) vor dem Schrumpfen an beiden Enden jeweils eine trichterförmige Erweiterung (12) aufweist.
19. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Enden des Röhrchens (4) oder bei mehreren nebeneinanderliegenden Spleißstellen aller Röhrchen jeweils ein kurzes Schrumpfschlauchstück (13) mit einem innenbefindlichen Schmelzkleber und mit einer trichterförmig erweiterten Öffnung (12) aufgeschrumpft ist.
20. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Enden des Röhrchens (4) oder bei mehreren nebeneinanderliegenden Spleißstellen aller Röhrchen zu dessen bzw. deren Fixierung jeweils eine elastische Kappe (16, 16') aufgesteckt ist. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren nebeneinanderliegenden Spleißstellen nur eine Spleißstelle mit dem Röhrchen (4) versehen wird (Fig. 9) .
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