DE2411814A1 - Verfahren zum verbinden von in einem strang zusammengefasster lichtleitfasern mit einem anderen, gleichartigen strang sowie koppelelement zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zum Verbinden von in einem Strang zusammengefaßter Liohtleitfasern mit einem anderen, gleichartigen Strang sowie Koppelelement zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von in einem Strang zusammengefaßter Lichtleitfasern mit einem anderen gleichartigen Strang sowie auf ein Koppelelement zur Durchführung des Verfahrens.
• Lichtleitfasern werden bekanntlich zum Übertragen von Lichtsignalen verwendet. Besonders schwierig ist es, Lichtleitfaserbündel derart miteinander zu verbinden, daß an den Verbindungsstellen der einzelnen Fasern des Lichtleitfaserstrsnges Lichtverluste vermieden werden. Es ist bekannt, die einzelnen Licbtleitfasern an ihren zu verbindenden Enden freizulegen und diese sodann mittels eines Koppelelementes zu verbinden. Zur Minderung eines Verlustes an Lichtenergie an der Verbindungsstelle enthält das Koppelelement eine klebende Imersionsflüssigkeit. Das Freilegen der einzelnen Lichtleitfasern ist aufwendig und zeitraubend; der Kerndurchmesser der Lichtleitfasern einschließlich ibres einen geringeren Brechungsindes aufweisenden Mantels liegt im Größenbereich von etwa 100/um. Das summarische Zusammenfügen z.B. von zwei gleichartigen Lichtleitfasersträngen ohne vorheriges Freilegen der einzelnen Lichtleitfasern bereitet Schwierigkeiten, denn ein genaues Ausrichten der Lichtleitfasern zueinander an den Stoßflächen der zu verbindenden Lichtleitfaserstränge ist kaum möglich, auch besteht die Gefahr, daß die Stirnenden der Lichtleitfasern beschädigt werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden von zwei gleichartigen Lichtleitfasern aufweisenden Strängen zu schaffen, wobei die Verbindung der einzelnen Lichtleitfasern summarisch und die Dämpfungsverluste der durch die einzelnen Lichtleitfasern geführten Lichtsignale an der Verbindungsstelle möglichst gering sein sollen. Dies geschieht gemäß dem-erfinderischen Verfahren dadurch, daß man die beiden Stränge unter Zwischenschaltung einer mit Lichtdurchtritts-Öffnungen versehenen Folie zusammenklebt, wobei man vor dem Zusammenfügen der beiden Stränge die Lichtdurchtrittsöffnungen mit einem Imersionskleber durch Tauchen der Folie in die Imersionsflüssigkeit ausfüllt.
• Diese Folie wird auf die Verbindungsfläche des ersten der beiden zu verbindenden Leiterstränge aufgelegt, derart, daß die Lichtdurchtrittsöffnungen den Lichtleitfasern gegenüberliegen.
• Hierzu ist es empfehlenswert, beim Auflegen der Folie die Lichtleitfasern mit Licht zu beaufschlagen, so daß die Stirnenden der Lichtleitfasern aufleuchten. Dadurch wird das Ausrichten der Folie wesentlich erleichtert. Beim Tauchen der Lichtdurchtrittsöffnungen in die Imersionsflüssigkeit füllen sich die Öffnungen durch die Kapillarwirkung der im Durcbmesser kleinen Offnungen mit der Flüssigkeit. Die Flüssigkeit steht im Bereich der Folie konvex über die Öffnungen. I)ies hat den Vorteil, daß beim Auflegen der Folie die Unebenheiten in der Schnittfläche des Leiterstranges durch die klebende Imersionsflüssigkeit ausgefüllt werden. Nach dem Kleben der Folie auf den ersten der beiden zu verbindenden Leiterstränge wird der zweite Leiterstrang in entsprechender Weise auf die Folie aufgelegt, wobei man nunmehr am Ende des zweiten Lichtleiterstranges die Ausrichtung dieses Stranges gegenüber dem ersteren Strang beobachtet.
• Die Imersionsflüssigkeit wird derart gewählt, daß ihr optisches Verhalten möglichst nahe der Lichtleitfaser gelegen ist. ffber die so miteinander verbundenen Stränge wird eine Tülle gestreift, welche eine Zug- oder Biegebelastung im Bereich der Verbindungsstelle der Stränge ausschließt.
• Als Xoppelelement verwendet man vorteilhaft eine Metallfolie, deren Stärke nicht mehr als 0,2 mm betragen soll, wobei man die Lichtdurchtrittsöffnungen durch Ätzen der Folie herstellt.
• Wie an sich bekannt, geschieht das Ätzen auf fotochemischem Wege. Zum Belichten der Fotoschicht der Folie verwendet man als Maske z.3. einen der beiden zu verbindenden Leiterstr4nge bzw. einen identisch gleichen Lichtleiterstrang. Bei im Querschnitt rechteckförmigen Lichtleitersträngen ist das Einfügen der Folie relativ einfach; indessen bereitet es bei im Querschnitt kreisförmigen Lichtleitersträngen einige Schwierigkeiten, die Folie so auf den. Verbindungsquerschnitt aufzulegen, daß die Bohrungen der Stirnfläche der Lichtleitfasern genau gegenüberliegen.3ei derartigen Lichtleitersträngen liegen die Lichtleiter nicht immer hinreichend genau teilungsgleich im Leiterstrang. Die Folie muß daher so lange um ihre Flächennormale gedreht werden, bis Deckungsgleichheit vorliegt. Zur Behebung dieses Nachteiles wird vorgeschlagen, den Lichtleiterstrang mit einer über den Umfang und in Achsrichtung des Leiterstranges verlaufenden Kerbe oder Farbmarke zu versehen. Diese Kerbe ermöglicht sodann das deckungsgleiche Einlegen des Koppelelementes. Außerdem besitzt diese Kerbe oder Marke den Vorteil, die einzelnen Lichtleitfasern des Leiterstranges hinsichtlich ihrer funktionellen Zuordnung zu kennzeichnen, wie dies bei elektrischen Mehrfach-Steckbuchsen durch den Steckerwulst oder bei Leitersträngen, sei es durch Farbgebung der Isolation, Beschriftung od. dgl. bekannt ist.
• Anhand der Zeichnungen ist das erfinderische Verfahren näher erläutert sowie ein zur Ausübung des Verfahrens dienendes Eoppelelement gezeigt.
• Figur 1-zeigt das Ende eines ersten Beitersrranges 1, der mit einem zweiten identisch gleichen Lichtleiterstrang 2 zu verbinden ist, derart, daß die Stirnenden 3 der Lichtleitfasern 4 des Leiterstranges 1 mit jenen des Leiterstranges 2 fluchten. Hierbei soll die Verbindung derart erfolgen, daß an der Koppelstelle der einzelnen Lichtleitfasern die Ubertragungsverluste des Lichtes möglichst gering sind. Hierzu bedient man sich einer Koppelfolie 5, die Lichtdurchtrittsöffnungen 6 aufweist und vorteilhaft aus einer Metallfolie mit einer Stärke von z.B. 0,2 mm oder weniger besteht. Diese Lichtdurchtrittsöffnungen besitzen einen nahezu um das doppelte größere Querschnittsfläche als der Querschnitt der Lichtleitfasern 3 beträgt. Die geometrische Anordnung der Lichtdurchtrittsöffnungen 6 in der Folie 5 ist hierbei derart getroffen, daß sie der geometrischen Teilung der Lichtleitfasern 3 im Faserstrang entspricht. Die Abmessung der Folien entspricht dabei der Querschnittsfläche der zu verbindenden gleichartigen Leiterstränge.
• Wie insbesondere aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht, taucht man zunächst die Folie 5 in eine einen Kleber enthaltende Imersionsflüssigkeit. Dabei füllen sich durch Kapillarwirkung die Lichtdurchtrittsöffnungen 6 der Folie 5 mit Imersionsflüssigkeit 7. Bedingt dadurch, daß die Folie 5 sehr dünn ist, liegt im Bereich der Lichtdurchtrittsöffnungen die klebende Imersionsflüssigkeit dick auf den Seitenflächen 8, 8' der Folie 5 auf.
• Wie weiter aus Figur 3 zu ersehen ist, drückt sich diese Imersionsflüssigkeit beim Zusammenpressen des ersten Lichtleitfaserstranges 1 und des zweiten Lichtleiterstranges 2 gegen die Folie 5 sowohl in die Unebenheiten 9' der Verbindungsflächen 9 wie auch gegen die Stirnenden 3 der Lichtleitfasern. Bedingt dadurch, daß die Folie 5 eine Metallfolie ist, werden beim AndrUcken der Lichtleiterstränge gegen die klebenden Flächen die Lichtdurchtrittsöffnungen nicht verformt bzw. eingeschnürt. Vorteilhaft verfährt man beim Kleben derart, daß man die Folien 5 zunächst auf die Verbindungsfläche 9 des Lichtleiterstranges 1 auflegt, wobei man über die Lichtleitfasern 3 Licht führt. Die mit einer Imersionsflüssigkeit gefüllten Lichtdurchtrittsöffnungen erscheinen sodann bei richtiger Lage der Folie 5 hell leuchtend. Nunmehr wird der Lichtleitfaserstrang 2 gegen die Folie 5 lose aufgelegt und derart ausgerichtet, daß am Ende dieses Lichtleitfaserstranges die Lichtführung über Lichtleitfasern 4 zu beobachten ist. Durch hinreichend hohen Druck werden nunmehr die beiden Lidhtleitfaserstränge 1 und 2 miteinander klebend verbunden.
• Die Verwendung einer Metallfolie ist vorteilhaft, jedoch nicht zwingend notwendig. Es besteht auch die Möglichkeit, z.B. mittels einer Schneidvorrichtung - z.B. eines Mikrotoms - von der Querschnittsfläche eines Leiterstranges eine Folie zu schneiden, wobei man die die Lichtleiter aufnehmenden Bohrungen, z.B. mittels eines Laserstrahles geringfügig aufweitet und diese so vorbehandelte Folie nunmehr als Koppelelement benutzt, Indessen besitzt dieses Verfahren den Nachteil, daß beim Schneiden des Lichtleiterstranges die Lichtleiter beschädigt werden und ausbrechen. Es ist daher erforderlich, die Stoßfläche des Lichtleitfaserstranges durch nachfolgendes Schleifen abzurichten.
• Wie weiter aus Figur 4 hervorgeht, benutzt man vorteilhafterweise zum Herstellen der Koppelfolie 5 einen Teil 11 des zu verbindenden Leiterstranges als Maske zum Belichten der - hier nicht dargestellten - fotoempfindlichen Schicht der Folie 5 mittels einer die Maske haltenden Belichtungsvorrichtung 10.
• Die Folie wird im Abstand a von der Stirnfläche 12 des Lichtleitfaserstranges so angeordnet, daß die Querschnittsfläche der Lichtdurchtrittsöffnung 6 etwa der doppelten Querschnittsfläche der Lichtleitfaser 4 beträgt.
• Bei hochgenauer Herstellung des Bichtleitfaserstranges ist es auch möglich, für diesen Strang Koppelfolien 5 in Vorrat zu halten. Hierbei ist indessen zu beachten, daß die Abweichungen in der Teilung der Lichtleitfasern 4 in jedem Falle kleiner sein müssen als der Unterschied im Durchmesser der Löcher 6 gegenüber den Lichtleitfasern. Es ist fernerhin vprteilhaft, insbesondere bei im Querschnitt kreisförmigen Lichtleitersträngen - wie in Figur 4 dargestellt - den Leiterstrang mit einer feinen Nut 13 zu versehen. Dadurch wird ein lagerichtiges Positionieren der ebenfalls mit einer Marke 14 versehenen Koppelfolie 5 auf die Stoßflächen der zu verbindenden Lichtleitfaserstränge erleichtert.
• Figur 5 zeigt eins Koppelfolie 5 mit profilierten Verbindungsflächen 15, 15'. Eine derartige Folie ist bevorzugt dann anzuwenden, wenn die einzelnen Lichtleitfasern im Strang nahe beieinander liegen. Es ist nicht auszuschließen, daß an den Verbindungsstellen der Stränge mit der Folie über die Rlebeschicht eine gegenseitige Beeinflussung der Lichtsignale in den Lichtleitern erfolgt; der Imersionskleber soll ja ein guter Lichtleiter sein. Beim Kleben, d.h. beim Aufdrucken der Folie auf die Verbindungsfläche des Lichtleiterstranges, drücken sich die Stege 16 der Profilierung in das Material des Stranges und bewirken so eine "Lichtisolierung" der zu verbindenden Lichtleiter des Stranges. Das Muster der Profiliarung der Koppelfolie kann beliebig sein; das Einbringe!z der Profilierung erfolgt in an sich bekannter Art durch Ätzen der Folienverbindungsflächen nach dem Einbringen der-Lichtdurchtrittsöffnungen 6. Vorteilhaft soll die Rauhtiefe der Profilierung etwa 50, höchstens jedoch 100/um betragen. Die durch die Stege 16 gebildeten Zellen 17 ermöglichen auch eine gute Verteilung des Klebers auf seiner Verbindungsfläche. Soll die Folie mit einer Profilierung der vorgenannten Art versehen werden, so ist sie entsprechend dicker zu wählen, z.B 300/um.
• 8 Patentansprüche 5 Figuren

Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Verbinden von in einem Strang zusanimengefaßter Lichtleitfasern mit einem anderen gleichartigen Strang, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man die beiden Stränge (1, 2) unter Zwischenschaltung einer, mit Lichtdurchtrittsöffnungen (6) versehenen Folie (5) zusammenklebt, wobei man vor dem Zusammenfügen der beiden Stränge, die Licbtdurchtrittsöffnungen mit einem Imersionskleber (7) durch Tauchen der Folie in die Imersionsflüssigkeit ausfüllt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß man die mit einem Imersionskleber beschichtete Xoppelfolie (5) auf die Verbindungsfläche des ersten der beiden zu verbindenden Lichtleiterstränge t1) auflegt und dabei die Lichtleitfasern mit Licht beaufschlagt, derart, daß die Stirnenden der Lichtleitfasern aufleuchten und dabei die auf die Verbindungsfläche (9) des Lichtleiterstranges (1) aufgelegte Koppelfolie (5) so ausrichtet, daß das Licht durch die Lichtdurcbtrittsöffnungen (6) sichtbar wird und sodann in entsprechender Weise die Verbindungsfläche (9) des Lichtleiterstranges (z) ebenfalls gegen die Koppelfolie führt, derart, daß das Licht am Strangende des Lichtleiterstranges (2) an den Stirnenden der Lichtleiterstränge (4) sichtbar ist und in diesem Zustand die Lichtleiterstränge gegen die Koppelfolie preßt.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man im Bereich der Verbindungsflächen (9) der Lichtleiterstränge mit der Koppelfolie die einzelnen Lichtleitfasern gegeneinander lichtisoliert.
4. 4. Xoppelelement zur Durchführung des Verfahrens, dadurch g e -k e nn z e i c h n e t , daß das Koppelelement (5) in Form einer der Querschnittsfläche der zu verbindenden gleichartigen Xichtleitfaserstraage entsprechenden Folien gebildet ist, wobei anstelle der Lichtleitfasern in der Folie Lichtdurchtrittsöffnungen (6) angeordnet sind.
5. 5.. Koppelfolie nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Querschnittsfläche der Lichtdurchtrittsöffnungen (6) mindestens doppelt so groß ist als die Querschnittsfläcbe der Lichtleitfasern (4).
6. 6. Koppelfolie nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Verbindungsflächen (15 und 15') der Eoppelfolis: (5) eine aus Stegen (16) bestehende Profilierung aufweisen.
7. 7. Xoppelfolie nach Ansprüchen 4 bis 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Höhe der Stege nicht mehr als 1001um beträgt.
8. 8. Lichtleiterstrang und Eoppetfolie nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie eine auf den Umfang angebrachte Markierungsmarke (13, 14) aufweisen.