Brevet FR2344037A1 — publié le 19771007

L'invention est du domaine de la transmission d'informations par fibres optiques. Elle concerne plus particulièrement un connecteur de fibres optiques assurant le raccordement de tronçons de fibres optiques pour la constitution d'une ligne de transmission a distance. La qualité d'un système de transmission utilisant des fibres optiques en tant que milieu de transmission est notamment liée à la qualité de couplage entre tronçons de fibres optiques le long de la ligne de transmission. Le couplage entre deux tronçons de fibres optiques doit répondre à de nombreuses exigences, en particulier, d'alignement axial et d'écartement des extrémités des tronçons de fibres optiques au niveau de la connexion, pour le maintien d'un rendement élevé de transmission. De plus, pour une utilisation industrielle de fibres optiques en tant que milieu de transmission, il faut que la connexion, ou raccordement, entre tronçons de fibres soit effectuée de manière aisée et rapide, tout en respectant bien entendu les conditions définissant la qualité de la transmission. La présente invention a pour objet un connecteur de fibres optiques répondant a ces buts. Le connecteur de fibres optiques est caractérisé en ce qu'il comporte - un embout équipant chaque extremité de fibre et comportant un tube capillaire muni d'un épaulement a une distance définie d'une de ses extrémités dans laquelle la face terminale sensiblement coplanaire de la fibre est maintenue centrée, - un support d'alignement équipé intérieurement d'au moins une rainure transversale, de longueur et de section déterminées, pour recevoir chacune, de part et d'autre, les extrémités de deux fibres équipées de leurs embouts respectifs, et un moyen de maintien des épaulement respectifs des deux embouts en butée contre les bords d'extrémité de la rainure, pour assurer un écartement déterminé entre les faces terminales des deux fibres, - et des éléments presseurs traversant partiellement le support d'alignement débouchant d'un meme côté et perpendiculairement à l'intérieur de chaque rainure, pour assurer le plaquage des deux embouts contre le bord opposé de la rainure dans laqeulle ils sont maintenus et leur alignement axial. D'autres caractéristiques et les avantages de la présente invention apparattront au cours de la description d'un exemple de réalisation illustré dans le dessin ci-annexé dans lequel : - La figure I est une vue en coupe d'un élément de pré-centrage d'une extrémité de fibre dans le connecteur selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus du connecteur selon l'invention, dont une paroi a été partiellement arrachée, - la figure 3 est une vue en coupe à échelle agrandie du connecteur, selon la ligne III-III de la figure 2. Dans la figure 1, on a représenté un élément de pré-centrage d'une extrémité de fibre optique rentrant dans le connecteur, permettant en outre la protection de l'extrémité de la fibre, au cours de ses manipulations. Cet élément de pré-centrage forme un embout de fibre optique. Dans la figure 1, on voit une fibre 1 et l'embout équipant la portion d'extrémité 2 de la fibre. La fibre 1 est une fibre de verre, le coeur est par exemple en silice dopée et l'enrobage par exemple en silice pure, elle est recouverte d'une gaine extérieure de protection par exemple en matériau connu sous la dénomination "Nylon". L'extrémité 2 est dénudée c'est-à-dire non recouverte de la gaine extérieure de protection. L'embout équipant l'extrémité 2 de la fibre 1 comporte un tube calibré 3, un manchon porte-tube 4 formant un épaulement 5 sur le tube 3 et un agent de liaison 6 intérieur au manchon et au tube. Le tube calibré 3, par exemple en métal, est de diamètres intérieur et extérieur définis avec précision, le diamètre intérieur est choisi très légèrement supérieur au diamètre de llextré~ mité 2 de la fibre, le diamètre extérieur du tube est choisi pour s'insérer avec précision dans un support de connexion décrit ci-après en regard des figures 2 et 3. Une extrémité du tube 3 est montée dans une partie d'extrémité du manchon 4, le diamètre extérieur du tube et le diamètre intérieur de cette partie d'extrémité du manchon se correspondent pour que l'insertion du tube dans le manchon se fasse avec frottement. Le diamètre intérieur de l'autre extrémité du manchon 4 est choisi sensiblement égal au diamètre extérieur de la fibre gainée qu'elle entoure et sur laquelle elle est maintenue. La portion intermédiaire du manchon porte-tube 4 est de diamètre intérieur supérieur au diamètre de la fibre dénudée 2, ce diamètre intérieur est ici sensiblement égal à celui de la fibre gainée, Ce manchon est par exemple métallique. La portion d'extrémité dénudée 2 de la fibre est introduite dans le manchon porte-tube 4 et le tube 3. La fibre gainée est fixée au manchon portetube 4, par exemple par collage de la gaine de la fibre et du manchon, lorsque la distance entre la face frontale d'extrémité de la fibre et l'épaulement 5, formé par le manchon sur le tube, est égale à une- valeur définie préalablement fixée en fonction du support de connexion. Compte tenu des faibles dimensions transversales d'une fibre, le tube de section très petite se présente comme une aiguille creuse débordant du manchon porte-tube sur une longueur définie, le bout de la fibre étant coplanaire avec l'extrémité du tube, ou aiguille, ou ne débordant que de très peu sur une longueur déterminée. Bien entendu l'état de la face terminale de la fibre a été rendu correct, en vue d'un couplage de la fibre avec une autre fibre équipée identiquement d'un embout, par exemple par cassure franche avant insertion dans le manchon et le tube. La fibre est ensuite centrée dans le tube, par exemple optiquement par visée au microscope. L'extrémité de la fibre est maintenue au centre de ltex- trémité du tube au moyen d'un agent de liaison intérieur au manchon et au tube, représenté par le grisé 6. Four l'insertion de cet agent de liaison, le manchon Dorte-tube 4présente un perçage latéral 7, ou fenêtre, à travers lequel l'agent de liaison est inséré à l'intérieur du manchon et du tube. En variante non illustrée, le manchon porte-tube 4 comportera une portion latérale aisément transperçable par une aiguille pour l'insertion de cet agent de liaison à l'intérieur du manchon et du tube. L'embout de fibre comporte > en outre, une coupelle cylindrique 8, par exemple en matière plastique, dont la base est montée sur l'extrémité du manchon porte-tube recouvrant la fibre gainée, qu'elle entoure. Cette coupelle 8, de diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur du manchon, entoure la partie intermédiaire du manchon et au moins partiellement la partie d'extrémité du manchon recevant l'extrémité du tube. Cette coupelle cylindrique contient également l'agent de liaison 6, celui-ci étant avantageusement constitué par un liquide polymérisable assurant un collage.La colle sous forme liquide et en quantité définie est injectée dans la coupelle, se répand dans le manchon et monte par capillarité entre le tube et la fibre dénudée, l'embout étant maint tenu vertical. Avantageusement la colle sera un liquide mouillant donnant lieu à la formation d'un ménisque à l'extrémité du tube et de la fibre. Après polymérisation, elle assure le maintien du bout de la fibre centré dans le tube 3. A titre d'exemple, le produit connu sous la dénomination "Loctite" sera utilisé en tant qu'agent de liaison. L'embout est en outre complété par un bouton moleté 9 monté libre sur la fibre gainée. Ce bouton moleté 9 est creux, il vient recouvrir la partie arrière de l'embout, c'est-à-dire au moins une partie de la coupelle cylindrique 8 en laissant le tube 3 extérieur. Le filetage du bouton 9 est sur la portion venant entourer la coupelle. Ce bouton moleté 9 et la base de la coupelle cylindrique enferment un ressort 10, monté libre sur l'extrémité du manchon porte-tube 4 entourant la fibre gainée 1. Un capuchon 11 creux dont l'extrémité ouverte est taraudée pour coopérer avec le filetage du bouton 9 est utilisé pour recouvrir le tube 3 sans venir en contact avec le tube 3 et l'extrémité de la fibre, ni avec le manchon porte-tube 4. L'extrémité de la fibre équipée de l'embout et protégée par le capuchon permet une manipulation de la fibre sans précaution particulière. Lors de la connexion de fibres le capuchon de protection de chaque extrémité de fibre est retiré. Un mode de réalisation du connecteur est représenté dans les figures 2 et 3, ce connecteur assure la connexion de fibres, telles que 1 et 1', deux à deux. L'extrémité de chacune des fibres étant équipée d'un embout selon la figure 1. Dans ces figures 2 et 3 les éléments décrits en regard de la figure 1 sont répérés par les mêmes références. En vue de simplifier ces figures, dans la figure 2 les fibres n'ont pas été illustrées, tandis que dans la figure 3 on a simplement reperé les éléments appartenant à l'embout monté sur la fibre 1, l'agent de liaison représenté en 6 dans la figure 1 et l'extrémité de chaque fibre à l'intérieur de son embout n'ont pas été illustrés. Le connecteur représenté est forme par un corps de connexion ou support d'alignement des embouts équipant chaque paire de fibres t et 1' à connecter, le support d'alignement reçoit ces embouts qui y sont fixés. Le support d'alignement comporte une embase 12, de section rectangulaire, dont l'une des grandes faces, dite face supérieure de l'embase a été usinee. Cette face supérieure de l'embase présente des rainures transversales 13 parallèles au petit côté du rectangle. Ces rainures 13 ont de préférence une section en vé, elles reçoivent les parties terminales de deux embouts, c'est à-dire deux tubes 3. La face supérieure de l'embase 12 présente une rainure médiane 14, sur toute la longueur de la face, plus profonde que les rainures 13 et venant les couper en leur milieu, c'est-à-dire au niveau de la zone de jonction entre fibres à connecter. Cette face de l'embase présente en outre, de part et d'autre de la rainure médiane 14, deux rainures longitudinales 15 et 16, également plus profondes que les rainures 13 et de largeur voisine du quart de la longueur de la face supérieure de embase. Ces deux rainures 15 et 16 coupent également les rainures transversales 13. L'embase présente en outre un perçage taraudé 17 destiné à permettre la fixation par vis du support d'alignement sur un support extérieur non repésenté. Le support d'alignement comporte également un cadre 18 partiellement emboîté sur embase 12 et sur laquelle il est fixé au moyen de vis telles que la vis 19 (figure 2). Le cadre presente un bord latéral partiellement logé dans un décrochement formé dans les parois latérales de l'embase, ce décrochement étant situé du côté de la face supérieure de l'embase, tandis qu'il présente, à sa partie supérieure, au-dessus de la périphérie de la face supérieure de l'embase, avec laquelle il n'est pas en contact, la forme d'une plaque percée d'une grande fenêtre rectangulaire 20. Le bord du cadre 18 est équipé de paires de perçages tels 21 et 22 (figure 3) sensiblement au niveau de la face sunérieure de l'embase et à l'intérieur desquels débouchent respectivement les rainures 13. Le cadre 18 porte en outre des éléments presseurs formés par des vis telles que 23 et 24 disposées selon deux rangées sur la partie supérieure du cadre 18. Ces rangées de vis 23 et 24 s'étendent selon les bords longitudinaux de Itembase 12 et traversent de part en part la partie supérieure du cadre formant la plaque au-dessus de la face supérieure de l'embase. Les vis 23 et 24 débouchent au dessus des rainures 13, entre la rainure longitudinale 15, respectivement 16, et le bord longitudinal de l'embase Sur le support d'alignement sont montées deux barrettes 25 et 26, elles sont disposées selon la longueur de l'embase 12 et recouvrent les bords longitudinaux du cadre 18 sur lesquels ils sont fixés au moyen de vis 27.Chacune de ces deux barrettes 25 et 26 présente des trous taraudés tels que 28, respectivement 29, dans lesquels débouchent axialement les paires de perçages, tels que 21 et 22, formés dans les bords longitudinaux du cadre 18. Ces trous taraudés 28, 29 sont prévus pour coopérer avec le filetage porté par chaque bouton moleté 9 associé à l'embout d'une fibre 1 ou 1'. Après insertion du tube 3 d'extrémité d'un embout à travers un perçage 21 ou 22 et la rainure 13, le bouton moleté 9 est vissé dans le trou taraudé 28 ou 29 et vient ainsi assurer le maintien en butée de l'épaulement (référencé 5 dans la figure 1), formé par le manchon porte-tube 4 sur le tube 3, contre le bord latéral du perçage 21 ou 22. Le support d'alignement est fermé par un couvercle 30 formé par une plaque venant recouvrir partiellement la partie supérieure du cadre 18, en venant en partie s'embotter dans la fenêtre 20 contre le bord de laquelle il est en butée. La partie du cadre débordant au-dessus de la face supérieure de l'embase 12 joue le rôle d'entretoise entre le couvercle et l'embase. Ce couvercle 30 porte une rangéemêdiane de vis creuses 31, disposée longitudinalement. Chaque vis 31 est montée dans un trou taraudé 32 effectué dans le couvercle. Une tige 33 traverse le couvercle, une extrémité de la tige 33 est intérieure à chaque vis 31 et se termine par une butée à bille 34 contre la tête interieure de la vis 31. L'autre extrémité de la tige se termine au-delà de la face intérieure du couvercle, par un patin d'appui 35.Ces patins d'appui 35 sont situés audessus de la rainure 14 et des rainures 13, au niveau de leur intersection, lorsque le couvercle 30 est fixé, au moyen de vis 36, sur le cadre 18. Un ressort 37 est en outre monté autour de la tige, ce ressort est en butée entre un épaulement formé par une tête 38, à l'extrémité de la tige 33 et sous la butée à bille 34, et entre un épaulement 39 que forme le logement de la tige dans le couvercle au niveau de l'extrémité intérieure du trou taraudé 32. La tige 33, ainsi équipée de sa butée à bille 34 et du ressort 37, transmet axialement le déplacement de la vis 31 dans le taraudage 32. Le couvercle est en outre muni d'orifices 40 et 41 d'accès aux vis 23 et 24 montées sur le cadre 18. Dans ce connecteur, la distance qui sépare les deux bords latéraux extérieurs des perçages 21 et 22 dans le cadre 18 monté sur embase est définie de manière très précise. Cette distance doit assurer l'écartement voulu entre les faces frontales de deux fibres à connecter. Cette distance L est telle que L = 2d + e, si on désigne par d la longueur entre l'épaulement 5 formé sur le tube 3 (figure 1) et l'extrémité de la fibre et par e l'écartement maximal entre les faces frontales des fibres connectées (e est voisin de 30 p). Cette distance L est la longueur de chaque rainure 13 prolongée par les deux perçages 21 et 22 dans le cadre 18, les deux bords longitudinaux du cadre constituent les faces de référence du connecteur. Lors de l'insertion des extrémités des fibres à connecter de part et d'autre de chaque rainure 13 prolongée par les perçages 21 et 22 dans le cadre 18, le tube 3 de chaque embout de fibre protège l'extrémité de la fibre au cours de son déplacement dans la rainure 13. Le bouton moleté assure le maintien de l'embout lorsque le tube 3 est inséré dans le connecteur, l'épaulement formé sur le tube 3 étant appliqué sur le bord latéral du perçage 21 ou 22 par le ressort 10 laissant une latitude latérale de positionnement du tube 3 dans la rainure 13. A l'aide des vis 23 et 24, manipulées à travers les orifices d'accès 40 et 41 dans le couvercle, les tubes 3 sont maintenus en place au fond de chaque rainure 13. Le plaquage des tubes 3 au fond de chaque rainure 13 et l'alignement axial des tubes, dans lesquels les extrémités des fibres sont centrées, sont définitivement assurés par manipulation de la vis 31, le patin d'appui 35 venant s'appliquer sur les deux extrémités de tubes 3 en regard de part et d'autre de la zone de jonction entre les faces frontales des fibres. Bien entendu les rainures 13 et les tubes 3 sont dimensionnés en correspondance avec précision. La présente invention a été décrite en regard d'un exemple de réalisation illustré, il est évident que l'on peut y remplacer certains moyens par d'autres moyens équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Connecteur de fibres optiques caractérisé en ce qu'il comporte : - un embout équipant chaque extrémité de fibre et comportant un tube capillaire muni d'un épaulement à une distance définie d'une de ses extrémités dans laquelle la face terminale sensiblement coplanaire de la fibre est maintenue centrée, - un support d'alignement équipé intérieurement d'au moins une rainure transversale, de longueur et de section déterminées, pour recevoir chacune, de part et d'autre, les extrémités de deux fibres équipées de leurs embouts respectifs, et un moyen de maintien des épaulements respectifs des deux embouts en butée contre les bords d'extrémité de la rainure, pour assurer un écartemeat déterminé entre les faces terminales des deux fibres, - et des éléments presseurs traversant partiellement le support de connexion et débouchant d'un même côté et perpendiculairement à l'intérieur de chaque rainure, pour assurer le plaquage des deux embouts contre le bord opposé de la rainure dans laquelle ils sont maintenus et leur alignement axial. 2/ Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support d'alignement est équipé intérieurement d'une rainure médiane coupant perpendiculairement chaque rainure transversale en son milieu. 3/ Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments presseurs sont disposés selon une première rangée et viennent déboucher dans la rainure médiane et chaque rainure transversale au droit de leur intersection. 4/ Connecteur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le support comporte en outre deux rainures longitudinales de part et d'autre de la rainure médiane et coupant chaque rainure transversale. 5/ Connecteur selon l'une des revendications I a 4, caractérisé en ce que le support d'alignement comporte une embase de section rectangulaire, un cadre présentant un bord latéral fixé sur ladite embase et s'étendant au-dessus de la périphérique d'une des grandes faces de l'embase, dite face supérieure de l'embase, parallèlement à cette face, chaque rainure transversale étantformée dans la face spérieure de l'embase et traversant le bord du cadre, et un couvercle fixé sur ledit cadre portant, au moins en partie, lesdits éléments presseurs qui le traversent pour déboucher au droit de chaque rainure transversale, au niveau de leur partie médiane. 6/ Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support d'alignement comporte en outre deux barrettes montées sur le bord latéral du cadre, respectivement parallèlement aux deux côtés longitudinaux de la face supérieure de l'embase, équipées respectivement d'au moins une paire de trous taraudés dans lesquels débouchent axialement les extrémités respectives de chaque rainure transversale, et en ce qu'un bouton moleté monté sur chaque fibre et un ressort, également monté sur chaque fibre et emprisonné entre le bouton moleté et l'embout, sont associés à chaque embout pour constituer le moyen de maintien en butée de ltepaulement de chaque embout contre le bord latéral de sa rainure transversale. 7/ Connecteur selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la partie du cadre, s'étendant au-dessus de la face supérieure de l'embase, est traversée par au moins une partie des éléments presseurs actionnés à travers le couvercle et débouchant perpendiculairement dans chaque rainure transversale au voisinage des bords longitudinaux de ladite face supérieure de l'embase. 8/ Connecteur selon ltune des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que chaque élément presseur porté par le couvercle comporte une tige cylindrique dont une première extrémité, intérieure au couvercle, porte une butée à bille venant en appui contre la tête d'une vis creuse débouchant sur la face extérieure du couvercle monté sur le cadre, et dont la deuxième extrémité porte un patin d'appui extérieur au couvercle, du côté de la face intérieure du couvercle monté sur le cadre, la vis coopérant avec un taraudage correspondant pour son dé la cement dans l'épaisseur du couvercle. 9/ Connecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite tige est guidée dans son déplacement axial par un ressort auxiliaire monté autour de la tige et en butée contre, d'une part, ladite première extrémité de la tige formant une tête débordant sur la tige et, d'autre part, un bord du logement de la tige dans le couvercle. 10/ Connecteur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chaque rainure transversale présente une section en vé