Brevet FR2386830A1 — publié le 19781103

La présente invention concerne le soudage simultané de plusieurs fibres optiques mises bout bout. L'utilisation de câbles à fibres optiques ou de guides de lumière, que l'on appelle aussi fibres optiques, dans le domaine de la transmission de signaux lumineux portant des informations. constitue maintenant une technique établie. De nombreux travaux de recherche et de developpement ont été consacrés à la mise au point des matériaux constituant les fibres1 ainsi qu'à leur technique de production. De même, les études portant sur les câbles ont permis de réaliser des câbles performants et fiables. Il est évident que, si l'on doit utiliser les cibles à fibres optiques pour la transmissisn de signaux téléphoniques ou la transmission de données sur longue distance, il faut prévoir I'épissurage de ces cables. Compte tenu de ses faibles dimensions, une fibre optique peut avoir un coeur en silice très pur de l'ordre de 75 pm et une gaine d'indice différent, de tordre de 100 pm , on a besoin d'une technique de positionnement de ces fibres très particulière, si l'on veut satisfaire aux exigences du raboutage avant soudure. L'affaLblissement energétique croit rapidement avec les erreurs de positionnement des deux extrémités avant soudure.On souhaite limiter le décalage des extrémités -des axes des fibres à environ 2 Vm > l'angle entre les axes des fibres à 1 degré, et les faces des extrémités à rabouter doivent être en contact, avec une légère pression facilitant le soudage. La soudure de fibres optiques de faible atténuation, par chalumeau microplasma, est connue [brevet français 76.10.971 déposé par la demanderesse). Les soudures réalisées avec la torche à microplasma introduisent dans les fibres raboutées une augmentation d'atténuation de l'ordre de 0,2 dB. De telles soudures permettent d'obtenir la continuité du diamètre extérieur de la fibre, et l'on n'enregistre qu'une très faible déterioration des caractéristiques mécaniques au droit du raboutage. Les appareils actuels permettent le raboutage de deux fibres optiques, chaque extrémité étant maintenue par des pinces grâce à un ensemble de micromanipulateurs ; les extrémités des fibres à rabouter sont mises en position, le contrôle de cette position étant effectué par des projections optiques avec un fort grossissement ou par l'intermédiaire d'un binoculaire. Un desavantage de ces appareils est qu'ils nécessitent un traitement de chaque fibre de façon indépendante. Le dispositif selon la présente invention permet de remédier à ces incon vénient Dans celui-ci en effet le positionnement des fibres peut être exécuté par nappes, ainsi que le soudage et l'enlèvement des nappes après soudage. La-présente invention a pour objet un dispositif de soudage de plusieurs fibres optiques bout à bout par nappes, chaque fibre comportant une partie dénudée et une partie gainée supportées par un bloc de positionnement, la partie dénudée de la fibre étant disposée dans une rainure de positionnement et la partie gainée de la fibre étant enserrée dans un support, les extrémités des parties dénudées des fibres en regard étant soudées. caractérisé en ce que ledit dispositif comporte des moyens de déplacement dfune torche à microplasma ayant son axe vertical sur lesdites extrémités à souder de la nappe de fibres perpendiculairement à celles-ci, que ledit bloc de positionnement comporte une pluralité desdites rainures de positionnement parallèle chacun ayant une forme de V aux faces internes arrondies, le fond de la rainure en V débouchant dans un trou de faible diamètre parallèle à ladite rainure, qu'au-dessous de la ligne de soudure et coupant chacune desdites rainures de positionnement. en son milieu, ledit bloc de positionnement comporte un dégagement débouchant dans une chambre de grande dimension nécessaire au ralentissement du gaz plasma, et que ledit support desdites parties gainées comporte de part et d'autre desdites rainures de positionnement dans l'axe des fibres deux multipinces aptes à se déplacer avec lesdites parties gainées, assurant le prépositionnement des fibres par rapport auxdites rainures et positionnant face à face les extrémités desdites parties dénudées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée de certaines réalisations-ainsi que de l'examen des dessins annexés correspondants dans lesquels - la figure 1 est un schéma du dispositif représentant les fibres et la torche de soudage. - La figure 2 est une vue agrandie en coupe de la rainure de positionnement. - La figure 3 est un schéma montrant le positionnement des fibres dans le bloc de maintien. -La figure 4 est une vue latérale d'une multipince en position ouverte. - La figure 5 est une vue latérale d'une multipince verrouillée en position glissement. - La figure 6 est une vue latérale d'une multipince verrouillée en position bloquée. - La figure 7 est un schéma montrant les fibres soudées dans un support en U. La figurez est un schéma du dispositif dans lequel la torche microplasma t41) a son axe XX' (12) vertical et se déplace suivant un axe YY' (13). Le plan de déplacement de la torche est le plan contenant XX' et YY'. Les épissures à effectuer par soudure (143 sont dans le plan précite. Les conducteurs optiques t15) sont dénudés par enlèvement du matériau plastique (16). L'amorçage et ie contrôle de l'arc sont réalisés à l'arrière de la nappe horizontale des fibres à souder puis l'arc se déplace à vitesse constante au-dessus de chaque raboutage. La soudure est réalisée avec ou sans arrêt sur l'axe des fibres. La figure 2 est une vue en coupe d'une rainure de positionnement (23) j un alésage de faible diamètre (21) est parallèle à l'axe de la-rainure j il facilite l'usinage de celle-ci ainsi que le nettoyage j les faces internes arrondies (221 de prépositionnement de fibre [15) facilitent l'entrée de celle-ci, car l'entrée du Vé est plus grande que dans le cas d'un Vé à faces planes. D'autre part, le fait de déboucher sur l'alésage (21) améliore la possibilité de nettoyage et évite le- dépôt de petites particules dans le fond du Vé. La figure 3 est un schéma montrant en coupe le bloc de maintien (31) portant sur la face supérieure les rainures de positionnement t233 coupées par un dégagement (33). Le bloc de maintien t31) comprend dans un plan horizontal, plusieurs rainures (23).Le dégagement(33)de la largeur nécessaire pour effectuer la soudure est réalisé après l'usinage des rainures t233 X il permet au microplasma de ne pas entre perturbé puisqu'il aboutit dans une chambre (34) de grande dimension située sous les nappes de fibres à rabouter.Deux multipinces (35, 36) permettent de par leur inclinaison de forcer la partie du conducteur optique dénudé (15) à aller dans le fond de la rainure t23) X les multipinces (35) et (36) assurent un prépositionnement des fibres par rapport à leur rainure, suffisant pour assurer le guidage d'entrée dans le VE correspondant à la fibre. Les multipinces, de par leur conception, présentent les fibres à un intervalle -compris entre deux et cinq fois le diamètre de gainage du matériau plastique de la fibre. Une glissière à déplacement axial t373 permet le déplacement des conducteurs optiques selon leur axe, le conrole de l'effort étant assuré par l'adhérence dans la multipince.Les fibres gainées (38) sont maintenues par le support en forme deU (3?.) permettant d'extraire toutes les fibres soudées dans un même mouvement. La figure 4 est une vue latérale d'une multipince en position ouverte. Elle est essentiellement constituée des plaquettes-support rigides (41) contenant des rainures (42), des lamelles- ressort souples (43), un porte-lamelle coulissant (44) commandant globalement l'ensemble des lamelles-ressort, d'un poussoir (45) et d'un ressort taré t46). Le ressort taré t46) commandant, en translation le porte-lamelle (44) permet un tarage de l'effort appliqué sur les fibres par l'intermédiaire des lamelles ressort (43). En position ouverte, les lamelles sont éloignées au maximum de leur rainure et laissent à la fibre munie de son gainage la possibilité d'entrer dans la rainure. Cette position ouverte de-la multipince est nécessaire pour l'extraction vers le haut de la nappe globale après soudure. La figure 5 est une vue latérale d'une multipince en position glissement. Dans cette configuration, le poussoir [15) est verrouillé dans une première position telle que l'effort du ressort taré est faible, donc l'appui de chaque lamelle-ressort (53) peu important, et il y a donc possibilité de glissement du revêtement plastique de la fibre dans la multipince. Les fibres gainées peuvent être introduites par le haut par simple déplacement de la lamelleressort. Dans la figure a trois positions de fibres gainées sont représentées la position (56) représente la fibre avant introduction, la position t57) représente la fibre on cours d'introduction, la position (58) représente la fibre après introduction. En fonction de l'appui de la lamelle-ressort [43) sur la fibre en position (58) dans sa rainure, le glissement de la fibre dans le sens axial est plus ou moins grand. On contrsle i'appui des extrémités des fibres au niveau de la soudure de cette manière. La figure 6 est une vue latérale d'une multipince en position bloquée. Le poussoir (45) est verrouillé dans une deuxième position telle que l'effort sur le ressort taré t46) est important, donc l'appui de cheque lamelle-ressort est fort et rend impossible le glissement du revetement plastique de la fibre dans la multipince. L'appui des lamelles-ressort (43) en position (613 sur la fibre gainée en-position t623 est tel qu'il n'y a pas possibilité de glissement des fibres gainées dans leurs rainures. Sur la figure 3, on voit une plaquette-référence 32 laquelle est positionnée dans un premier temps en lieu et place du plan vertical de déplacement de la torche entre les deux nappes de Vés depositionnement face au dégagement 33 permettant le passage de l'arc plasma. Une première nappe de fibres est montée dans la multipince 35 par exemple : la position longitudinale de la fibre n'a pas d'importance, on la place normalement, en retrait de la plaquette-référence 32. Les fibres étant déjà engagées dansles Vés de positionnement 23, le verrouillage de la multipince concernée étant en position glissement, il est possible de déplacer la pince suivant un axe parallèle aux fibres de la-nappe.Dans ce mouvement, les fibres se déplacent suivant leur axe jusqu'au moment où elles touchent la plaquette-référence 32. I-orsquune extrémité de fibre touche la plaquette-référence 32, il y a glissement au niveau du revêtement entre la fibre revêtue et la pince concernée de la multipince 35. On arrête le déplacement horizontal de -la multipince 35 lorsque toutes les fibres sont en appui contre la plaquette-référence 32. On passe le verrouillage de la multipince 35 en position blocage : ainsi, toutes les fibres d'une nappe sont positionnées par les rainures en Vé 23 et leurs extrémités sunt positionnées axialement. Une fois cette opération terminée, on escamote la plaquette-référence 32. La deuxième nappe de fibre est montée de la même manière que la première, la référence n'étant plus la plaquette 32, mais l'extrémité des fibres de la première nappe déjà positionnée. Pour cette deuxième nappe, on place les fibres en retrait des extrémités des fibres de la première nappe, la multipince 38 étant en position glissement. On déplace la multipince 36 suivant un axe parallèle aux fibres de la nappe. On arrête le déplacement de la multipince 36 lorsque toutes les fibres sont en butée sur leur vis-à-vis. Les fibres sont ainsi positionnées, leurs extrémités étant en légère pression, et le soudage peut être alors exécuté. La figure 7 est un schéma montrant les fibres soudées dans le support en U. Le système en forme de U maintient les fibres à souder au-delà et de part et d'autre des multipinces, permettant après soudure, d'enlever d'un bloc les deux nappes de fibres soudées. Les fibres soudées sont maintenues par deux plaquettes (71) vissées, enserrant les parties gainées t16) de la fibre. Sur cet élément, on peut rapporter deux plaques latérales pour former un réservoir dans lequel on peut couler une résine de protection de faible dureté. Cet ensemble est alors inséré dans une boite de connexion étanche. REVENOICATIONS 1/ Dispositif de soudage de plusieurs fibres optiques bout à bout par nappes, chaque fibre comportant une partie dénudée et une partie gainée supportées par un bloc de positionnement, la partie dénudée de la fibre étant disposée dans une rainure de positionnement et la partie gainée de la fibre étant enserrée dans un support, les extrémités des parties dénudées des fibres en regard étant à souder, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte des moyens de déplacement d'une torche à microplasma ayant son axe vertical sur lesdites extrémités à souder de la nappe de fibres perpendiculairement à celles-ci, que ledit bloc de positionnement comporte une pluralité desdites rainures de positionnement parallèles, chacune ayant une forme de V aux faces internes arrondies, le fond de la rainure en V débouchant dans un trou de faible diamètre parallèle à ladite rainure, qu'au-dessous de la ligne de soudure et coupant chacune desdites rainures de positionnement, en son milieu, ledit bloc de positionnement comporte un dégagement débouchant dans une chambre de grande dimension nécessaire au ralentissement du gaz plasma, et que ledit support desdites parties gainées comporte de part et d'autre desdites rainures de positionnement dans l'axe des fibres deux multipinces aptes à se déplacer avec lesdites parties gainées, assurant le prépositionnement des fibres par rapport auxdites rainures, et positionnant face à face les extrémités desdites parties dénudés 2/ Dispositif de soudage selon la revendication I, caractérisé par le fait que les moyens de déplacement de la torche assurent son déplacement continu. 3/ Dispositif de soudage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de déplacement de la torche assurent un déplacement discontinu avec arrêt prolongé sur chaque point à souder. 4/ Dispositif de soudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac térisé par le fait que chaque multipince comporte une pluralité de plaquettessupport contenant chacune une rainure apte à recevoir ladite fibre gainée. une pluralité de lamelles-ressort aptes à verrouiller lesdites fibres gainées, lesdites lamelles-ressort étant solidaires d'un porte-lamelles coulissant commandé par un bouton poussoir et un ressort taré. 5/ Dispositif de soudage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdites lamelles-ressort, le porte-lamelles coulissant et ledit bouton poussoir sont aptes à prendre trois positions correspondant à une position ouverte, une position permettant le glissement des fibres et une position déblocage de celles-ci.