Brevet FR2371696A1 — publié le 19780616

La présente invention concerne un connecteur pour faisceaux de fibres optiques. La présente invention a pour objet de réaliser un connecteur pour faisceaux de fibres optiques dans lequel l'amortissement, à l'emplacement de transition est faible et n'augmente pas sensiblement lors de connexions répétées et d'un usage prolon gé. La présente invention a pour objet un connecteur pour faisceaux de fibres optiques, caractérisé par le fait qu'il comprend des éléments de retenue des faisceaux de fibres optiques à relier, qui,à l'état connecté, maintiennent les surfaces frontales rectifiées planes des faisceaux de fibres à un écartement minimal prédéterminé l'une de l'autre de façon que leurs axes optiques soient alignés. L'invention a pour base la découverte que contrairement aux tentatives actuelles d'obtenir un contact direct sur toute la surface des côtés frontaux en regard, on peut atteindre un résultat bien meilleur par le fait que les faces frontales des faisceaux de fibres, l'un arrivant, l'autre partant, sont écartées l'une de l'autre d'une distance aussi petite que possible, mais qui cependant évite de façon sûre un contact direct, de sorte que des endommagements mécaniques sont, dans tous les cas empêchés. La fente d'air entre les deux extrémités en regard par leur côté frontal peut, à titre d'exemple, être de l'ordre de grandeur de 1/100 à 1/500 de millimètre ou moins, de sorte que l'on peut dans une large mesure éviter la sortie du rayonnement. Selon l'invention, on prévoit en outre de réaliser et de disposer des éléments annulaires d'écartement de sorte que des réflexions aient lieu sur leurs surfaces internes, de façon à diminuer encore la sortie de lumière. Un avantage particulier du connecteur selon l'invention est sa simplicité de construction et le fait que pour la connexion et la séparation de deux faisceaux de fibres optiques seuls sont nécessaires des déplacements en translation parallèlement à l'axe longitudinal du connecteur. En raison de ce fait, il est possible selon le principe de l'invention de construire de manière simple des dispositifs de commutation, en particulier des inverseurs, l'inversion pouvant être commandée à distance. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, on utilise un manchon de raccordement susceptible d'être enfoncé sur les deux douilles de contact. Pour des utilisations particulières, il peut cependant également être nécessaire et approprié de fixer le manchon de raccordement sur une douille de contact de façon à obtenir une connexion mâle-femelle. La mise en place de la douille de contact sur le câble constitué du faisceau de fibres optiques déjà muni d'une douille d'extrémité s'effectue de façon avantageuse de manière qu'après la mise en place il subsiste encore un espace libre entre la douille d'extrémité et la douille de contact, dans lequel on peut introduire un adhésif par un trou prévu à cet effet, la douille d'extrémité et la douille de contact se trouvant alors positionnés de façon précise. Le manchon de la partie centrale du connecteur est conformé de telle sorte que l'on assure aussi bien une étanchéité en sens longitudinal qu'une étanchéité en sens transversal. Le connecteur peut, avec les structures décrites et représentées ci-après être utilisé également exclusivement pour la transmission d'énergie électrique. On va maintenant décrire l'invention de manière plus détaillée à l'aide de deux exemples de réalisation et en se réfé- rant au dessin annexé dans lequel La figure 1 représente une coupe axiale d'une première forme de réalisation d'un connecteur pour faisceaux de fibres optiques, la figure 2 représente une coupe axiale~d'une deuxième forme de réalisation d'un connecteur pour faisceaux de fibres optiques. On se réfère d'abord à la figure 1. Les faisceaux de fibres optiques 10, constitués de bottes de fibres de verre, sont lors de leur fabrication entourés d'une gaine de câble 12, qui est partiellement enlevée dans la zone du connecteur. La partie avant de chaque faisceau de fibres optiques 10 est entourée dans le tronçon avant dénudé de la gaine de câble par une douille d'extrémité 14 qui se prolonge vers l'arrière et qui entoure également la gaine de câble 12. Les douilles d'extrémité 14 sont liées aux faisceaux de fibres optiques 10 en particulier par collage. Ces douilles d'extrémité sont entourées par des douilles de contact ou de retenue 16 qui s'étendent jusqu'au plan de séparation 18. Chaque douille de contact présente un tronçon arrière 20, qui entoure le tronçon cylindrique arrière de la douille d'extrémité 14 et de la gaine de câble 12. Chaque douille d'extrémité 14 fait saillie vers l'arrière du tronçon 20. A partir du plan de séparation 18 chaque douille de contact 16 présente un tronçon cylindrique 22 de diamètre plus petit, qui entoure le tronçon de cylindre 24 de diamètre plus petit de la douille d'extrémité 14.Une transition conique 26 est prévue entre le tronçon cylindrique 22, qui entoure le tronçon 24 de la douille d'extrémité, et le trou interne cylindrique 30, qui entoure le tronçon arrière cylindrique de la douille d'ex trémité. Dans le tronçon de transition conique débouche un trou 32, par lequel, depuis l'extérieur, un adhésif peut être injecté à l'intérieur de l'espace 34, pour lier la douille de contact 16 à la douille d'extrémité 14. Le tronçon avant 22 de chaque douille de contact présente un trou interne cylindrique 28 et un tronçon extérieur cylindrique 36. Ce tronçon cylindrique 36 se prolonge vers l'avant par un tronçon conique 38, une rainure annulaire 40 étant prévue à l'emplacement de transition. Dans la construction décrite ci-dessus, les deux tronçons de faisceaux et leurs éléments de connecteur sont identiques. Les surfaces frontales -en regard des faisceaux de fibres optiques 10 et les surfaces -annulaires frontales des douilles d'extrémité 14, de même que les tronçons de douilles de contact 22 sont rectifiées dans un plan commun perpendiculaire à l'axe. Dans la position de connexion représentée dans le dessin, entre les surfaces frontales des douilles de contact 16 se trouve disposé un disque annulaire d'écartement 42 qui possède une épaisseur de moins d'un loeème de millimètre et qui empêche un contact direct des faces frontales des faisceaux de fibres optiques. Ce disque annulaire 42 qui peut selon une autre forme de réalisation de l'invention se trouver également entre les surfaces frontales annulaires des douilles d'extrémité 14, est mis en place dans une gorge annulaire interne d'un manchon de raccordement 44, qui est enfoncé sur les tronçons 22 des douilles de contact 16 et présente des renflements annulaires 46, grâce auxquels il se fixe par.encliquetage dans des rainures annulaires 40 des deux douilles de contact 16, la forme et les dimensions entant calcu lées de telle sorte qu'une composante de force axiale soit mise en oeuvre sur les deux douilles de contact pour presser leurs surfaces annulaires frontales contre l'anneau d'écartement 42. Le manchon de raccordement 44 est réalisé en un matériau élastique, qui pour augmenter son élasticité peut être muni de fentes 48. Dans des gorges annulaires internes a ltextrémité du manchon de raccordement peuvent être insérées des bagues d'étanchéité 50 qui assurent une étanchéité aussi bien longitudinale que transversale. Pour effectuer une connexion, les deux douilles de contact sont introduites dans le manchon de raccordement 44 et par une légère pression amenées dans une position empêchant une déconnexion. Dans cette position les douilles d'extrémité ou les douilles de contact s'appuient par la liaison à encliquetage 40, 46 légèrement contre le disque annulaire d'écartement 42 qui empêche que se touchent les deux surfaces des faisceaux de fibres optiques et qui, en outre, assure un écartement constant entre les deux surfaces, de sorte que l'amortissement de transmission du connecteur demeure constant. Le manchon de raccordement 44 du connecteur est réalisé de telle façon que les douilles de contact 16 sont centrées à proximité immédiate du disque d'écartement.Par une réalisation métallique des douilles de contact et du manchon de raccordement, on peut en même temps obtenir avec la transmission optique une transmission de signal électrique. Ceci peut également se produire lorsque les constituants du connecteur sont en matière plastique, munie cependant d'une métallisation. Dans le mode de réalisation selon la figure 2, on utilise des faisceaux de fibres optiquesl,disponibles dans le commerce pour la conduction de lumière, entourés d'une gaine protectrice de câble 2'. La gaine de câble 2' est enlevée dans le tronçon d'extrémité et là chaque faisceau de fibres 1' est entouré d'une douille d'extrémité 3' forméeavec précision-qui enserre également la gaine de câble 2' et qui est colle avec le faisceau de fibres 1 et de façon avantageuse est également colléavec l'enveloppe de câble 2'. Chaque douille d'extrémité 3' peut être constituée en un matériau conducteur de l'électricite ou en un matériau isolant.La structure décrite jusqu'à présent des deux tronçons de faisceaux de fibres optiques à connecter est identique des deux côtés. La connexion sur le côté frontal des faisceaux de fibres s'effectue par des douilles de contact ou de retenue 4', respectivement 5', la douille de contact 5' étant réalisée sous forme de contact mâle et la douille de contact 4' sous forme de contact femelle, les deux douilles pouvant pénétrer l'une -dans l'autre comme on le voit dans la figure 2 du dessin. Les deux douille-s de contact sont munies d'épaulements annulaires avant contre lesquels butent des épaulements annulaires correspondants 12' des douilles d'extrémité. En outre, des épaulements annulaires 14' arrière de la douille d'extrémité s'appuient sur des surfaces annulaires frontales 16' des douilles de contact de sorte que les douilles de contact 4',5' sont fixées sans jeu axial entre les épaulements annulaires 10' et les surfaces annulaires frontales 16'. Chaque surface annulaire frontale arrière 16' peut être réalisée sous forme de bourrelet élastique, qui après l'enfoncement de la douille d'extrémité s'encliquète derrière l'épaulement 14' de celle-ci. Les douilles d'extrémité peuvent également être fixées aux douilles de contact 4' ,5' par écrasement de celles-ci à l'emplacement 18'. La douille de contact mâle 5' est munie dans la zone de connexion frontale des faisceaux de fibres optiques d'une gorge annulaire interne 20'dans laquelle est monté flottant un disque annulaire d'écartement 22' qui possède un diamètre interne plus grand que le diamètre externe des faisceaux de fibres, mais plus petit que le diamètre externe des douilles d'extrémité. Les faisceaux de fibres en regard 2' sont rectifiés plans de façon précise, en même temps que- les faces avant des douilles d'extrémité et ces surfaces annulaires frontales planes des douilles d'extrémité sont mises en place des deux côtés du disque d'écartement 22' exactement parallèlement, de sorte que les surfaces frontales des faisceaux de fibres sont maintenues parallèles face à face en gardant un écartement de moins d'un centieme de millimètre. Dans le tronçon conique avant élargi 24' de la douille de contact 5', on enfonce la douille d'extrémité du faisceau de fibres retenu par la douille de contact femelle 4' et la douille de contact 4' enserre par un tronçon de contact élastique avant 7' la pièce cylindrique avant 26' de la douille de contact mâle 5'. Les douilles de contact 4',5' sont constituées, si l'on souhaite une connexion électrique, de matière électriquement conductrice et elles sont munies de raccords électriques 8', sur lesquels peuvent être connectés des circuits de courant de signal ou d'autres circuits de courant. Le serrage axial des deux douilles de contact 4' et 5' qui doit assurer un appui plan des surfaces annulaires frontales des douilles d'extrémité sur le disque annulaire d'écartement, peut être réalisé par divers moyens connus en soi, par exemple par des écrous-chapeau ou analogues. Dans l'exemple de réalisation représenté, on prévoit une liaison à brides qui présente deux brides annulaires 11' qui par un moyen non représenté sont -suscep- tibles d'être serrées axialement lune contre l'autre. Dans ce but les douilles de contact 4' et 5' présentent des collerettes 6' tournées vers l'extérieur, qui viennent en appui axial lors de la rotation des brides annulaires. Pour assurer un bon centrage, la collerette 6' de la douille de contact mâle 5' s'appuie sur une bague élastique 9' qui favorise le positionnement plan des surfaces de contact frontales. Le connecteur décrit peut être réalisé sous forme de connecteur multiple en conformant les douilles de contact 4' et 5' en plaques comportant plusieurs éléments d'insertion. En variante, plusieurs douilles de contact 4' et respectivement 5', peuvent également être réparties sur les brides annulaires 11' ou des plaques de brides. REVENDICATIONS 1. Connecteur pour faisceaux de fibres optiques, carac térisé par le fait qu'il comprend des éléments de retenue des faisceaux de fibres optiques à relier, qui, à l'état connecté, maintiennent les surfaces frontales rectifiées planes des faisceaux fibres à un écartement minimal prédéterminé l'une de l'autre de façon que leurs axes optiques soient alignés. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un élément d'écartement (42) est prévu entre les élé- ments de retenue entourant les faisceaux de fibres optiques. 3. Connecteur selon la revendication 2; caractérisé par le fait que 1' élément d'écartement est réalisé sous la forme d'un disque annulaire (42), dont le trou interne est égal ou su périeur au diamètre du faisceau de fibres et qui s'appuie à l'état connecté sur le côte frontal des douilles d'extrémité enfoncées sur les faisceaux de fibres et/ou sur les surfaces annulaires frontales des douilles de contact (16) entourant les douilles d'extrémité. 4. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les deux douiiles d'extrémité (14) sont entourées par des douilles de contact plus épaisses (16,22) qui présentent des tronçons d'extrémité coniques (22), sur lesquels un manchon de raccordement autocentreur de forme conique est susceptible d'être enfonce. 5. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'élément d'écartement (42) est un composant de la partie centrale du manchon de raccordement (44). 6. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les douilles de contact (16) et/ou le manchon de raccordement (44) sont réalisés de telle sorte que les faisceaux de fibres, à l'état connecté, sont fortement comprimés axialement. 7. Connecteur selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend des rainures d'arrêt (40) et des saillies d'arrêt t46) dans les douilles de contact et respectivement dans le manchon de raccordement (44) qui assurent un encliquetage sous précontrainte axiale. 8. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le manchon de raccordement est muni aux extrémités de fentes annulaires (48) pour accroitre l'é- lasticité. 9. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les faisceaux de fibres sont munis de douilles d'extrémité (14), qui entourent la gaine de câble (12) et le tronçon de chaque faisceau de fibres optiques (10) dénudé de la gaine de câble et que les douilles de contact (16) sont fixées sur ces douilles d'extrémité. 10. Connecteur selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'entre la douille d'extrémité (14) et la douille de contact (16) subsiste un espace annulaire (3A) dans lequel débouche un trou d'introduction (32) d'un adhésif. 11. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il est constitue en un matériau non conducteur de l'électricité. 12. Connecteur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que toutes les parties sont munies d'un revêtement mé- tallique aux emplacements de contact mutuel. 13. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que toutes les parties sont constituées en métal. 14. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé par le fait qu'il transfère en même temps de l'énergie optique et de l'énergie électrique. 15. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'une bague d'étanchéité 50) est disposée dans une rainure interne aux deux extrémités du manchon de raccordement. 16. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'il est conformé en commuta teur, notamment en inverseur. 17. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que la fente entre les extrémités frontales des faisceaux de fibres est remplie d'un fluide d'immersion. 18. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux tronçons d'extrémité des faisceaux de fibres optiques(l') sont munis de douilles de retenue (4',5') qui, après alignement des axes optiques des deux faisceaux de fibres sont susceptibles de s'interpénétrer et d'être serrées l'une contre 1' autre. 19. Connecteur selon la revendication 18, caractérisé par le fait que les douilles de retenue (4',5') sont enfoncées sur des douilles d'extrémité (3') qui entourent la gaine de câble (2') de chaque faisceau de fibres (1') et le tronçon avant du faisceau dénudé de la gaine de câble. 20. Connecteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément d'écartement réalisé sous forme de disque annulaire est monté flottant dans une gorge annulaire interne (20') de la douille de retenue mâle (5'). 21. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 19,20, caractérisé par le fait que la partie avant (26') de la douille de retenue mâle (5') présente un élargissement en forme d'entonnoir pour faciliter l'enfoncement de la douille d'extrémité de l'autre faisceau de fibres. 22. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 18 à 21, caractérisé par le fait que l'une des douilles de retenue (5') est réalisée comme partie mâle et l'autre douille de retenue (4') comme partie femelle, les deux douilles étant susceptibles d'être enfoncées l'une dans l'autre. 23. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 18 à 22, caractérisé par le fait que les douilles de retenue (4',5') sont susceptibles d'être serrées axialement. 24. Connecteur selon la revendication 23, caractérisé par le fait que le serrage axial est effectué par des brides (11'). 25. Connecteur selon la revendication 24, caractérisé par le fait que les brides (11') s'appliquent sur des collerettes externes (6') des douilles de retenue (4',5'). 26. Connecteur selon la revendication 25, caractérisé par le fait qu'une bague d'étanchéité (9') s'appuie sur la collerette externe (6'). 27. Connecteur selon la revendication 18, caractérisé par le fait que les douilles de retenue (4',5') présentent des épaulements annulaires effaçables élastiquement (16'), qui après l'enfoncement sur la douille d'extrémité correspondante(3') s'encliquètent derrière un épaulement annulaire (14') de celle-ci 28. Connecteur selon la revendication 27, caractérisé par le fait que les douilles de retenue (4',5') sont munies derrière l'épaulement annulaire (16') de chaque douille d'extrémité d'une zone d'écrasement annulaire.