Brevet FR2472736A1 — publié le 19810703

TAB.BRD 2472735 1. La présente invention concerne un banc d'aligne- ment, destiné au positionnement précis d'un cylindre de faible diamètre. Elle s'applique plus particulière- ment au positionnement précis d'une fibre optique dans un embout de connecteur destiné au raccordement de deux fibres optiques bout à bout. L'invention s'appli- que également à la réalisation de connecteurs compor- tant une pluralité de fibres optiques disposées soit dans un plan, soit selon des cercles concentriques, dans des connecteurs multiples. De nombreuses techniques d'alignement et de fixa- tion des fibres optiques dans des embouts ont été dé- crites; elles sont d'une façon générale trop compli- quées et pas suffisamment industrielles en ce sens que la fixation et le positionnement d'une fibre optique dans un embout pour la réalisation d'un connecteur est une opération qui doit être simple et réalisée avec un matériel peu sophistiqué de façon à être appliquable par un personnel non spécialisé, au cours d'opérations qui ont lieu sur des chantiers. La société demanderesse a elle-même déposé une demande de brevet français N0 78.30 849 relative à un dispositif de centrage d'une fibre optique dans un em- bout et à l'embout réalisé au moyen de ce dispositif. Cette demande de brevet couvre un matériel comportant, taillé dans un bloc d'un matériau rigide, un dièdre de référence dont une extrémité reçoit l'embout appuyé sur les faces du dièdre et dont l'autre extrémité reçoit un jeu de deux cylindres dont la fonction est de posi- tionner la fibre optique dans le plan bissecteur du dièdre, parallèlement à son arête. Ces deux cylindres sont maintenus en place par des cales qui les immobi- lisent puisqu'il est impossible de les souder ou de les visser, étant données les très faibles dimensions des objets considérés, de l'ordre de 100 à 120 microns pour une fibre optique et-de l'ordre de 100 à 200 mi- crons pour un cylindre de centrage. Bien que représen- tant un très net progrès dans la voie de la simplifi- cation pour centrer une fibre optique par rapport à son embout, selon des règles qui sont liées aux lois de la géométrie, ce matériel et ce dispositif présen- tent néanmoins: - une première difficulté dans sa réalisation réaliser des pièces cylindriques de diamètre de l'ordre de 200 microns et de longueur approximative de 2 à 3 cm, avec de plus un très bon état de surface pour ne pas blesser ou briser la fibre optique, est une opération délicate; une deuxième difficulté dans sa mise en oeuvre le maintien des cylindres de centrage nécessite des cales et le maintien de la fibre entre les cylindres est délicat en raison des toutes petites dimensions et en raison de la fragilité de la fibre et de sa ten- dance à ressortir du berceau qui lui est offert entre les deux cylindres, par ltélasticité naturelle de verre ou de la silice. En effet, la fibre étant essentiellement consti- tuée par de la silice, elle possède une rigidité propre qui nuit à son positionnement correct dans un V ou dans tout autre système de référence. Par exemple, lors du dénudage de la fibre, la section de gaine plastique de protection n'est pas rigoureusement perpendiculaire à l'axe de la fibre et un tel défaut a pour résultat de déplacer la fibre suivant une direction différente de son axe théorique, selon lequel elle devrait s'ali- gner. Ce phénomène est du à la difficulté qu'il y a à dégager une fibre, dont le diamètre est de l'ordre de 100 microns, de sa gaine de protection dont le diamètre est lui-même inférieur au millimètre. Ce déplacement parasite peut provenir d'autres causes, telles que contraintes mécaniques internes à la fibre ou contraintes résiduelles qui peuvent être de nature chimique ou thermique. Selon la présente invention, le double problème du centrage d'une fibre par rapport à l'embout dans lequel elle doit être fixée et du maintien en place de cette fibre pendant l'opération de fixation est résolu par deux moyens: d'une part la fibre est centrée par un dièdre, déduit par translation du dièdre de réfé- rence dans lequel est centré l'embout; d'autre part, la fibre est maintenue grâce à une aspiration créée de l'extérieur du montage vers le fond du dièdre, c'est- à-dire selon l'arête de recoupement du dièdre, par l'intermédiaire soit d'une dépression soit d'un systè- me venturi qui crée un vide sous la fibre optique, la plaquant contre ses appuis, ce qui équivant à une pres- sion pneumatique exercée sur la fibre. Le dièdre de centrage de la fibre est déduit du dièdre de référence par une translation, dûe à deux cales à faces parallèles, posées sur le dièdre de référence. L'une ou les deux cales qui servent au cen- trage sont retouchées de façon à créer des évents d'aspiration, mais les deux cales peuvent également, au titre de l'invention, être dépourvues d'évents d'aspiration et positionnées sur les faces du dièdre de référence de telle façon qu'une fente persiste en- tre elles, fente par laquelle est transmise l'aspi- ration. De façon plus précise, l'invention consiste en un banc d'alignement pour le positionnement précis d'un cylindre de faible diamètre dans un embout, constitué par un bloc d'un matériau rigide, caractérisé en ce que, en premier lieu, l'embout est positionné dans un premier dièdre de référence, taillé dans le bloc, et le cylindre est centré, par rapport à l'embout, par appui contre'un second dièdre de centrage, déduit du dièdre de référence, par une translation, au moyen de deux cales parallélépipèdiques prenant appui contre le dièdre de référence et en ce que, en second lieu, le cylindre est maintenu en position par des moyens pneu- matiques dirigés vers l'arête de recoupement du dièdre. L'invention et certains de ses avantages ressor- tiront mieux de la description qui va en suivre, des- cription accompagnée de dessins du banc d'alignement réalisé, lesquels représentent: - figure 1 dispositif de centrage de fibre selon l'art antérieur; - figure 2 dispositif de centrage de fibre selon l'invention; figure 3: vue en bout du système d'aspiration de la fibre; - figure 4: vue détaillée d'une cale de centrage; figure 5: vue éclatée du bloc de référence et d'une cale,,.prévue dans le cas du-fonctionnement en venturi. La figure 1 représente les éléments essentiels du dispositif de centrage de fibre selon l'art anté- rieur et plus précisément selon la demande de brevet français-N' 78.30 849. Selon cette demande de brevet, une fibre optique est déposée dans le berceau formé par deux-cylindres 1 et 2 tangents entre eux et qui-forment ainsi un V dans lequel est déposée la fibre optique. Ces deux cylindres sont de plus tangents à deux cales 3 et 4 dont l'épaisseur est en relation avec le diamètre de l'embout ou du connecteur qui doit être réalisé. La fixation, ou plus exactement le maintien en place des deux cylindres 1 et 2, se fait au moyen de deux clips et 6 biseautés sur celle de leurs extrémités qui est en contact avec les cylindres, étant donné, comme il a déjà été dit, que les dimensions ne permettent pas de souder les cylindres qui fondraient et que la précision requise, de l'ordre du micron, ne permet pas.d'introduire une couche de colle. L'ensemble des cylindres 1 et 2, des cales 3 et 4 et des clips de maintien 5 et 6, est introduit dans le dièdre de référence de l'appareil de centrage. Les inconvénients relatifs de ce système ont été cités précédemment: ils sont essentiellement liés aux très petites dimensions des objets en cause, fibre ou cy- lindres de positionnement et à la difficulté de main- tenir le tout en place. La figure 2 représente un banc d'alignement de positionnement précis de fibre optique selon l'inven- tion; Ce banc d'alignement reprend à l'invention précé- dente le bloc de ba7se 7 taillé dans un matériau rigide dans lequel un dièdre de référence est usiné. Ce dièdre est usiné selon une direction telle que sa bissectrice est confondue avec un plan orthogonal à l'un des plans principaux du bloc 7. Le dièdre de référence est cons- titué de deux parties dont les faces sont rigoureuse- ment dans le prolongement l'une de l'autre. La première partie 8 de ce dièdre de référence est celle qui reçoit l'embout dans lequel doit gtre centrée une fibre optique. Ses dimensions sont suffisantes pour créer un berceau dans lequel l'embout est parfaitement centré et repéré en position; cependant, les dimensions de ses faces sont juste suffisantes pour maintenir l'em- bout, et dégagent l'espace environnant pour laisser la possibilité de travailler à la réalisation du connec- teur. La seconde partie 9 du dièdre est rigoureusement dans le prolongement de la première partie 8, mais ses faces sont plus grandes de façon à servir de plans de référence et de fixation aux moyens mis en oeuvre pour en déduire un dièdre de centrage de la fibre op- tique. Cette seconde partie est celle qui se trouve du coté o est positionnée et centrée la fibre opti- que qui doit être fixée dans l'embout. Les moyens de centrage de la fibre sont-constitués par deux cales d'épaissseur 10 et 11. Ces cales sont des parallélépi- pèdes, d'épaisseur contrôlée à moins de 1 micron près, taillés dans un matériau rigide et elles sont mainte- nues sur les deux faces du dièdre 9. L'épaisseur des cales 10 et Il est en relation directe avec le rayon de l'embout dans lequel doit être fixée la fibre optique: elle est plus exactement égale à la différence entre le rayon de l'embout et le rayon de la fibre dans le cas o l'embout est cylindrique. La particularité du dispositif de centrage de fibre selon l'invention consiste en ce que, dans une forme de réa- lisation, l'une ou les deux parmi les cales 10 et Il comporte des évents 12 qui sont situés le long de l'axe de recoupement des faces du dièdre. Ces évents sont de très petites dimensions, inférieures aux dimen- sions de la fibre optique. Ils sont en communication avec un canal, caché sur cette figure 2 mais qui sera mis en évidence sur les figures 3 et 4, canal par lequel est créée une aspiration: ainsi la fibre optique est plaquée contre l'axe de recoupement des deux cales par l'aspiration qui provient des évents 12. Pour être efficace, le dispositif selon l'inven- tion nécessite seulement que les cales 10 et Il soient usinées avec suffisamment de précision pour que la dépression soit transmise par les évents et non pas par des fuites dûes à des imperfections dans l'état de surface des faces latérales des blocs de centrage 10 et 11. Ceci nécessite également que les blocs ne soient pas chanfreinés car un chanfrein pourrait rapi- ai. 2472736 dement détruire la précision de centrage de la fibre puisque la précision recherchée est de l'ordre du mi- cron. Par contre, il est remarquable que le dispositif de centrage selon l'invention, n'utilise que deux pièces et un dièdre de référence et que par voie de consé- quence, la précision se trouve améliorée puisque l'er- reur relative de centrage est diminuée en même temps qu'est diminué le nombre des pièces mises en jeu. La figure 2 montre une forme de réalisation de l'invention, selon laquelle une première cale -la cale - s'appuie contre les deux faces du dièdre de réfé- rence--9, tandis que l'autre cale - la cale 11- s'appuie contre une-face du dièdre 9 et contre la première cale. Cette disposition ne laissant aucun volume mort entre deux plans en contact, il est nécessaire de créer une cavité par laquelle est transmise l'aspiration en usi- nant une ou lesdeux cales. Selon:une autre forme de réalisation, l'invention comprend deux cales identiques, dépourvues d'évents 12, reposant chacune contre une seule face du dièdre 9 et contre deux supports, dont la fonction est d'empêcher les deux cales de "glisser" jusqu'à l'arête de recou- pement du dièdre. Les dimensions des supports sont telles qu'une très fine fente demeure entre les deux cales 10 et 11,cette fente constituant ununique évent 12. En outre, les supports sont placés aux extrémi- tés des cales 10 et 11, en sorte qu'une cavité d'aspi- ration existe naturellement, sans aucun usinage des cales: elle est délimitée- par le,-dièdre 9, deux petites faces des cales 10 et 11, et les deux supports qui l'obstruent à ses extrémités. La figure 3 représente une vue en bout du système d'aspiration de la fibre selon l'invention. Cette vue correspond à la face arrière cachée sur la figure 2, dans le cas de la première forme de réalisation. Dans le bloc 7, est taillé un dièdre de réfé- rence 9 sur lequel sont fixées deux cales 10 et 11. Un système de trous taraudés a été représenté sur la figure 3: il n'est nullement limitatif et tout dis- positif de fixation connu de l'homme de l'art convient également à l'exclusion de ceux qui feraient interve- nir des couches intermédiaires telles que colle ou soudure, lesquelles couches détruiraient la précision recherchée. Une fibre optique 13-est représentée maintenue dans son berceau, c'est-à-dire le dièdre de centrage, grâce à l'aspiration qui lui est transmise par les évents 12. Ces évents communiquent avec un caisson d'aspiration 14 constitué par une paroi du dièdre 9, une face de l'une des deux cales, 10 par exemple, et une partie de l'autre cale, il par exemple, qui a été retaillée de façon à créer ce caisson d'aspiration. Sur la figure 3, le caisson d'aspiration est repré- senté dans sa réalisation la plus simple qui consiste à ne tailler que sur une seule cale et entamer une face à la meule selon un plan qui présente un angle de quel- ques de degrés avec deux autres faces de la cale. Ce -:caisson d'aspiration sera plus facilement mis en évi- dence sur la figure 4. Cependant, les deux cales peuvent- comporter chacune une partie d'évent et une partie de- caisson d'aspiration, et en outre le caisson d'aspira- tion peut avoir tout autre forme, sa fonction essen- tielle étant de transmettre une- aspiration par dépres- sion pneumatique. La figure 4 représente l'une des cales telles qu'usinées pour créer une aspiration pneumatique de la fibre optique. Par comparaison avec la figure 3, la cale représentée en figure 4 est la cale 11. Dans un parallélépipède 11, de matériau rigide, a été taillée une cale de dimensions parfaitement connues à moins d'un micron près. Sur l'une de ces deux petites faces latérales, c'est-à-dire une de ses faces qui entrent en contact avec l'autre cale 10 sont usinés des évents 12. En règle générale, et étant donné qu'une droite passe par 3 points, on peut considérer que 3 évents situés approximativement au milieu et vers les extrémités du dièdre de référence suffisent pour maintenir la fibre optique en position et selon une droite. Sur la face dans laquelle sont usinés les évents 12, un angle est alors usiné de façon à obtenir une face triangulaire légèrement plus courte que la lon- gueur de la cale dans laquelle elle est usinée, cette face triangulaire présentant elle-même un léger angle avec deux autres faces adjacentes de la cale. Cette nouvelle face, triangulaire constitue l'une des parois de la cavité d'aspiration 14. Il est important que la face triangulaire soit légèrement plus courte que la longueur de la cale de façon à ce que l'aspiration qui est créée dans la cavité soit transmise vers la fibre par les évents 12 et qu'il n'y ait pas de fuite en extrémité de cavité d'aspiration. La cale représentée en figure 4 est fixée sur le bloc 7 contre l'une des faces du dièdre 9 par l'in- termédiaire d'un trou de fixation 15, ou de plusieurs. L'aspiration est créée dans la cavité 14 par l'extré- mité arrière du dispositif, cette aspiration est sché- matisée sur la figure 4 par une flèche. Elle nécessite des moyens qui ne sont pas représentés sur les figures 3 et 4 mais qui font partie des connaissances de l'homme de l'art, ces moyens étant essentiellement constitués par une flasque réunie de façon étanche au bloc 7, cette flasque portant des raccords sur les- quels sont fixées des tuyauteries d'aspiration. Le dispositif selon l'invention décrit précédem- ment fait appel à des moyens de pompage pneumatique ex- térieurs au dispositif. Il peut être réalisé selon une seconde forme ne nécessitant pas de moyens de pompage mais uniquement des moyens tels qu'un fluide sous pres- sion, essentiellement l'air comprimé, ces moyens étant de façon très générale plus fréquents sur les chantiers que les moyens de dépression. La figure 5 représente en vue éclatée le disposi- tif pneumatique de centrage de fibres optiques utili- sant le principe de venturi. Pour faciliter la vue des détails du dispositif pneumatique, le bloc de référence 7 est supposé avoir été scié en deux selon le plan médian du dièdre de référence et il met en évidence un triple venturi, représenté associé à trois évents. Toutefois, comme dans le cas de la réalisation précé- dente et de la figure 4, le nombre d'évents et le nom- bre de venturis n'est pas limitatif de l'invention: un évent suffit, mais trois évents permettent de mieux maintenir droite une fibre optique. Sur la figure 7, est donc représenté le bloc de base 7 comportant d'une part la partie 8 du dièdre de référence et d'autre part la partie 9 de ce même dièdre de référence. Une cale Il munie de trois évents 12 et de moyens de fixation 15 est normalement fixée contre une face du dièdre 9 selon la flèche représentée sur le dessin, mais est représentée soulevée pour en faciliter la vue intérieure. Dans la face correspondante du dièdre 9 ont été usinés trois canaux 16 dont la position correspond aux trois évents 12 de façon à ce que l'aspiration créée dans les canaux 16 soit transmise à la fibre optique par les évents 12. Chacun des canaux 16 débouche dans une cavité 17, munie de trois cols 18, chacun des cols 18 étant à l'aplomb d'un canal 16. De l'air ou de l'azote comprimé arrive dans la cavité 17 par une canalisation 19 munie d'un raccord extérieur qui n'a pas été représenté sur cette figure. L'air comprimé circule à l'intérieur de la cavité 17 et s'échappe par l'arrière du dispositif. Chacun des ensembles canal 16 et col 18 constitue un système de venturi, c'est-à-dire un convergent suivi d'un divergent qui crée sous l'action du flux d'air comprimé une dépres- sionau droit de la section minimale du raccordement. Par.conséquent, le passage de l'air comprimé crée une aspiration dans les canaux 16 et donc une aspi- ration dans les évents 12, aspiration qui contribue au maintien en position de la fibre optique. Le dispositif pneumatique selon l'invention, dans-cette seconde réalisation qui a recours à un fluide sous pression et non plus à un fluide en dépres- sion, doit bien entendu être compris avec un bloc 7 complet et une seconde cale 10, laquelle peut être un simple parallélépipède ou peut être comme la cale Il munie d'évents et d'un système de venturi. L'utilisation de fluide comprimé, outre l'avan- tage dela facilité d'emploi sur un chantier présente le second avantage d'être un moyen commun avec d'au- tres systèmes d'automatisation ou de fonctionnement télécommandé de systèmes annexes de blocage et.micr=o- manipulation'de fibres optiques sous l'action de,-l'air comprimé. L'invention a été décrite dans le cas précis du positionnement d'une fibre optique dans un embout; elle s'applique cependant au cas d'un outillage dans lequel une-pluralité de fibres-optiques sont manipulées simultanément en vue de réaliser une connexion entre- une pluralité de fibres optiques, de façon à réaliser non plus un seul connecteur monofilament mais un con- necteur plurifilaments. L'invention s'applique également dans tous les cas o un objet de petit diamètre qui peut être cylin- drique ou de section carrée doit être parfaitement centré par rapport à un autre objet dans lequel il doit être fixé. L'objet à centrer étant maintenu et positionné, il est fixé dans son embout par des procédés classiques tels qu'injection de colle ou de polymère, ou soudure. REVENDICATIONS 1. Banc d'alignement pour le positionnement précis d'un cylindre de faible diamètre dans un embout, cons- titué par un bloc d'un matériau rigide (7), caractérisé en ce que, en premier lieu, l'embout est positionné dans un premier dièdre de référence (8 + 9), taillé dans le bloc, et le cylindre est centré, par rapport à l'embout, par appui contre un second dièdre de cen- trage, déduit du dièdre de référence, par une transla- tion, au moyen de deux cales parallélépipèdiques pre- nant appui contre le dièdre de référence (en 9), et en ce que, en second lieu, le cylindre eàt maintenu en position par des moyens pneumatiques dirigés vers l'arête de recoupement du dièdre. 2. Banc d'alignement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une cavité d'aspiration (14) est formée entre les deux faces du dièdre de référence (9) et deux faces des cales (10 et 11), cette cavité débou- chant, d'une part, sur au moins un évent entre les deux cales (10 et 11), et, d'autre part, sur un moyen d'as- piration pneumatique. 3. Banc d'alignement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une au moins des deux cales (11) est usinée par abrasion de matière sur celle de ses faces latérales en regard avec l'autre cale (10) en vue d'y créer, d'une part, au moins un évent (12), et, d'autre part, une cavité (14), plus courte que la face dans laquelle elle est taillée, cette cavité étant refermée par l'application de la première cale (11) contre l'autre cale (10) et contre le dièdre (9). 4. Banc d'alignement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'aspiration du cylindre à po- sitionner est créée par un dispositif de pompage réuni par des moyens de raccordement à la cavité (14) formée entre le dièdre (9) et les deux cales (10 et 11). 5. Banc d'alignement selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une face au moins du dièdre (9) comporte une cavité (17) réunie, par au moins un canal (16), à un évent (12) d'une cale d'épaisseur, et, par une tubulure (19), à des moyens de.pression pneumatique, cette cavité (17) comportant en outre un col (18) convergent/divergent, situé au droit de chaque canal (16>, l'étranglement entre canal (16) et col (18) créant une dépression par effet venturi. 6. Banc d'alignement selon les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que l'aspiration du cylindre à positionner est créée par des moyens de gaz comprimé, reliés par des moyens de raccordement (19) à la cavité (17) munie de venturis.