Brevet FR2475748A1 — publié le 19810814

La présente invention concerne la connexion optique entre fibres, et plus spécialement le montage des fibres optiques dans les embouts de connecteurs. Elle a pour objet un outillage portatif qui permet de centrer les fibres dans les embouts, de telle sorte que l'alignement de deux embouts similaires insérés dans un manchon connecteur assure une précision suffisante, de l'ordre du micron, sur l'alignement des fibres elles-mêmes. L'utilisation à grande échelle des fibres optiques, en particulier pour les télécommunications, est tributaire d'une méthode de montage des fibres dans les embouts de connecteur simple à mettre en oeuvre et efficace sur le plan du centrage. De nombreuses techniques permettant d'aligner deux fibres pour former une connexion détachable existent actuellement. Ces techniques font appel à des pièces d'alignement extrêmement précises, d'ou une grande difficulté d'obtention des pièces primaires, un prix de revient élevé et une interchangeabilité incertaine. I1 existe également divers systèmes permettant d'obtenir le centrage direct d'une fibre optique dans son embout, par sertissage ou scellement dans un trou calibré. Dans le cas de fibres de télécommunications, il est important que la fibre soit correctement centrée dans son embout, afin que les pertes à la connexion ne soient pas trop importantes. Dans ce cas, les solutions de ce type sont insuffisantes sur la qualité du centrage, ou trop coûteuses au niveau des embouts. D'autres techniques permettent de positionner avec précision la fibre relativement à l'embout dans un outillage de précision, qui peut, par exemple, comporter un dièdre de référence qui se retrouve sur l'embout. Le dièdre reçoit d'une part l'embout, d'autre part un jeu de cales et de cylindres de positionnement de la fibre optique, et la fibre, après positionnement, est fixée de façon définitive par surmoulage. Cette méthode nécessite un usinage spécial des embouts, qui sert également de référence pour la jonction interchangeable de deux embouts. La présente invention, au contraire, met en oeuvre des embouts standard cylindriques, pouvant éventuellement présenter des écarts de diamètre plus importants que ceux qui sont exigés dans les solutions précédentes. Elle permet également le montage centré de fibres optiques non parfaitement calibrées. L'invention a pour objet une pince à plusieurs mors pour le centrage d'une fibre optique à section circulaire dans un embout constitué par un manchon ayant une portée cylindrique, comprenant autour d'un axe de centrage, au moins trois mors identiques mobiles radialement, une bague porte-mors, des moyens assurant le rapprochement des mors et des ressorts de rappel qui permettent leur écartement, caractérisé en ce que les becs de serrage des mors comportent chacun deux portées planes de serrage, parallèles l'une à l'autre, l'une destinée à prendre appui sur la surface cylindrique de l'embout, l'autre sur la paroi latérale de la fibre, et que les mors sont libres de pivoter dans un plan contenant l'axe de centrage afin d'assurer que les deux portées des becs de serrage prennent simultanément appui sur la fibre et sur l'embout avec une bonne assise. Une fois centrés, la fibre et l'embout sont maintenus en place dans cet outillage pendant le temps nécessaire au scellement de ces deux éléments. On peut alors écarter les mors, libérer l'embout équipé de sa fibre pour en polir l'extrémité et utiliser l'outil pour un nouveau montage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, illustrée par les figures annexées dont le contenu est le suivant: - la figure 1 est une coupe méridienne partielle de la pince de centrage selon l'invention; - la figure 2 est une vue d'un mors; - la figure 3 est une vue de face de l'ensemble des mors, en position serrée; - la figure 4 est une vue de la bague porte-mors; - les figures 5, 6 et 7 sont des schémas de principe ; - les figures 8, 9 et 10 sont des variantes de la pince de centrage selon l'invention. La description qui suit se rapporte à un exemple de réalisation de la pince de centrage selon l'invention. Dans cet exemple, l'outillage comporte trois mors, disposés à 1200. L'invention n'est pas limitée à cet exemple, en particulier en ce qui concerne la forme des mors, leur nombre, etc. Cette pince est représentée en coupe méridienne sur la figure 1, avec l'axe de centrage XX. Elle comprend essentiellement des mors 3 susceptibles de se déplacer radialement dans un plan contenant l'axe XX, pour venir serrer la paroi cylindrique d'un embout 1 et la paroi latérale d'une fibre optique 2 enfilée dans le canal central de l'embout. Ces mors sont maintenus et guidés dans leurs déplacements par une bague porte-mors 4 coiffée par un couvercle 5. Ils sont assujettis à se rapprocher radialement de l'embout et de la fibre, sous l'effet d'une poussée radiale exercée selon leur face externe 37 par le déplacement suivant l'axe XX et à l'intérieur de la bague porte-mors 4, d'une bague de serrage 6. On fait ci-après une description plus détaillée des différentes pièces de cet outillage, et on se reportera à l'ensemble des figures 1, 2, 3 et 4. Dans ces figures, les mêmes références représentent les mêmes éléments. Un mors tel que 3 est représenté en perspective sur la figure 2. Il comprend essentiellement trois parties, schématisées A, B, C sur la figure 2. La partie A est le corps du mors proprement dit. Dans cet exemple de réalisation, le mors est usiné à partir d'une plaque métallique d'épaisseur uniforme e, et le corps A de ce mors possède cette épaisseur e. Les deux faces parallèles 30 et les deux côtés parallèles 31 participent au guidage radial avec oscillation possible du mors 3 dans le logement prévu à cet effet dans la bague porte-mors 4. Le corps A du mors est de plus muni d'un trou 32, prévu pour loger l'extrémité d'un ressort de rappel. La partie B est le bec de serrage du mors et assume la fonction de pinçage du mors sur l'embout et la fibre. Elle comprend essentiellement deux portées parallèles décalées 33 et 34, destinées à appuyer sur l'embout pour la portée 33 et sur la fibre pour la portée 34. Le décalage entre ces deux portées est égal à la différence des rayons nominaux de la paroi cylindrique externe de l'embout 1 et de la paroi extérieure de la fibre 2. Typiquement, on monte des fibres d'environ 125 microns de diamètre dans des embouts de 2 mm ou de 3 mm de diamètre. Pratiquement, compte-tenu du diamètre très petit de la fibre, la portée 34 est très étroite. Elle est limitée, ainsi que la portée 33, par les pans inclinés 35, taillés à 600 par rapport aux faces 30 du corps A du mors. Entre les portées 33 et 34, une dépouille 36 facilite l'usinage de la portée 33, et assure le positionnement axial de l'embout. Lorsque les trois mors sont serrés, on obtient en vue de face très agrandie de cette région B des mors, la configuration représentée sur la figure 3. Après avoir écarté un peu les mors, les portées 33 délimitent l'espace dans lequel on introduit l'embout et les plans 34, l'espace dans lequel prend place la fibre. La partie C des mors, montrée sur la figure 2, reçoit l'effort qui provoque le serrage des mors. C'est une surface inclinée, avantageusement taillée pour ne laisser qu'une portée étroite 37 destinée à recevoir l'effort transmis par la bague de serrage 6. La portée 37 est assez étroite pour améliorer le contact avec la surface conique de la bague de serrage 6. Les mors d'un même outil sont avantageusement usinés et rectifiés ensemble en ce qui concerne les portées 33, 34 et 37, afin qu'ils soient rigoureusement identiques. Les mors 3 sont guidés dans la bague porte-mors 4 représentée en vue sur la figure 4. Cette bague porte des rainures 41 dans lesquelles viennent se loger les mors. Les surfaces de guidage 20 des mors glissent le long des parois intérieures latérales 42 des rainures et de la paroi du fond 46. Pour facilier l'exécution de l'outil, les rainures sont ouvertes sur un diamètre complet. Cette bague est munie d'une ouverture centrale 43 qui permet le passage de l'extrémité de la fibre et d'un évidement annulaire qui débouche sur les rainures 41 selon les ouvertures 44 pour permettre à l'extrémité conique de la bague de serrage 6 de venir appuyer sur les mors. La face avant de cette bague porte-mors 4 est encore équipée de ressorts de rappel 45, qui maintiennent les mors contre la bague de serrage 6 et permettent leur écartement quand on desserre cette bague. L'intérieur de la bague porte-mors 4 comprend éventuellement une surface de guidage 47 qui guide le déplacement de la bague de serrage 6 ainsi qu'un filetage 48 sur lequel se visse la bague 6. La surface extérieure de cette bague 4 porte un filetage 49 sur lequel vient se visser le couvercle 5. L'invention n'est pas limitée à ce mode de fixation du couvercle, et tout autre moyen permettant de solidariser le couvercle avec cette bague porte-mors 4 peut être mis en oeuvre. Les mors prennent place dans les logements 41 de la bague porte-mors et y sont maintenus par le couvercle 5. Ce couvercle comprend une surface intérieure de guidage plane 51, le long de laquelle glissent les mors. I1 comprend également un orifice central 52 qui permet le passage des mors, de la fibre et de l'embout, et le déplacement des mors. Dans cet exemple de réalisation, le couvercle 5 porte un filetage 53 qui permet de le visser sur le filetage 49 correspondant de la bague portemors. Le couvercle peut d'ailleurs ne pas être vissé à fond et laisser aux mors la possibilité de jouer dans leurs logements. Cet outillage comprend également les moyens permettant de resserrer les mors sur la fibre et sur l'embout. Ce serrage est effectué au moyen d'une bague de serrage 6. Cette bague de serrage cylindrique comporte à l'une de ses extrémités une surface intérieure tronc-conique 61 dont l'angle solide correspond à l'inclinaison des portées 37 des mors. En avançant sur les portées 37, la bague de serrage oblige les mors à se déplacer vers le centre de Outil. Cette bague 6 est guidée dans son déplacement par sa surface extérieure 62 qui glisse le long de la surface de guidage intérieure 47 de la bague porte-mors 4, ce qui assure le centrage de la surface tronc-conique sur les mors, qui sont ainsi serrés concentriquement sur l'embout et la fibre. La progression de cette bague 6 à l'intérieur de la bague porte-mors 4 est assurée par le vissage du filetage 63 sur le filetage 48 de la bague portemors. L'extrémité 64 de cette bague de serrage est avantageusement moletée pour faciliter l'opération. Dans cet exemple de réalisation, toutes les pièces sont métalliques, mais elles peuvent être réalisées en tout autre matériau convenable. Les surfaces de guidage et de serrage sont finies par une rectification de haute précision. Le montage de cet outillage est très simple. On commence par mettre en place les mors dans les rainures 41 de la bague porte-mors 4, on accroche dans les trous 32 des mors les ressorts de rappel 45, et on visse le couvercle 5 pour les maintenir en place. On introduit finalement 13 bague de serrage 6 dans son guidage en la vissant sur le filetage 48 de la bague porte-mors. L'outillage est alors prêt à être utilisé pour sa fonction de centrage d'une fibre optique dans son embout de connecteur. Les fibres optiques usuellement utilisées dans le domaine des communications ont un diamètre d'environ 125 microns, et sont protégées par une gaine qu'il convient d'enlever sur une longueur un peu plus importante que la longueur de l'embout, typiquement une fois et demi cette longueur. L'embout est généralement un cylindre métallique, de 2 ou 3 millimétrés de diamètre, percé axialement d'un bout à l'autre d'un trou d'un diamètre un peu supérieur à celui de la fibre. Cet embout comprend un orifice il destiné à permettre l'introduction du matériau de scellement entre la fibre et l'embout une fois le centrage effectué. Pour monter une fibre dans son embout à l'aide de cet outillage, on procède de la façon suivante: a) on desserre la bague de serrage 6 én la dévissant de l'écrou 48, ce qui a pour effet de desserrer les mors, rappelés vers l'extérieur par les ressorts de rappel 45. b) on introduit l'embout 1 entre les plans de serrage 33 des mors 3, et il vient buter sur le décrochement 36. c) on visse la bague de serrage 6 sur l'écrou 48 pour refermer légèrement les mors sur l'embout 3. Ce dernier doit pouvoir jouer librement dans les mors. d) on introduit l'extrémité dénudée de la fibre 2 au travers de son embout 1, jusqu'à la faire dépasser au delà des portées de serrage 34 des mors 3. e) on serre les mors sur la fibre et sur l'embout par vissage de la baguede serrage 6. Si la fibre et l'embout n'ont pas rigoureusement les diamètres nominaux, c'est à dire si la différence entre les rayons de l'embout et de la fibre ne correspond pas exactement à la distance entre les portées de serrage 33 et 34 des mors, on introduit un peu de jeu dans le logement de guidage des mors en desserrant le couvercle 5. Les mors peuvent alors pivoter en avant ou en arrière, dans le plan de l'axe de serrage, selon le sens de l'écart entre la différence des rayons réels de la fibre et de l'embout: et la distance entre les portées 33 et 34, comme cela est montré sur les figures 5, 6 et 7, en exagérant les écarts. La figure 5 correspond au cas ob la différence entre les rayons de l'embout et de la fibre est supérieure à la distance entre les portées de serrage 33 et 34 des mors 3. Si le couvercle est un peu desserré, les mors 3 peuvent pivoter vers l'arrière et appuyer tout de même à la fois sur l'embout et la fibre. La figure 6 correspond à la position normale des mors, lorsque les diamètres de l'embout et de la fibre sont rigoureusement les diamètres nominaux pour lesquels ont été usinés les mors. Dans ce cas, le serrage du couvercle est tel qu'il permet juste le déplacement radial du mors. La figure 7 correspond au cas où la différence entre les rayons de l'embout et la fibre est inférieure à la distance entre les portées de serrage 33 et 34 des mors 3. Un léger desserrage du couvercle, permet aux mors de pivoter vers l'avant et d'assurer encore l'appui à la fois sur l'embout et sur la fibre. I1 est donc important que le mode de fixation du couvercle, ici un vissage direct sur la bague porte-mors permet d'introduire un peu de jeu dans le guidage des mors afin d'assurer dans tous les cas, l'appui des mors à la fois sur l'embout et sur la fibre. Il est avantageux que le plan d'appui 33 destiné à l'embout soit grand par rapport au plan d'appui 34 sur la fibre. Un léger pivotement des mors qui permet dans tous les cas de faire appuyer les mors sur la fibre, maintient un appui inportant sur l'embout qui, de par sa structure, présente de meilleures références que la fibre. La position de la fibre dans l'embout de connecteur est ainsi parfaitement fixée, et indépendante de l'opérateur. Elle est alors figée par un produit de scellement adapté, par exemple une colle, préférentiellement polymérisable et durcissable à température ambiante. Cette colle est introduite par l'orifice 11 de l'embout 1. Elle est avantageusement chargée de poudre de quartz ou de verre en vue de faciliter le polissage ultérieur de l'extrémité de l'embout avec la fibre coupée à ras, extrémité destinée à être mise en contact avec un autre embout pour assurer la connexion optique entre deux plans. Après avoir effectué ltopération de scellement, on desserre la bague de serrage 6, les ressorts de rappel 45 écartent les mors pour libérer embout muni de sa fibre. L'outil est prêt pour une nouvelle opération de montage. Pour améliorer l'effet de pivotement des mors, on peut localiser leur point de rotation en intercalant entre les portées inclinées 37 des mors et la portée conique 61 de la bague de serrage 6, des billes 100, comme représenté sur la figure 8. Dans ce cas, la portée 37 est tout aussi bien parallèle à l'axe de l'outil, comme schématisé sur la figure 9. L'invention n'est pas non plus limitée à la forme et au nombre des mors adoptés dans cet exemple de réalisation, ni au mode de fixation du couvercle, ni au mode de commande et de progression de la bague de. serrage. Pour rendre l'utilisation plus facile dans certains cas, on peut monter l'outil sur un socle 101, comme schématisé sur la figure 10, pour le poser sur un plan de travail. Evidemment, cette pince peut être réalisée et utilisée pour tout diamètre de fibres et d'embouts, et on peut prévoir, pour une même pince, plusieurs jeux de mors interchangeables. En effet, pour répondre à certains besoins de liaisons, en télécommunication par exemple, on peut être amené à connecter deux fibres de diamètres différents. En interchangeant les mors entre deux opérations de centrage, on peut utiliser une même pince pour monter des fibres de diamètres différents dans des embouts identiques ou non. REVENDICATIONS 1. Pince à plusieurs mors pour le centrage d'une fibre optique à section circulaire dans un embout constitué par un manchon ayant une portée cylindrique, comprenant, autour d'un axe de centrage au moins trois mors (3) identiques mobiles radialement, une bague porte-mors (4), des moyens assurant le rapprochement des mors et des ressorts de rappel qui permettent leur écartement, caractérisée en ce que les becs de serrage des mors comportent chacun deux portées planes de serrage, parallèles l'une à l'autre, l'une (33) destinée à prendre appui sur la surface cylindrique de l'embout, l'autre (34) sur la paroi latérale de la fibre, et que les mors sont libres de pivoter dans un plan contenant l'axe de centrage afin d'assurer que les deux portées des becs de serrage prennent simultanément appui sur la fibre et sur l'embout avec une bonne assise. 2. Pince selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend 3 mors à 120 . 3. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le jeu dans le mouvement guidé des mors est introduit par un vissage plus ou moins serré du couvercle sur la bague porte-mors. 4. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, entre les deux portées de serrage des mors, on aménage une dépouille qui facilite l'usinage de ces portées, le flanc de cette dépouille assurant le positionnement axial de l'embout. 5. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la portée externe des mors est étroite et inclinée par rapport à l'axe de l'outil. 6. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les mors sont taillés dans une plaque d'épaisseur uniforme. 7. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que, au cours de leur élaboration, tous les mors d'un même outil sont empilés pour que les portées soient usinées et rectifiées ensemble, ce qui permet d'obtenir des mors strictement identiques. 8. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'effort sur les mors est transmis par l'intermédiaire de billes. 9. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un socle. 10. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle est prévue avec plusieurs jeux de mors interchangeables.