Brevet FR2503877A1 — publié le 19821015

-1-- 2503 87; La présente invention est relative à un connecteur pour fibres optiques. Actuellement la connexion de deux fibres optiques est généralement réalisée au moyen de connecteurs formés de deux embouts mâles montés à l'extrémité de chacune des fibres et d'un raccord femelle de reconstitution comportant un perçage longitudinal pour supporter et aligner les deux embouts face à face. On sait que pour obtenir une bonne connexion à faibles pertes il est nécessaire que le connecteur aligne parfaitement les deux fibres. Pour assurer cet alignement on positionne les embouts dans le perçage du raccord en appui par leur face latérale en appliquant des forces transversales. L'immobilisation longitudinale des embouts nécessite en plus l'application de forces longitudinales. Les solutions technologiques pour réaliser de tels connec- teurs en dosant le mieux possible les forces longitudinales et transversales à mettre en oeuvre sont complexes et incompatibles avec la réalisation de connecteurs performants à un coût modéré. De plus les pressions de contact entre les embouts mâles et le raccord femelle font que des usures interviennent au cours des manoeuvres d'accouplement et de désaccouplement. Les phénomènes d'usure altè- rent progressivement l'alignement des fibres et peuvent être la source de pollution des faces optiques. De plus ces phénomènes d'usure limitent la durée de vie des connecteurs. La présente invention vise à pallier les inconvénients des connecteurs actuellement connus en fournissant un connecteur de haute précision, permettant de réaliser des connections optiques interchangeables en mettant en oeuvre uniquement des forces longi- tudinales pour l'alignement et le positionnement des embouts mâles dans le raccord femelle. La présente invention se propose de plus de fournir un connecteur susceptible, par des moyens particulièrement simples, d'assurer simultanément une fonction d'atténuation avec un affaiblissement déterminé. A cet effet la présente invention a pour objet un con- necteur pour fibres optiques, caractérisé par le fait que le raccord femelle comporte dans sa partie centrale, à l'intérieur de son perçage longitudinal un corps de butée pour les embouts mâles, présentant un orifice axial traversant, et autour de celui-ci une portée de contact en regard de chacun des embouts mâles, chacun des embouts mâles présentant une protubérance tubulaire axiale suscep- tible de s'engager dans l'orifice dudit corps, et un conduit dans -2- 2503 877 lequel la fibre optique peut être introduite avec jeu et scellée de manière que son extrémité coIncide avec l'extrémité de ladite pro- tubérance, chacun des embouts comportant en outre, en retrait de ladite protubérance et entourant la partie arrière de celle-ci un évidement annulaire dont la paroi définit une portée de contact avec la portée en regard du corps du raccord femelle, sous l'action de moyens de pression longitudinaux les portées en regard de butée dudit de chacun des embouts étant agencées de façon telle que lors de tout mouvement relatif des portées en contact, l'extrémité d'une fibre au niveau de la face d'extrémité de la protubérance d'un embout mâle soit maintenue à une distance constante prédéterminée du centre dudit corps de butée. Dans un premier mode réalisation l'organe de butée du raccord femelle est une sphère, l'évidement annulaire de chaque embout mâle présentant une paroi de profil conique. En variante de ce mode de réalisation on peut remplacer la sphère par un disque de même diamètre, des moyens supplémentaires devant être prévus pour assurer l'orientation angulaire de chaque embout mâle par rapport au raccord femelle. Dans un second mode de réalisation le corps de butée est cylindrique, l'évidement annulaire de chaque embout mâle présentant une paroi de profil sphérique, le corps cylindrique venant en appui contre les portées sphériques des embouts mâles par la périphérie de ses faces planes d'extrémité, les portées sphériques étant agencées de manière telle que les portées sphériques de deux embouts en position d'accouplement définissent une sphère dont le centre coïncide avec le centre du corps de butée cylindrique. Dans un autre mode de réalisation le corps de butée est parallélpipédique, l'évidement annulaire de chaque embout mâle présentant une paroi de profil cylindrique. L'orientation angulaire d'un embout mâle par rapport au raccord femelle peut par exemple être assurée en conférant des sections polygonales correspondantes aux protubérances des embouts mâles et à l'orifice axial du corps de butée. Si l'on cherche à conférer au connecteur ainsi réalisé une capacité d'affaiblissement, de manière à ajouter une fonction d'at- ténuation, on comprend qu'il suffit de modifier le dimensionnement du corps sphérique d'alignement dans le premier mode de réalisation ou le rayon de la portée sphérique de chaque embout mâle dans le second mode de réalisation pour éloigner du centre du corps de butée 2513 87 les extrémités des fibres maintenues au niveau des extrémités des protubérances des embouts mâles. Cette solution est particulièrement intéressante lorsque le connecteur est utilisé dans une installation dont on veut amener le signal à un niveau déterminé. La présente invention a également pour objet un procédé pour la réalisation d'un connecteur tel que décrit ci-dessus, caractérisé par le fait qu'on dispose un embout mâle dans un calibre comportant une partie frontale présentant -la forme d'un demi-raccord femelle et une partie arrière de centrage de fibre de préférence une cavité en forme de dièdre rentrant, qu'on dispose dans le conduit axial de cet embout une fibre optique, que l'on centre la fibre optique par rapport à l'embout dans la partie arrière du calibre notamment en la maintenant au fond du dièdre rentrant du calibre à l'aide d'un coin correspondant, que l'on injecte une résine à travers le calibre dans l'embout pour sceller la fibre ainsi centrée dans l'embout, qu'on amène ensuite l'embout dans un second calibre dont la forme correspond à un demi-raccord femelle, que l'on tron- çonne l'extrémité de la fibre et dudit embout à une distance pré- déterminée du centre du demi-corps de butée du second calibre et que l'on met en place deux embouts mâles ainsi réalisés dans un raccord femelle jusqu'à amener en contact les portées en regard de chaque embout et du corps de butée du raccord femelle. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la description qui suit en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 représente partiellement en coupe un premier mode de réalisation de connecteur selon l'invention, la figure 2 représente partiellement en coupe un second mode de réalisation de connecteur selon l'invention, la figure 3 illustre la première phase de mise en place d'une fibre dans un embout mâle d'un connecteur du mode de réa- lisation de la figure 1, la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la fi- gure 3, la figure 5 illustre une seconde phase de préparation de cet embout mâle, la figure 6 illustre l'extrémité de l'embout mâle prêt à être introduit dans le raccord femelle. Le connecteur représenté à la figure 1 comporte d'une manière générale deux embouts mâles 1 disposés dans un raccord -4- L 5n3 77 2503 877 femelle 2 comportant un flasque central 3 muni de trous 4 pour sa fixation sur un panneau. Les embouts males 1 sont disposés dans un perçage lon- gitudinal 5 du raccord femelle et y sont verrouillés à l'aide de bagues 6 dont les filetages 7 coopèrent avec des filetages cor- respondants 8 des extrémités du raccord femelle 2. Dans le perçage longitudinal 5 du raccord femelle, dans la zone centrale de celui-ci au niveau du flasque 3, est mise en place une sphère 9 munie d'un orifice axial traversant 10 cylin- drique dans l'exemple illustré. La sphère peut avantageusement être une bille en acier rectifiée, perçée, une telle bille étant réalisable industrielle- ment avec des tolérances de diamètre et de sphéricité inférieures au micromètre. La sphère est fixée par tous moyens appropriés par exemple par sertissage ou emmanchement dur à la paroi intérieure du raccord femelle dans sa zone centrale. Il est également possible, dans le cas de connexions moins performantes de réaliser la sphère d'un seul tenant avec le' raccord femelle, par des techniques conventionnelles de moulage ou de matriçage. Chacun des embouts mâles 1 présente une protubérance tubulaire axiale 11 à l'extrémité frontale de laquelle débouche un conduit axial 12 à l'intérieur duquel une fibre optique 13 a été scellée au moyen d'une résine 14. La fibre optique 13 est immobi- lisée dans l'embout par la résine 14 et canalisée à l'arrière de l'embout par un câble tubulaire 15. Chacun des embouts mâles 1 présente en retrait de la protubérance tubulaire 11 un évidement annulaire présentant une paroi de cavité de forme conique 16. On voit dans la figure 1 que la portée tronconique ainsi définie 16 de chaque embout est en contact avec une portée sphéri- que de la sphère 9, l'appui de contact étant maintenu par des ressorts de compression 17 disposés entre chaque embout et la bague de verrouillage correspondante 6. On conçoit que, du fait de la forme des portées en con- tact, l'une tronconique sur l'embout l'autre sphérique sur la sphère 9, on assure que l'extrémité 13a de chaque fibre optique au niveau de la face d'extrémité de la protubérance 11 de chacun des embouts mâles est constamment maintenue à une distance fixe prédé- terminée du centre de la sphère 9, cette distance pouvant être 2SJ3 87 maintenue très faible, voire nulle si l'on souhaite un contact bout à bout des fibres. Si par exemple on augmente le diamètre de la sphère 9, on augmente la distance de l'extrémité 13a de chaque fibre du centre de la sphère offrant ainsi une capacité d'atté- nuation. La valeur de l'atténuation est donc facilement déterminée en fonction du diamètre de la sphère utilisée. Du fait de grande précision que l'on peut obtenir sur les caractéristiques dimensionnelles de la sphère, comme rappelé ci- dessus, il n'est pas nécessaire d'observer une précision excessive au niveau des portées tronconiques des embouts mâles, une précision de quelques degrés sur les angles de cône suffisant. De même il n'est pas nécessaire de respecter une très grande précision au niveau des parties cylindriques des embouts mâles et du raccord femelle, une précision de l'ordre de 0,1 millimètre suffisant. Un connecteur réalisé selon l'invention présente en outre l'avantage d'une grande insensibilité aux chocs, les faces fonc- tionnelles d'accouplement, à savoir les portées en regard des embouts mâles et de la sphère du raccord femelle étant protégées. De plus il n'y a pratiquement pas de frottement lors des manoeuvres d'accouplement ou de désaccouplement, d'o une usure négligeable et une bonne longévité des connecteurs en cours d'utilisation. De plus l'étanchéité du connecteur est facile à réaliser. Bien que l'on ait représenté dans le mode de réalisation de la figure 1 un connecteur optique à une seule fibre il est bien évident que l'on peut utiliser le même principe de connexion pour des câbles optiques à plusieurs fibres et de même on peut mettre en place plusieurs embouts dans un même connecteur. L'orifice axial 10 de la sphère 9, dans le mode de réali- sation à fibre unique est avantageusement cylindrique pour des questions de facilité d'usinage. Cependant cet orifice 10 peut présenter une forme quelconque, notamment polygonale, et comporter par exemple un dièdre rentrant lorsque l'on cherche à assurer une fonction complémentaire d'orientation angulaire des embouts, notam- ment lorsque la sphère 9 est remplacée par.un disque, de même diamètre, disposé de manière telle qu'en coupe longitudinale on retrouve la disposition de la figure 1. On se réfère maintenant à la figure 2 qui illustre un second mode de réalisation de connecteur selon l'invention, les parties identiques à celles du connecteur de la figure 1 portant les mêmes chiffres de référence. - 6- 2503 877 Dans ce mode de réalisation la sphère 9 du premier mode de réalisation est remplacée par un cylindre 18 comportant un orifice axial traversant 19, l'évidement de chacun des embouts 1 présentant dans ce mode de réalisation une paroi de profil sphé- rique 20. On se réfère maintenant aux figures 3 à 6 qui illustrent la préparation d'un embout mâle avant sa mise en place dans un raccord femelle pour réaliser le connecteur illustré à la figure 1. On voit sur la figure 3 l'embout 1 muni de sa bague de verrouillage 6 mis en place à l'intérieur d'un premier calibre comportant une partie avant 21 et une partie arrière 22. La partie avant 21 reproduit les caractéristiques d'un demi-raccord femelle destiné à coopérer avec l'embout mâle. Ainsi le calibre présente dans cette partie avant une demi sphère 23 de même dimension que la sphère 9 du raccord munie d'un orifice axial 24, la disposition relative de l'embout dans la partie avant 21 du calibre reprodui- sant identiquement les conditions de l'accouplement ultérieur de l'embout dans le raccord, la portée tronconique 16 étant appliquée sur la portée correspondante de la demi-sphère 23 sous l'action du ressort de compression 17. La partie arrière 22 du calibre comporte, comme on le voit le mieux sur la figure 4 une cavité en forme de dièdre ren- trant 25 dans laquelle peut venir s'engager une pièce en forme de coin 26. La conformation du calibre est telle que lorsqu'une fibre optique 13 se trouve au fond de la cavité 25 en appui par le coin 26 elle se trouve parfaitement centrée par rapport à la portée tronco- nique de l'embout et à la demi-sphère 23 dans la partie avant du calibre 21. Il suffit donc, pour obtenir le centrage de la fibre dans l'embout, de mettre en place une fibre dans l'embout immobilisé dans le calibre et d'appliquer la pièce 26 de façon à amener la fibre 13 dans la partie 22 du calibre au fond de la gorge 25. On procède alors à une injection de résine à travers un orifice en forme d'entonnoir 27 ménagé à cet effet dans la partie avant du calibre 21, cet orifice étant aligné avec un orifice 28 de l'embout mile. On dispose alors l'embout dans lequel la fibre 13 a été scellée par la résine 12 dans un calibre 29 qui, comme on le voit sur la figure 5 présente les mêmes caractéristiques que la partie -7- Z - 7- 250s3 8 avant 21 du calibre illustrée sur la figure 3. Une fois l'embout maintenu dans le calibre 29, de la même manière qu'il a été maintenu dans la partie avant 21 du calibre de la figure 3 on procède à un tronçonnage à l'aide d'une meule abrasive 30 qui vient araser la fibre optique 13 et l'extrémité de la protubérance 11 de l'embout mâle 1 de manière telle que l'extrémité de la fibre se trouve dans un plan transversal en arrière, d'une distance prédéterminée, par exemple de quelques micromètres à quelques dizaines de micromètres suivant la dimension de la fibre à connecter et l'atténuation admissible dans la connexion du centre de la demi-sphère prévue dans le calibre 29. Cette disposition est illustrée dans la figure 6 qui représente l'embout terminé et dans laquelle on a schématisé en traits interrompus d'une part la sphère du raccord femelle et d'autre part le plan transversal diamètral de celle-ci parallèle à l'extrémité de la protubérance 11 et donc de l'extrémité 13a de la fibre optique. Dans la pratique lorsque une atténuation très faible est souhaitée la distance entre l'extrémité 13a de la fibre et le centre de la sphère est de 0,01 à 0,05 fois le diamètre du coeur de la fibre. Pour assembler le connecteur il suffit de mettre en place dans un raccord femelle deux embouts mâles tels qu'illustrés à la figure 6 jusqu'à obtenir la configuration de la figure 1 o les portées tronconiques des embouts mâles sont en contact avec les portées sphériques de la sphère montée à l'intérieur du raccord femelle. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes réalisation particuliers il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. -8- Z 5 A3 87. REVENDICATIONS 1. Connecteur pour fibres optiques comportant deux embouts (1) mâles montés à l'extrémité de chacune des fibres à connecter et un raccord femelle (2) de reconstitution comportant un perçage longitudinal (5) pour supporter et aligner les deux embouts face à face, caractérisé par le fait que le raccord femelle (2) comporte dans sa partie centrale, à l'intérieur de son perçage longitudinal, un corps de butée (9;18) pour les raccords mâles, présentant un orifice axial (10;19) traversant et autour de celui-ci une portée de contact en regard de chacun des embouts mâles, chacun des embouts mâles présentant une protubérance tu- bulaire axiale (11) susceptible de s'engager dans l'orifice dudit corps et un conduit (12) dans lequel la fibre optique (13) peut être introduite avec jeu et scellée de manière que son extrémité coïncide avec l'extrémité de ladite protubérance, chacun des embouts comportant en outre en retrait de ladite protubérance, et entourant la partie arrière de celle-ci, un évidement annulaire dont la paroi définit une portée de contact (16;20) avec la portée en regard du corps du raccord femelle sous l'action de moyens de pression longitudinaux (17), les portées en regard dudit corps de butée et de chacun des embouts étant agencées de façon telle que lors de tout mouvement relatif des portées en contact l'extrémité d'une fibre au niveau de la face d'extrémité de la protubérance d'un embout mâle soit maintenue à une distance cons- tante prédéterminée du centre dudit corps de butée. 2. Connecteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'organe de butée est une sphère (9), l'évidement annulaire de chaque embout mâle présentant une paroi de profil conique 16). 3. Connecteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le corps de butée est cylindrique (18), l'évidement annulaire de chaque embout mâle présentant une paroi de profil sphérique (20). 4. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que les embouts mâles et le perçage longitudinal au raccord femelle sont cylindriques. 5. Connecteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'organe de butée du raccord femelle est un disque, l'évidement annulaire de chaque embout male d'extrémité présentant une paroi de profil conique. -9- 2503 87a 6. Connecteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le corps de butée est parallélepipédique, l'évidement annulaire de chaque embout male présentant une paroi de profil cylindrique. 7. Procédé pour réaliser un connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'on dispose un embout male (1) dans un calibre comportant une partie frontale (21) présentant la forme d'un demi-raccord femelle et une partie arrière (22) de centrage de fibre optique, qu'on dispose dans le conduit axial de l'embout une fibre optique (13), qu'après avoir centré ladite fibre dans la partie arrière du calibre on injecte à travers le calibre, dans l'embout, une résine (14) pour sceller la fibre dans l'embout, qu'on amène ensuite l'embout dans un second calibre (29) dont la forme cor- respond à un demi-raccord femelle, que l'on tronçonne l'extrémité de la fibre et dudit embout à une distance prédéterminée du centre du demicorps de butée du second calibre et que l'on met en place deux embouts males (1) ainsi réalisés dans un raccord femelle (2) jusqu'à amener en contact les portées en regard de chaque embout et du corps de butée du raccord femelle. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé par le fait que la partie arrière du premier calibre présente une cavité en forme de dièdre rentrant (25), ladite fibre étant maintenue au fond de la ladite cavité à l'aide d'une pièce en forme de coin (26).