Brevet FR2517437A1 — publié le 19830603

i La présente invention concerne les connecteurs de fibres optiques. Elle concerne en particulier un connecteur qui comporte deux éléments qui peuvent être mis en coopération afin qu'ils forment une connexion de fibres optiques ou séparés afin qu'ils rompent cette connexion. L'invention concerne ainsi un connecteur de fi- bres optiques qui peut être utilisé en présence de saletés de poussière ou de boue, lorsque de fines particules de matière solide ou d'une suspension ont tendance à s'infil- trer dans le connecteur pendant que les deux éléments sont en cours de mise en coopération ou de-séparation. Selon l'invention, un connecteur de fibres opti- ques comporte deux éléments destinés à être fixés à des parties marginales d'extrémités des deux fibres optiques et qui peuvent être mis en coopération afin qu'ils forment une connexion des fibres optiques et qu'ils puissent être séparés en rompant cette connexion, l'un des élément com- prenant un organe mâle associé à l'extrémité de l'une des deux fibres et l'autre des éléments comprenant un mécanis- me destiné à loger l'organe mâle afin que les deux fibres optiques soit connectées lorsque les deux éléments sont en coopération, le mécanisme comprenant un organe allongé associé à l'extrémité de l'autre des deux fibres afin qu'il soit mobile, et un ensembletde support destiné à venir au contact de l'organe allongé afin qu'il se déplace longi- tudinalement, l'ensemble de support ayant plusieurs éléments de support répartis angulairement autour de l'axe longitu- dinal de l'organe allongé, chaque élément étant destiné à faciliter le déplacement longitudinal de l'organe allongé et étant monté afin qu'il puisse se déplacer parallèlement à l'axe longitudinal et/ou qu'il puisse tourner autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal, en cours de fonctionnement, lors de la mise en coopération des éléments, l'organe mâle étant logé dans le mécanisme, l'organe allongé étant repoussé afin qu'il se-déplace le long de l'ensemble de support du fait de sa mise en butée contre l'organe mâle. De préférence, l'ensemble de support comporte plusieurs jeux d'éléments de support montés dans un bol- tier de support. De préférence, chaque jeu d'éléments de support est monté dans une face destinée à être parallèle à la di- rection générale de l'axe longitudinal de l'organe allongé. Dans une variante, chaque jeu d'éléments de sup- port est monté dans un bottier de support de forme générale cylindrique. L'ensemble de support est avantageusement monté dans un carter de support de forme générale cylindrique. Il est avantageux que certains des éléments de support au moins aient une forme sensiblement sphérique et permettent une rotation dans toutes les directions. L'organe allongé est de préférence repoussé élas- tiquement vers sa position de séparation. Il est avantageux que l'ensemble de support et l'organe allongé soient montés dans un carter. De préférence, un Joint est formé autour de l'or- gane allongé. L'ensemble de support est avantageusement monté à demeure dans le carter. L'organe mâle et l'organe allongé ont de préfé- rence une section générale circulaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale-d'un con- necteur de fibres optiques, comprenant deux éléments repré- sentés sous forme déconnectée; la figure 2 est une coupe longitudinale analogue à la figure 1 mais dans laquelle les deux éléments sont représentés sous forme connectée; la figure 3 est une coupe longitudinale représen- tant un détail d'une variante du connecteur de la figure 1; et la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3, à plus grande échelle. Les figures 1 et 2 représentent un connecteur de fibres optiques qui comporte deux éléments 1 et 2 des- tinés à être fixés aux extrémités de deux câbles 3, 4 à fibre optique respectivement Le connecteur fait partie d'un connecteur mâle-femelle 5, 6, seules des parties ad- jacentes du carter de ce connecteur étant représentées. L'élément 1 a un organe mâle 7 de forme générale cylindrique qui dépasse et a un corps de section générale circulaire, ayant un alésage axial 8 comportant un gradin et destiné à loger l'extrémité du-câble associé 3 qui a une gaine externe 9 de protection et une fibre optique in- terne 10 (qui n'est pas représentée en coupe) La gaine externe 9 est retirée à proximité de l'extrémité du câble et une virole 11 est placéeautour de la fibre optique et est retenue en position par emmanchement à force sous l'ex- trémité adjacente de la gaine externe Toutes lep cavités formées entre la gaine externe et la partie adjacente du corps de l'organe sont remplies d'une résine époxyde Un arrangement vissé 60 est destiné à assurer un blocage par rapport à la résine L'extrémité de la fibre optique est en butée contre un arrangement de forme générale cylindri- que 12 formant lentille, destiné à augmenter la section du chemin optique vers une fenêtre 13 placée à demeure dans une cavité délimitée à l'extrémité du corps de l'organe mâle 7 Dans d'autres arrangements, il n'est pas nécessaire que la fibre optique soit en butée contre l'arrangement formant lentille, pourvu que le chemin optique parvienne au foyer de l'arrangement à lentille. L'organe mâle 7 a une partie filetée 14 destinée à retenir l'élément dans un adaptateur 15 qui est lui-même maintenu en position dans un alésage 16 muni d'un gradin et formé dans le carter 5 Un manchon 18 d'une matière plas- tique élastique ferme l'alésage 16 et une garniture 19 en- toure le câble 3 dans le carter et au-delà de l'organe mâle 7 L'adaptateur 15 est fixé au manchon 18 par un adhésif et à la garniture 19 par un filetage 17 La garniture 19 est retenue sur le carter 5 du connecteur par un ergot de retenue (non représenté) qui pénètre dans une cavité de la garniture. L'élément 2 comporte un mécanisme destiné à loger l'organe mâle 7 lorsque les deux éléments sont en posi- tion connectée de coopération comme indiqué sur la figure 2 Le mécanisme comporte un organe allongé 20 de forme géné- rale cylindrique, monté afin qu'il soit mobile, de forme identique à celle de l'organe 7 et ayant un corps de sec- tion générale circulaire et un alésage axial 21 ayant un gradin et destiné à loger l'extrémité du câble associé 4 à fibre optique qui comprend une gaine protectrice externe 22 et une fibre optique 23 (qui n'est pas représentée en coupe) Une boite de raccordement 24 destinée à raccorder à demeure deux tronçons du-câble 4 est représentée sur les figures (cette boite de raccordement n'étant pas repré- sentée en coupe) A proximité de l'extrémité du câble, la gaine externe 22 est retirée et une virole 25 est placée autour de la fibre optique et est retenue en position par emmanchement à force sous là partie adjacente d'extrémité de la gaine externe Toutes les cavités délimitées entre la gaine externe et la partie adjacente du corps de l'élé- ment sont remplies d'une résine époxyde Un arrangement vissé 60 est destiné à assurer le blocage par rapport à la résine Dans un autre arrangement, la boite 24 de rac- cordement peut être fixée rigidement à l'organe mâle 20 par un tube emmanché sur la gaine 22 et vissé dans le tarau- dage 60 L'extrémité de la fibre optique est en butée con- tre un arrangement de forme générale cylindrique 26 for- mant lentille, destiné à accroître la section du chemin optique vers une fenêtre 27 maintenue en position fixe dans une cavité délimitée à l'extrémité du corps de l'organe allongé 20 Comme dans le cas de l'organe mâle précité 7, dans d'autres modes de réalisation il n'est pas nécessaire que la fibre optique soit en butée contre l'arrangement à lentille pourvu que le chemin optique parvienne jusqu'au foyer de l'arrangement à lentille. L'organe allongé 20 a une partie filetée 28 des- tinée à retenir cet organe sur un adaptateur 29 qui est monté afin qu'il puisse coulisser dans un alésage cylin- drique 30 délimité par un carter tubulaire 31 fixé dans des alésages 32 et 33 formés dans le carter principal pré- cité 6 L'adaptateur 29 est repoussé élastiquement par un ressort hélicoïdal 34 monté entre l'adaptateur 29 et un capuchon 35 d'extrémité du carter tubulaire 31. L'organe allongé 20 est supporté afin qu'il puis- se se déplacer longitudinalement dans un ensemble 36 de support linéaire comprenant un bottier 37 et quatre jeux de billes ou éléments sphériques de support 38 qui-dépas- sent radialement vers l'intérieur au-delà du carter de sup- port afin qu'ils soient au contact de la surface radiale- ment externe de l'organe allongé Les quatre jeux de billes sont répartis angulairement autour de l'axe longitudinal de l'organe allongé cylindrique 20 afin qu'ils supportent celui-ci Les billes de chaque jeu sont disposées de manière qu'elles facilitent le déplacement longitudinal de l'organe allongé, les éléments de chaque jeu étant montés afin qu'ils puissent coulisser dans la direction de l'axe longitudinal. Chaque jeu d'éléments de support est monté dans une cage destinée à être placée dansbla direction de l'axe longitu- dinal de l'organe allongé La série de retour de chaque jeu d'éléments de support n'est pas représentée sur les dessins et se trouve dans le bottier 36 de support à dis- tance de la surface de support proche de l'organe Par rai- son de commodité, les quatre jeux d'éléments de support sont montés dans un carter principal de support de forme générale cylindrique. Dans une autre construction, l'ensemble de sup- port comporte trois jeux d'éléments de support qui sont répartis angulairement autour de l'axe longitudinal de l'or- gane allongé Par exemple, dans un arrangement à quatre jeux, ceux-ci sont séparés par des angles de 90 c pratiquement alors que, dans un arrangement à trois jaux, ceux-ci sont séparés par des angles de 1200 pratiquement. Les billes ou éléments 38 peuvent tourner dans toutes les directions et peuvent notami^ae;n tourner autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'organe. Dans d'autres modes de réalisation, les éléments ou billes de chaque jeu sont montés dans un bottier annu- laire placé autour de l'organe allongé, les billes ou élé- ments de chaque jeu étant répartis angulairement autour de l'axe longitudinal de l'organe allongé et pouvant se déplacer dans toutes les directions, notamment par rotation autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe lon- gitudinal de l'organe allongé. Comme indiqué précédemment, chaque élément ou bille 38 peut tourner dans toutes les directions, notam- ment autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'organe allongé, dans une vue parallèle à l'axe longi- tudinal de l'organe allongé. L'extrémité du carter tubulaire 31 distante du capuchon 35 a une lèvre 40 qui délimite un orifice de forme générale circulaire 41 ayant une embouchure qui s'évase vers l'extérieur afin qu'elle loge la face d'extrémité de l'organe mâle 7 lorsque les deux éléments sont en cours de mise en coopération Un point annulaire élastique 42 lèvre est disposé près de la lèvre 40 afin qu'il puisse coulisser au contact de l'organe 20 ou 7 pénétration de saletés dans l'élément 2 Les faces d'extré- mités des organes 7 et 20 ne sont pas chanfreinées de ma- nière délibérée afin que la saleté ne puisse pas passer sous le joint. L'ensemble 36 de support linéaire est retenu en position fixe dans le carter 31 par une vis amovible 43 disposée dans un trou taraudé 44 du carter tubulaire. Dans la construction représentée sur les figures 1 et 2, un joint annulaire 45 est placé dans la partie du carter 31 qui est logé dans l'alésage précité 33 Dans un autre mode de réalisation, le joint élastique 42 à lèvre peut être solidaire de l'ensemble 36 de support. Lors du fonctionnement, lorsque les deux éléments doivent être mis en coopération afin que les fibres opti- ques 10 et 23 soient connectées coaxialement, les deux élé- ments déconnectés sont disposés de manière que l'organe mâle 7 se trouve en face de l'orifice ou embouchure 41 (com- me indiqué sur la figure 1) Les deux éléments sont alors repoussés l'un vers l'autre si bien que l'extrémité de l'or- gane mâle 7, ayant la fenêtre 13, pénètre dans l'orifice 41 et vient en butée contre l'extrémité de l'organe allongé ayant la fenêtre 27 Un déplacement relatif supplémen- taire des éléments provoque-la pénétration de l'organe mâle dans l'orifice 41, cet organe repoussant l'organe allongé qui se déplace le long de l'ensemble 36 malgré l'action du ressort 34 Pendant le déplacement des organes 7 et 20 par rapport à l'ensemble 36 de support 1 chacune ees billes 38 se déplace le long de la cage associée et/ou tourne ou roule autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'organe afin que la connexion soit facilitée Le mou- vement de mise en coopération se poursuit jusqu'à ce que les deux éléments soient bien en butée comme indiqué sur la figure 2 Les deux éléments sont alors en mode totale- ment connecté, les deux fibres optiques 10 et 23 étant con- nectées coaxialement afin qu'elles transmettent des signaux optiques. Les arrangements 12 et 26 à lentille sont destinés à augmenter en fait la section du chemin optique au voisi- nage du raccord entre les deux organes 7 et 20 afin qu'une quantité tolérable de défaut d'alignement axial et la pré- sence de saleté entre les deux fibres optiques puissent être compensées. Les fenêtres 13, 27 qui sont formées d'une matière relativement dure afin qu'elles résistent à la rayure, sont placées au niveau de la face d'extrémité de l'organe associé 7, 20 afin que le nettoyage soit facile avant que les élé- ments soient mis en coopération Les fenêtres peuvent être évidées sur une très faible profondeur afin qu'elles ne puissent pas se rayer mutuellement pendant la connexion ou la déconnexion. Un dispositif non représenté peut assurer-la retenue temporaire des deux éléments lorsqu'ils sont con- nectés. Comme les billes 38 dépassent radialement vers l'intérieur audelà de la surface cylindrique présentée par l'ensemble de support, le connecteur n'est pas affecté par les particules relativement fines de matière solide ou de boue qui peuvent pénétrer dans le mécanisme de loge- ment de l'organe mâle pendant l'opération de mise en-coopé- ration Ainsi, le connecteur, dans ce mode de réalisation de l'invention, peut convenir en présence de poussière ou de saleté, par exemple dans une mine souterraine. Lorsque les deux éléments sont séparés afin que les fibres optiques soieht déconnectées, l'organe mâle 7 est retiré avec l'élément 2 et l'organe allongé 20 est repoussé par le ressort 34 afin qu'il se déplace longitudinalement dans l'ensemble 36 et revienne en mode déconnecté comme -indiqué sur la figure 1 L'organe allongé coopère avec le joint 42 et ferme efficacement l'embou- chure 40. Les figures 3 et 4 représentent des détails d'une variante d'organe 50 permettant le logement d'un câble 51 à fibre optique à âme de grande dimension, sans qu'un arrangement à lentille soit utilisé L'organe 50 peut être-un organe femelle et/ou un organe allongé. L'organe 50 a un corps de section générale circulaire ayant un alésage axial 52 à gradin destiné à loger l'extrémité du câble associé qui comporte une gaine protectrice externe 53 et une âme interne 54 de section relativement grande, l'âme de silice ayant un revêtement 55 de silicone Un revêtement secondaire 56 de matière plastique est placé autour du revêtement de silicone et une couche d'armature 57 est disposée sous la couche protectrice externe 53. Comme l'indique la figure, la gaine externe 53, près de l'extrémité du câble, est retirée et la couche d'armature est repliée afin qu'elle assure un montage sûr. Toutes les cavités comprises entre la gaine externe et la partie adjacente du corps sont remplies d'une résine époxyde Un arrangement vissé 60 est destiné à assurer le blocage par rapport à la résine. L'âme du câble à fibre optique est disposée dans des parties étroites de l'alésage à gradin qui est formé avec précision afin que l'âme soit positionnée d'une ma- nière précise dans l'organe Dans les parties étroites de l'alésage, tout le revêtement de silicone est retiré de l'âme et est remplacé par un polymère dur ayant un-faible indice de réfraction L'alésage 52 s'élargit à proximité de l'extrémité de l'âme afin qu'il forme une chambre 61 destinée à contenir un composé d'adaptation de l'indice de réfraction, injecté dans,la chambre par un fin trou transversal 62 à l'aide d'uns seringue hypodermique. Une fenêtre 63 est formée dans la face d'extré- mité de l'élément, cette fenêtre étant représentée légères ment en arrière de la face d'extrém iiité afin qu'elle ne soit pas rayée, comme décrit précédemment en référence-aux fi- gures 1 et 2 Dans une variante, la fenêtre peut se trouver au même niveau que la face d'extrémité du corps de l'organe. La face d'extrémité de l'âme 54 est disposée aussi près de la fenêtre que possible La face d'extrémité est préparée afin qu'elle soit optiquement plane, avant le montage. L'arrangement représenté sur les figures 3 et 4 présente, par rapport à celui des figures 1 et 2, l'avan- tage de ne pas nécessiter l'arrangement à lentille. Dans d'autres modes de réalisations, chaque len- tille cylindrique 12 ou 26 est remplacée par un autre type. de lentille convergente, par exemple une lentille sphérique ou allongée. REVENDICATIONS 1 Connecteur de fibres optiques, comportant deux éléments destinés à être fixés aux parties marginales d'ex- trémité de deux fibres optiques et à venir en contact afin qu'ils forment une connexion des fibres optiques ou à être séparés afin que cette connexion soit supprimée, l'un des éléments comportant un organe mâle associé à l'extrémité de l'une des deux fibres et l'autre des éléments compre- nant un mécanisme de logement de l'organe mâle, afin que les deux fibres optiques soient connectées lorsque les deux éléments sont en coopération, ledit connecteur étant carac- térisé en ce que le mécanisme ( 20, 36) comporte un organe allongé trémité de l'autre ( 4) des deux fibres optiques ( 3; 4), et un ensemble ( 36) de support destiné à venir au contact de l'organe allongé l'ensemble de support comportant plusieurs éléments de sup- port ( 38) répartis angulairement autour de l'axe longitudi- nal de l'organe allongé ( 20), chaque élément de support étant destiné à faciliter le déplacement longitudinal de l'organe allongé et étant monté afin qu'il se déplace dans la direction générale de l'axe longitudinal ou en rotation autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe longi- tudinal ou à la fois dans ces deux directions, le connecteur étant en outre tel que, lors du fonctionnement, lorsque les deux éléments ( 1, 2) sont en position de coopération alors que l'organe mâle ( 7) est logé dans le mécanisme, l'organe allongé ( 20) est repoussé afin qu'il se déplace le long de l'ensemble de support par mise en butée contre l'organe mâle. 2 Connecteur selon-la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de support ( 36) comporte plusieurs jeux d'éléments de support ( 38) montés dans un boîtier de support ( 37) - 3 Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque jeu d'éléments de support ( 38) est monté dans une cage destinée à être disposée dans la direction 1 1 générale de l'axe longitudinal de l'organe allongé ( 20). 4 Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque jeu d'éléments de support ( 38) est monté dans un ensemble de support ( 36) de forme générale cylin- drique. Connecteur selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de sup- port ( 36) est monté dans un carter principal de support ( 31) de forme générale cylindrique. 6 Connecteur selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que certains au moins des éléments de support ( 38) sont pratiquement sphériques et sont supportés afin qu'ils puissent tourner dans toutes les directions. 7 Connecteur selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'organe allongé ( 20) est repoussé élastiquement'vers la position de sépa- ration. 8 Connecteur selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de sup- port ( 36) et l'organe allongé ter ( 31). 9 Connecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un joint ( 42) formé autour de l'organe allongé ( 20). Connecteur selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'ensemble de support ( 36) est monté à demeure dans le carter ( 31). il Connecteur selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'organe mâle- ( 7) et l'organe allongé ( 20) ont une section de forme géné- rale circulaire.