Brevet FR2513392A1 — publié le 19830325

La présente invention a pour objet une cellule de centrage pour raccordement de fibres optiques, permettant no- tamment de raccorder entre elles deux fibres optiques, ou de raccorder une fibre optique à un émetteur ou un récepteur de signaux lumineux L'invention a également pour objet un procédé et un dispositif pour la réalisation d'une telle cel- lule Il s'agit essentiellement de maintenir l'extrémité d'une fibre optique dans une position définie axialement et longitudinalement afin de permettre le positionnement de deux extrémités de fibres bout a bout pour faire passer un signal dans les meilleures conditions L'invention s'applique notam- ment à des fibres optiques de faible dimension, par exemple de l'ordre de 125 microns de diamètre, Les fibres optiques sont extrêmement fragiles, et la préparation des cornnexions est délicate en raison du risque élevé de rupture des fibres de verre de petit diamètre. On connait des systèmes de raccordement comportant un manchon ou un bloc (le caoutchouc ou autre matière traversé par un fin passage rectiligne On enfonce de chaque côté les extrémités à raccorder de deux fibres optiques, jusqu'à ce qu'elles soient en contact Si le centrage est généralement correct, ce dispositif présente l'inconvénient de ne pas être séparable et le risque élevé de rupture de la fibre pendant l'opération. On connait également des systèmes du type connecteur, dans lesquels une fibre est maintenue au centre d'un connecteur par des billes d'acier disposées dans un plan parallèle au plan de raccordement et voisin de celui-ci En plaçant en regard l'un de l'autre deux connecteurs identiques, face contre face, les billes de l'un se placent entre les billes de l'autre et l'on obtient un centrage théoriquement correct, d'un con- necteur par rapport à l'autre Mais la pression de contact de l'extrémité d'une fibre contre l'extrémité de l'autre fibre est mal déterminée, et le centrage de la fibre au milieu des billes n'est pas assuré. La présente invention a pour objet un dispositif de centrage pour raccordement de fibres optiques qui permette un centraqe exact(aux tolérances admissibles près, c'est-à- dire de l'ordre de quelcues pour cent du diamètre), qui as- sure un blocage de jeux évitant toute variation mécanique, et une pression de contact suffisante et non excessive entre les extrémités en regard des fibres Le dispositif selon l'invention permet d'effectuer l'alignement des axes parallèles et perpendiculaires des extrémités de chaque fibre et permet également la connexion et la déconnexion facile d'une fibre sur une autre fibre ou/sur un élément de tableau quelconque et par suite la modification des connexions L'invention vise également des moyens (outillage et procédé) pour réaliser la connexion, aussi bien sur un chantier mal équipé qu'en atelier. Conformément à la présente invention, ce résultat est obtenu par une cellule de centrage remarquable notam- ment en ce qu'elle comporte autour de l'extrémité d'une fibre optique, au moins trois cales (ou piges) de forme générale cylindrique, avec une extrémité arrondie de côté de l'extré- mité à connecter de la fibre, au moins une des piges étant constituée en matière élastique, les piges étant entourées par une pièce de retenue dite cartouche en forme générale de cylindre, le cas échéant ouvert le long d'une génératrice, la cartouche étant maintenue comprimée par un corps de cel- lule en forme de manchon Les désignations "pige", 'cartouche' et"cellule" sont arbitraires et ont pour objet de simplifier l'explication en évitant d'employer des termes généraux Il est bien entendu que l'emploi de ces termes ne limite nulle- ment l'invention dont les moyens sont définis essentiellement par leurs structures telles que décrites et revendiquées ou par leurs fonctions. Conformément à l'invention, on utilise pour assembler la cellule décrite ci-dessus un outil comportant un tube cen- tral, d'un diamètre adapté à recevoir une fibre de verre, on assemble la cartouche autour du tube, on procède à la mise en compression de la cartouche par engagement du corps de cellule autour des piges et de la cartouche, puis on engage une fibre optique dans le tube, que l'on retire progressivement une fois que la fibre a atteint sa position définitive. Avantageusement le tube est solidaire d'un outil cy- lindrique destiné à recevoir la cartouche L'outil avec le tube peut être éventuellement jeté après une opération d'as- semblage sur un chantier. L'outillage selon l'invention est remarquable notam- ment en ce qu'il comporte une douille, formée par un cylindre ouvert à une extrémité, et fermé, au moins partiellement à l'autre, le diamètre du cylindre étant prévu pour recevoir la cartouche en maintenant cette dernière serrée ou comprimée, un tube fin étant fixé damsl'axe de la douille et s'étendant à travers l'extrémité ouverte de celle-ci. Selon une autre caractéristique dans un procédé de mise en oeuvre de l'invention, on dispose les piges autour du tube, avec les extrémités arrondies engagées dans la douil- le, et l'on passe la cartouche autour des piges, en la glis- sant également dans la douille L'ensemble ainsi formé peut être utilisé pour la mise en place d'une cellule de centrage sur l'extrémité d'une fibre de verre On procède de la façon suivante: on engage une fibre de verre dans le tube de l'ou- tillage garni comme ci-dessus, l'on dispose un corps de cel- lule autour de la cartouche et l'on extrait progressivement l'outillage en éloignant la douille, ce qui retire le tube; les piges se resserrent autour de la fibre au fur et à mesure du retrait du tube. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins ci-joints et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée Les dessins représentent: Figure 1: une vue en élévation, avec partie en coupe d'une cellule établie conformément à la présente invention figure 2: une vue en bout d'une partie d'une car- touche formant une cellule de centrage selon l'invention, avec au centre une fibre optique, ou un élément de tube selon un mode de réalisation - figure 3: une vue en élévation de la cartouche de la figure 2; figure 4: une vue analogue à la figure 2, pour un autre mode de réalisation, avant serrage de la cartouche; figure 5 une vue correspondant à la figure 4 t re- présentant l'état resserré de la cartouche, avec une fibre optique; figure 6: une vue en coupe d'un exemple de corps de cellule; figure 7: une vue en élévation partielle avec parties en coupe d'un ensemble connecté selon la présente invention; figure 8: une vue en coupe partielle dans un plan axial d'un raccordement selon l'invention, et figure 9: une vue en coupe d'un outil de montage. Sur les dessins, on a représenté une fibre optique l en verre, généralement enveloppée dans une gaine protectrice- La fibre qui peut avoir un diamètre de l'ordre de 125 microns (ou être beaucoup plus grosse) est maintenue dans la cellule de centrage par trois piges 2 (cales cylindriques de faible diamètre et de longueur relativement grande par rapport au diamètre) Selon l'invention, les piges exercent unepression élastique sur la fibre Pour cela, les piges peuvent être en matière élastique, ou au moins l'une d'entre elles Pour as- surer le maintien correct de la fibre, il faut au moins trois piges; un nombre différent peut être choisi suivant le Wia- mètre de la fibre, mais en général, un nombre plus important ne parait pas meilleur Les piges s'étendent le long de la fibre jusqu'à son extrémité, les extrémitésdes piges et de la fibre étant sensiblement dans le même plan Avantageuse- ment les extrémités des piges sont bombées (comme indliqué par les flèches 3 sur les figures 1 et 6) L'extr 4 mitê de la fibre est alors située dans un plan légèrement en recul par rapport au sommet des parties bombées Ces formes convexes définissent entre elles des formes concaves qui permettet à deux cellules face à face de se loger l'une dans l'autre avec un décalage de 1/6 de tour. Les piges sont elles-mêmes maintenues par une car- touche 5 (figures 1, 2, 3 et 8) ou 6 (figures 4 et 53) La cartouche 5 est un simple cylindre, avec une déformation 5 a pour le maintien des piges, et pouvant comporter un bourelet 7 à l'extrémité opposée aux sommets (voir figure 3) permet- tant une fixation dans une rainure circulaire 8 du corps de cellule 9 Sur la figure 2, on a représenté une fibre optique 1 au centre, mais cela peut être aussi un tube destiné à re- cevoir une fibre optique, le tube étant monté à demeure dans la cartouche et s'étendant sur une partie de la longueur des piges En variante, la cartouche 6 peut être un cylindre ouvert suivant une génératrice (figures 4 et 5), de section circu- laire ou non, ce qui permet de faciliter le montage, compte tenu des très petites dimensions des éléments à assembler. La cartouche de forme ouverte est garnie de trois piges comme représentées sur la figure 4 La matière de l'enveloppe de la cartouche doit être d'une élasticité permanente afin d'as- surer une pression constante sur la fibre optique Elle peut être métallique ou plastique suivant les conditions ambiantes d'utilisation Au centre, on vient placer la fibre optique 1, ou le tube il d'un outi-' '2, représenté sur la figure 6, ou un élément de tube restant; demeure, ensuite on resserre la cartouche pour l'amener dans la position de la figure 5. Pour obtenir une cellule de centrage, on place un corps de cellule 9, dont un exemple est représenté en demi- coupe sur la figure 6, autour de la cartouche Afin de pouvoir le placer, le corps de cellule a été engagé préalablement sur la fibre si celle-ci a une certaine longueur, pour éviter d'avoir à le glisser sur toute la longueur de celle-ci Com- me représenté sur la figure 6, le corps de cellule comporte une partie 9 a de grand diamètre entourant la cartouche, avec une rainure périphérique 8 pour recevoir le talon 7 de celle- ci, et une partie 9 b de petit diamètre, servant à recevoir et guider la fibre optique 1 Avantageusement, le corps de cellule est constitué en matière malléable, tel qu'un alliage de bronze, d'étain, d'aluminium ou analogue, et la partie mince 9 b peut comporter une garniture interne 13 en caout- chouc, matière plastique ou analogue, ce qui permet d'effectuer un rétreint 14 par pincement (voir figure 7), pour maintenir la fibre serrée sans jeus En variante la cartouche et le corps de cellule peuvent ne faire qu'une seule pièce. Pour connecter deux extrémités de fibres optiques bout à bout, on peut,dans un mode de réalisation de la pré- sente invention, mettre en regard deux cellules telles que celle représentée sur la figure 1 et on les serre l'une contre l'autre au moyen d'un connecteur approprié d'un type quel- conque hermaphrodite ou non (figures 7 et 8) éventuellement avec interposition d'une virole 15 ou bague de centrage pour régler l'écartement L'emploi de cette virole 15, et le cas échéant ses dimensions dépendent des dimensions relatives du corps de cellule et de la cartouche. Sur la figure 7 on a représenté un connecteur com- portant deux parties 17, 17 ', maintenues ensemble par une bague 19 assurant l'accouplement Des joints en caoutchouc 18, 18 ' peuvent être prévus Les détails de jonction des demi-connecteurs ne sont pas représentés car il s'agit de dispositions classiques qui ne font pas partie de la présente invention Les demi-connecteurs peuvent être prolongés par des manchons souples en caoutchouc 21, 21 ' afin de limiter le rayon de courbure des fibres On a schématisé dans la coupe de la figure 8 l'écrasement des têtes arrondies des piges sous l'effet du serrage dans le cas bien entendu o toutes les piges sont en matière élastique En pratique, on doit rechercher une souplesse de la matière des piges permettant après un serrage axial raisonnable un écrasement remplissant partiellement le volume, ce qui provoque des efforts conver- gents favorisant le centrage axial de la fibre. On a représenté en coupe sur la figure 9 un outil 12 de montage d'une cellule selon l'invention Cet outil com- porte une douille 23 avec un fond 24 et une partie tubulaire , avantageusement chanfreinée en 26 pour faciliter l'intro- duction de la cartouche Pour procéder au montage, on introduit par exemple le tube 11 au centre de la cartouche 6 garnie de trois piges, dans la position ouverte de la figure 4; puis on referme la cartouche (figure 5) et on l'engaae dans la douille 25 de l'outil 12 en la faisant glisser sur le tube 11. La longueur du tube 11 est fonction de la longueur des piges. Un tube fixe peut être prévu lors de l'assemblage des piges. Lors du montage, l'extrémité du tube il viendra s'appliquer contre l'extrémité du tube fixe La présence d'un tube fixe sur une partie de la longueur des piges facilite le déplace- ment de la fibre pour ajuster sa position longitudinale lors du raccordement contre une autre fibre Ensuite, on engage le corps de cellule sur la cartouche. Il est alors possible d'engager la fibre optique dans la cellule Très souvent, l'ensemble ainsi monté: outil 12, trois piges 2 et cartouche 5 ou 6 avec ou sans le corps de cellule qui peut être mis en place au dernier moment, peut être emmené sur un chantier et mis en place facilement au moment de la réalisation de l'accouplement Cet ensemble constitue donc un des produits objet de l'invention Son em- ploi dispense d'opérations délicatessur site. Pour réaliser la mise en place de la fibre optique, on engage cette dernière dans le tube 11 ou le tube fixe qui la précède, jusqu'à ce qu'elle vienne en butée sur le fond du tube Si le corps de cellule n'est pas mis en place, on le glisse sur la cartouche On rend solidaire la fibre du corps de cellule, par exemple par déformation (pincement) d'une partie du corps de cellule Puis on extrait l'outil en éloignant la douille 23 Au fur et à mesure que le tube découvre la fibre de verre, les piges se resserrent contre la fibre et la maintiennent en place Quand le tube est extrait complètement, la cellule se trouve dans la situation de la figure 1 (ou 7). Une cellule selon l'invention (ou selon les cas une paire de cellule) permet de réaliser une épissure, ou un en- semble connecteur démontable Une telle cellule peut ainsi servir à connecter une arrivée sur une de plusieurs sorties, ou être incorporée dans un commutateur mobile dont elle forme une liaison. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Cellule de centrage pour raccordement de fibres optiques, caractérisée en ce au'elle comporte au moins trois éléments cylindriques longitudinaux ( 2) ou piges, laissant entre eux un vide axial pour recevoir une fibre optique, ces piges étant enveloppées dans une gaine ou cartouche ( 5, 6) exerçant sur les piges une pression permanente, au moins une des piges étant en matière élastiquement déformable. 2. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une extrémité ( 3) de chaque pige est arrondie, du côté du raccordement. 3. Cellule selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un tube central prévu pour recevoir une fibre optique, et s'étendant sur une partie de la longueur des piges du côté opposé au raccordement. 4. Cellule selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps de cellule en- veloppant la cartouche. 5. Cellule selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que,du côté opposé au raccordement, le corps de cellule, le cas échéant la douille, comporte une partie déformable( 9 b) éventuellement avec une garniture interne souple ê 3),en vue de serrer une fibre optique. 6. Cellule selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un organe de montage ( 2), formé par une douille( 23)enveloppant la cartouche à partir du côté du raccordement sur une partie de sa lon- gueur, sur laquelle douille est fixé un tube axial( 11), placé au centre de l'ensemble des piges, d'un diamètre permettant de recevoir en glissement une fibre optique. 7. Cellule selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle est enveloppée dans un demi- connecteur ( 17), comportant des moyens ( 19) pour coopérer avec un autre demi-connecteur ( 17 ') pour rendre solidaire entre eux les deux demiconnecteurs et exercer entre eux une force de rapprochement axial. 8. Procédé de mise en place d'une cellule selon la revendication 6 sur une fibre optique, caractérisé en ce que la fibre est engagée dans le tube axial ( 11) de l'organe de montage ( 12) puis celui-ci est extrait avec le tube,en lais- sant les piges se resserrer sur la fibre optique.