Brevet FR2544508A1 — publié le 19841019

DISPOSITIF PORTATIF DE TRACAGE D'UN SILLON SUR LA CIRCONFERENCE D'UNE FIBRE OPTIQUE. La présente invention concerne un dispositif portatif permettant de traçer un sillon sur la circonférence d'une fibre optique, notamment d'une fibre optique monomode. Une des applications les plus importantes des fibres optiques est la transmission optique de données, de type numérique ou analogique. Dans ce cadre d'application, les fibres optiques constituent le canal de liaison entre des organes émetteurs ou sources, et des organes récepteurs. Le plus souvent, il est difficile voir impossible d'utiliser des fibres fabriquées d'un seul tenant. On doit donc réaliser des connexions fibre à fibre soit permanentes soit amovibles. Il est particulièrement important, notamment pour les liaisons optiques à grandes distances, de minimiser au maximum les pertes de transmission dQes a' ces connexions. Les origines de ces pertes sont diverses: on peut citer le décalage axial, le désalignement angulaire des deux fibres, l'écarte- ment résiduel de ces fibres après connexion, les dispersions des différentes caractéristiques géométriques ou autre qui existent entre les deux fibres à connecter, et l'état de surface des extrémités de ces fibres. La présente invention est concernée par ce dernier point. La préparation des extrémités des fibres optiques est importante à la fois pour la caractérisation et l'utilisation de fibre optique. Le résultat recherché est une extrémité représentant une surface "miroir", c'est à dire plane et sans irrégularités, aussi perpendiculaire que possible a l'axe optique de la fibre. Pour obtenir de telles surfaces à l'unité, il existe plusieurs techniques qui se répartissent selon deux approches principales. Selon une première approche, la fibre optiques est découpée de façon quelconque et l'extrémité est ensuite polie ou rneulée. Cependant cette approche nécessite une préparation longue et onéreuse et les dispositifs de mise en oeuvre sont complexes et ne peuvent se concevoir qu'à poste fixe. Selon une seconde approche, on réalise une cassure franche par fracture de la fibre. Cette approche présente de nombreux avantages par rapport à la première approche: elle est rapide, son cott est faible et il ne subsiste jamais de résidu quelconque sur la face sectionnée du fait qu'aucun usinage n'intervient. En outre, cette opération ne nécessite aucun appareillage complexe et tout au contraire, peut être réalisée à l'aide de dispositifs portables n'exigeant aucune qualification particulière de la part des opérateurs les utilisant. Cependant, I'expérience a montré qu'il n'était pas possible d'obtenir de cassure franche s'il n'était pas réalisé au paravent une amorçe sur la périphérie de la fibre optique à l'endroit choisi pour la cassure. Cette amorçe se présente sous la forme d'un sillon réalisé à l'aide d'une pointe diamant ou d'un organe analogue. Cependant, si l'on considère le faible diamètre d'une fibre optique, et notamment le diamètre d'une fibre optique mono mode qui est de l'ordre de 125 micromètres, il peut être aisément réalisé que la manipulation d'un objet de si petite dimension et le traçage d'un sillon sur celui-ci n'est pas une opération aisée, en particulier lorsqu'on utilise des moyens volants sur chantier. L'invention se fixe pour but de répondre à ce besoin. L'invention à donc pour objet un dispositif portatif de traçage d'un sillon sur la circonférence d'une fibre optique caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens comprenant des premier et second arbres mobiles en rotation autour de premier et second axes parallèles entre eux et entrainant chacun un train de disques circulaires identiques, chacun de ces trains étant centré sur l'un de ces axes et dont les faces principales sont orthogonales à ces axes; l'écart entre les deux axes étant inférieur à la somme des rayons des disques des deux trains et ces disques étant dispos9 s lelong des arbres de rotation de manier à autoriser l'imbrication d'un train de disques dans l'autre selon une succession alternée et former un berceau pour ladite fibre optique aligné sur une direction parallèle aux axes de rotation et constitué par les parois périphériques des disques alternés ; et en ce qu'il comporte des deuxièmes et troisièmes moyens mobiles en translation par rapport aux premiers moyens, suivant une direction orthogonale aux axes de rotation, entre une première position extrème et une seconde position extrème; les deuxièmes moyens comprenant un troisième arbre mobile en rotation autour d'un troisième axe parallèle auxdits premier et second axes de rotation et entrainant un troisième train de disques circulaires identiques centré sur ce troisième axe de rotation et dont les faces principales sont orthogonales à celui-ci, les disques étant disposé lelong du troisième arbre de rotation de manière à autoriser l'imbrication du troisième train de disques dans les premier et deuxième trains de disques selon une succession alternée, lorsque lesdits deuxièmes moyens sont dans une première position extrème et à exercer une pression par l'intermédiaire des parois périphériques des disques du troisième train sur la paroi de la fibre optique et å la maintenir dans ledit berceau lorsque ces deuxièmes moyens sont dans une seconde position extrème ; et un organe de commande de la rotation de Marbre d'entrainement des disques autour du troisième axe de rotation entrainant en rotation la fibre optique; et les troisièmes moyens comprenant un outil de traçage entrainé suivant un axe de translation interceptant la fibre optique à angle droit de manière à ce que cet outil de traçage vienne en contact avec la région périphérique de la fibre optique lorsque les troisièmes moyens sont dans la première position extrème et à réaliser ledit sillon lorsque la fibre optique est mise en rotation par ledit organe de commande de rotation. L'invention sera mieux comprise et dlgautres avantages apparaîtront à l'aide de la description qui suit, en référence aux figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 est un exemple de réalisation concrète d'un dispositif selon l'invention; - les figures 2 et 3 sont des éléments de détails agrandis illustrant de façon plus complète le fonctionnement du dispositif selon la figure 1. Le traçage d'un sillon sur la circonférence d'une fibre optique nécessite au moins deux opérations: la fibre optique doit être maintenue de manière à ce quelle reste rectiligne et parallèle à son axe de symétrie, et le traçage proprement dit réalisé en appliquant un outil de traçage sur la fibre optique et en créant un mouvement relatif de l'outil par rapport à la fibre optique. Dans la réalité cette derniere opération, vu les dimensions de la fibre optique, ne peut être réalisé que, d'une part, en mettant en rotation la fibre optique autour de son axe de symétrie et, d'autre part, en appliquant une force de pression sur l'outil de traçage, et non l'inverse. Le maintien de la fibre optique ne présente pas de problème particulier.On pourrait penser pouvoir disposer celle-ci dans un canal en forme de Vé, disposition connue lorsqu'il s'agit de positionner une fibre optique pour la coupler à une autre fibre optique ou, plus généralement, à un élément optoélectronique telle qu'une diode laser. On peut penser que l'application d'un outil, par exemple une pointe diamant, solidaire d'un porteKutil appuyant sur la paroi externe d'une fibre optique ne soulève à priori pas de problème particulier. Cependant, la mise en rotation de cette fibre optique, objet fragile de faible dimension, frottant sur le fond de la gorge en forme de Vé et sur laquelle l'outil de traçage exerce une pression, ne peut se concevoir de façon pratique dans ces conditions. Le dispositif de l'invention permet simultanément le maintien ferme de la fibre optique, sa mise en rotation simple gt le traçage précis d'un sillon en périphérie de celle-ci de manière à la préparer pour une cassure franche. Le dispositif va maintenant être décrit en relation avec les figures 1 à 3. Selon une première disposition importante de l'invention, la fonction de maintien rectiligne de la fibre optique parallèlement à son axe de symétrie est assuré par deux jeux de disques ou molettes circulaires respectivement 10 et 20, solidaires d'arbres 1 et 2 tournant autour d'un axe de symétrie, A 1 et A2, ces deux axes étant parallèles entre eux. Les molettes solidaires d'un même arbre 1 ou 2, ont toutes même dimension de manière à ce que l'enveloppe de celleci soit constituée par un cylindre. De façon préférentielle, sans que cela soit limitatif; le rayon de ces disques est commun et égal à r (Fig.3).Deux conditions supplémentaires sont réalisées: la distance séparant les deux axes de symétrie 1S l et A 2 est inférieure à la somme des rayons des disques, c'est à dire dans l'exemple retenu inférieure à 2 r et les rayons respectifs des arbres, qui peuvent être communs et égaux à une valeur r' (Fig.3), choisis de telle manière que la distance d séparant les axes A 1 et A 2 soit plus grande que la somme r + r'. En outre, il est naturellement nécessaire que les disques soient disposés lelong des axes de façon à être imbriqués. Les cylindres enveloppe des deux jeux de molettes se coupent selon une arête commune.Si le nombre de disque 10 et 20, et leur espacement sont suffisamment réguliers au vu des dimensions d'une fibre optique, l'ensemble forme donc un berceau, à flancs inscrits dans des portions de cylindre, au fond duquel la fibre optique f peut être disposée paralèllement aux deux axes de rotation A et A 2 comme 1 2 illustré sur la figure 3. Selon une autre disposition importante selon l'invention, le dispositif comprend un troisième jeu de molettes en forme de disques 30 solidaires également d'un arbre 3 en rotation autour d'un axe A 3 parallèle aux deux premiers axes, A 1 et A 2. Cet arbre est solidaire d'un élément mobile suivant une direction orthogonale au trois axes et de façon préférentielle, à un plan comprenant les axes A 1 et A 2 Ce jeu de disques 30 exerce une pression sur la fibre f de manière à l'appliquer sur la périphérie des disques 20 et 30. Il est également nécessaire que les disques 3Q soient disposés sur l'arbre 3 de manière à pouvoir être imbriqués dans l'espace restant entre les disques 10 et 20 comme illustré plus particulièrement sur la figure 2.Outre la pression que le jeu de disques 30 exercé sur la fibre f, celui-ci permet également sa mise en rotation. En effet, si l'arbre 3 est mis en rotation autour de l'axe A3 comme illustré sur la figure 3, la paroi périphérique des disques 30 entraine la fibre optique f autour de son axe de symétrie fibre qui dans sa rotation entraine également les disques 10 et 20 dans des mouvements de rotation contraires. La rotation de la fibre f sur elle-même s'effectue donc selon l'invention sans contrainte car les parois périphériques des disques 10 et 20 qui forment un berceau, au fond duquel est plaquée la fibre optique f, sont mobiles et ne s'opposent donc pas à sa rotation tout en la retenant parfaitement. Selon un autre aspect de l'invention, les disques 10 et 20 sont disposés lelong de leurs arbres respectifs 1 et 2 sur une longueur totale l, longueur suffisante pour maintenir la fibre f. Les disques 30 ne sont imbriqués que sur une partie de cette longueur 1 laissant une zone libre, la partie inférieure sur la figure 2, correspondant au moins à un disque 30. A la place de ce disque manquant, on introduit un outil de coupe, par exemple une pointe diamant 50 solidaire d'un porteoutil 5 mobile suivant une direction orthogonale A 4 à l'axe de symétrie A de la fibre optique f, c'est à dire également aux axes A 1 à A3 Ce porte-outil exerce une pression suffisante sur la paroi de la fibre optique pour la marquer.Cette pression est obtenue à l'aide des moyens qui seront décrits ultérieurement plus en détail, notamment à l'aide d'un ressort 90 exerçant une poussée suivant l'axe t4 orthogonal à l'axe de symétrie A de la fibre optique f. Le nombre de disques à prévoir n'est pas critique. Il faut naturellement au minimum un disque 30 d'entrainement et trois disques 10 et 20 pour former un berceau convenable. Le nombre de trois disques 30 et quatre à cinq disques 10 et 20, comme illustré sur la figure 1 semble un bon compris. Un nombre supérieur définit un berceau plus régulier encore pour y introduire la fibre optique. On va maintenant décrire, à l'aide de la figure 1, le dispositif de l'invention dans sa globalité, contenant les éléments qui viennent d'être rappelés et permettant leur coopération harmonieuse. Celui-ci comprend une partie mobile constituée essentiellement d'un boitier 6 destiné à contenir les différents éléments constitutifs du dispositif et une partie mobile 7. La figure 1 illustre le dispositif en coupe. Dans l'exemple de réalisation pratique représenté sur la figure 1, sans que cela soit limitatif, le boitier à la forme générale d'un parallélépipède dont deux parois 60 et 63 sont représentées, que l'on appellera dans ce qui suit, par pure convention, paroi avant 60 et paroi arrière 63. Il est également représenté sur la figure 1 le fond du boitier sous la forme d'une plaque 62. Ce boitier est destiné à être posé sur un plan à l'aide de pieds 600 et 630, représentés sur la figure 1 comme de simples prolongements des faces avant 60 et arrière 63. Dans sa partie supérieure, la face avant 60 comporte une pièce formant capot 601 parallèle à la plaque de fond 62. Dans sa partie inférieure une autre pièce plane 61, également parallèle à la plaque de fond 62 est rendue solidaire de la face avant. Entre ces deux pièces, et orthogonalement aux faces principales de ces deux pièces, sont disposés les deux arbres 1 et 2 supportant les trains de disques 10 et 20. Comme il a été rappelé, des dispositions doivent être prises pour autoriser la libre rotation des arbres 1 et 2 autour de leur axe de symétrie respectif, ss 1 et 2. 2 Le jeu de disques 30 et son arbre de rotation 3 ainsi que le porte-outil 5 sont liés mécaniquement à un chariot mobile 7 se déplaçant suivant un axe orthogonal aux deux axes A 1 et A 2' c'est à dire parallèlement à l'axe précité A 4. Ce chariot mobile 7 comporte une premiere pièce 70 compor tant un canal 71 dans lequel est disposé le ressort 90. Celui-ci agit par l'intermédiaire d'un piston se déplaçant dans le canal 71 sur le porte-outil 5. Ce porte-outil 5 coulisse dans une gaine 74 solidaire de la pièce 70 et prolongeant le canal 71 suivant la direction parallèle à l'axe A 4. Le porteoutil 5 comporte à l'extrémité opposée à celle supportant la pointe de traçage 50, une butée 51 venant se bloquer contre l'extrémité du fourreau 74 engagé dans le canal 71. A la première pièce mobile 70, est rendu solidaire une seconde pièce mobile 76, substantiellement plane suivant une direction parallèle à l'axe A 4 et portant en une extrémité un manchon 760 dans lequel est introduit un arbre d'entrainement 40 solidaire de l'arbre de rotation 3 soutenant le train de disque 30 et coaxial avec celui-ci Sur l'extrémité de l'arbre 40 extérieure au dispositif est disposée une molette d'entrainement 41 pouvant comporter sur ces faces externes un rainurage permettant sa manipulation.Cet ensemble constitue des moyens d'entrainement es du jeu de disques 30 perrnettant sa mise en rotation manuellement. Pour faciliter cette rotation un jeu de roulements à billes 42 et 43 est inséré entre la paroi interne du manchon 760 et l'arbre d'entrainement 40. La paroi arrière 63 comporte également une pièce plane 631 formant couvercle et stéiendant parallèlement à la plaque de fond 62, c'est à dire suivant une direction parallèle à l'axe A Cette pièce 631 est reliée à la pièce mobile 76 à l'aide d'une glissière -à billes 75 permettant la translation, l'une par rapport à l'autre, de ces deux pièces suivant une direction parallèle à cet axe A4. La commande de translation du chariot mobile 7 est réalisée à l'aide de moyens 8 comprenant une tige filetée 80. Cette tige filetée est engagée dans un canal également fileté 73 pratiqué suivant une direction parallèle à l'axe A4 dans la pièce mobile 7-0. L'axe de symétrie de la tige filetée A est donc également parallèle à l'axe A4 La tige filetée 80 est mise en rotation à l'aide d'une molette 81, comportant de façon préférentielle un rainurage permettant une meilleure préhension de celle-ci, et actionnable manuellement.L'ensemble est couplé mécaniquement à la paroi 63, à l'aide par exemple d'une équerre 69. La tige filetée traverse la paroi 63 par un canal 632 et, pour compléter l'ensemble, un ressort 82 est disposé entre cette paroi 63 et la pièce mobile 70. D'une façon préférentielle ce ressort et le ressort 90 est taré de manière à ce que la pointe de diamant 50 exerce une pression calibrée sur la fibre optique f. Le ressort 82 doit être doté d'une raideur supérieure au ressort 90 de manière à ce que le piston 9 exerce toujours la même pression, c'est à dire la pression calibrée quelque soit la position du chariot mobile 7. La pièce 70 peut comporter sur sa iEace arrière un couvercle 78 amovible permettant le retrait de l'ensemble piston 9-ressort 90 et par le fait même le retrait du porte-outil 5 en vu du remplacement de la pointe de traçage 50. Pour le traçage d'un sillon sur la périphérie d'une fibre optique f les opérations à effectuer à l'aide du dispositif selon l'invention qui vient d'être décrite peuvent être résumées de Ba façon suivante: a) en position de repos, 9e chariot mobile 7 est rétracté, c'est à dire ramené en position ll (figure 2) vers la paroi arrière 63, à laide des moyens de commande de translation 8. b) la fibre optique f est introduite dans l'espace laissé libre entre la pièce mobile 76 et l'aile supérieure 601 de X face avant 60 et disposée verticalement entre les deux trains de disques 10 et 20. c) le chariot mobile est alors ramené vers la face avant, c'est àdire en position I (figure 2), toujours à l'aide de moyens de commande de translation 8. Dans cette position, la pointe de traçage appuie sur la paroi externe de la fibre optique f et les disques 30 la rnaintienne entre les faces périphériques des disques 10 et 20 de la façon qui à été décrite précédemment notamment par l'effet du ressort 90, la pointe de traçage exerce une pression calibrée sur la fibre. d) on imprime alors un mouvement de rotation à la fibre optique f par l'intermédiaire des disques 30 en actionnant les moyens de rotation 4. On obtient alors le sillon désiré, la fibre optique tournant sur elle-meme et la pointe de traçage 50 restant fixe dans l'espace et exerçant une pression sur la fibre optique suivant l'axe A 4. e) on rétracte le chariot mobile 7 et on retire la fibre optique f. Suivant un aspect supplémentaire avantageux de l'invention, le porteoutil 5 se déplaçant suivant un axe A 4 orthogonal aux axes A là Q3 ainsi qu'à l'axe de symétrie A de la fibre optique f emprisonnée entre les trains de disques 10 à 30, la pointe de traçage 50 est toujours située à une distance constante D (figure 2) de la face supérieure 610 de la pièce du fond 61 supportant les arbres de rotation 1 et 2. Cette pièce 61 forme donc une butée pour la fibre optique et le sillon réalisé sur celle est toujours à une distance constante de son extrémité. Cette disposition facilite les opérations ultérieures de fracture de la fibre optique, ie sillon étant toujours situé à la même distance de l'extrémité de la fibre. L'invention n'est pas limitée au seul exemple de réalisation concrète illustré par référence aux figures 1 à 3 mais s'étend à toutes variations à la portée de l'homme de métier. Notamment, la point de traçage 50 peut être choisie en tout matériau suffisamment dur pour rayer le verre: alumine etc... REVENDICATIONS 1. Dispositif portatif de traçage d'un sillon sur la circonférence d'une fibre optique (f) caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens comprenant des premier (1) et second (2) arbres mobiles en rotation autour de premier ( A1) et second ( A 2 > axes parallèles entre eux et entrainant chacun un train de disques (10 et 20) circulaires identiques, chacun de ces trains étant centré sur l'un de ces axes (A A 2) et dont les faces principales sont orthogonales à ces axes;; récart entre les deux axes étant inférieur à la somme des rayons (r) des disques des deux trains et ces disques (10,20) étant disposés lelong des arbres (1,2) de rotation de manière à autoriser l'imbrication d'un train de disques (10) dans l'autre (20) selon une succession alternée et former un berceau pour ladite fibre optique (f) aligné sur une direction ( a ) parallèle aux axes de rotation et constitué par les parois périphériques des disques alternés; et en ce qull comporte des deuxièmes et troisièmes moyens mobiles en translation par rapport aux premiers moyens, suivant une direction ( a 4) orthogonale aux axes de rotation ( A1, A2), entre une première position extrème (I) et une seconde position extrème (11);; les deuxièmes moyens comprenant un troisième arbre mobile (3) en rotation autour d'un troisième axe ( a 3) parallèle auxdits premier ( A1) et second (a 2) axes de rotation et entrainant un troisième train de disques circulaires (30) identiques centré sur ce troisième axe (A 3) de rotation et dont les faces principales sont orthogonales à celui-ci, les disques (30) étant disposés lelong du troisième arbre de rotation (1) de manière à autoriser l'imbrication du troisième train de disques dans les premier et deuxième trains de disques (10,20) selon une succession alternée, lorsque lesdits deuxièmes moyens sont dans une première position extrème (Il) et à exercer une pression par l'intermédiaire des parois périphériques des disques (30) du troisième train sur la paroi de la fibre optique (f) et à la maintenir dans ledit berceau lorsque ces deuxièmes moyens sont dans une seconde position extrème (I); et un organe (4) de commande de la rotation de l'arbre d'entrainement (3) des disques (30) autour du troisième axe de rotation ( 83) entrainant en rotation la fibre optique (f); et les troisièmes moyens comprenant un outil de traçage (50) entrainé suivant un axe ( A g? de translation interceptant la fibre optique (f) à angle droit de manière à ce que cet outil de traçage (50) vienne en contact avc la région périphérique de la fibre optique lorsque les troisièmes moyens sont dans la première position extrème (II) et à réaliser ledit sillon lorsque la fibre optique (f) est mise en rotation par ledit organe (4) de commande de rotation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens comprennent un chassis (6) supportant les arbres (1,2) de rotation des premier et deuxième trains de disques (10,20) et en ce que les deuxièmes et troisièmes moyens comprennent un chariot mobile cornmun (7) se déplaçant par rapport au chassis (6) suivant une direction ( A 4) orthogonale aux axes de rotation ( A ls A 2) et supportant le troisième arbre (3) et l'outil de traçage (50). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le chariot mobile (7) est couplé couplé au chassis (6) par l'intermédiaire dl2ene glissière à billes (75) autorisant ladite translation entre les première et seconde positions extrêmes (II,I) 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un organe (2) de commande de trasnlation du chariot mobile (7) et en ce que cet organe comporte une vis (80) actionnée par une molette (81) extérieure au chassis (6), agissant sur le chariot mobile 67) pour transformer un mouvement de rotation de la molette (81) en mouvement de translation du chariot entre lesdites première et seconde positions extrèmes (11,1). 5 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe (8) de commande de translation comporte un premier ressort (82) disposé entre le chariot mobile et le chassis et en ce que l'outil de traçage (50) est couplé mécaniquement au chariot mobile (7) par un second ressort (90) de raideur inférieure à celle du premier ressort (80), ce ressort étant en outre taré de manière à exercer sur les régions périphériques de la fibre optique (f) une force de pression calibrée, dirigée suivant une direction orthogonale (A 4) à la direction de l'alignement (E ) de la fibre optique (f) quelquesoit la position dudit chariot mobile (7). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un arbre d'entrainement (40), solidaire en une extrémité, et le prolongeant, de l'arbre de rotation (3) supportant le troisième train de disques (30) et comportant en son autre extrémité une molette (41) disposée à l'extérieur du chassis (6), permettant la mise en rotation de cet arbre (3). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chassis comporte une pièce mécanique (61) formant butée pour la fibre optique (f) de manière à ce que l'extrémité de celle-ci soit positonnée à une distance prédéterminée (D) de l'axe ( A 4) de déplacement de l'outil de traçage (50) et à ce que le sillon soit réalisé à cette distance prédéterminée de l'extrémité. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'outil de traçage (50) comporte une pointe diamant.