Brevet FR2610419A1 — publié le 19880805

Dispos-if de connexion pour fibres cptioues L'invention concerne un dispositif de connexion pour fibres optiques, et notamment pour fibres optiques individuelles. Pour assurer la connexion de deux fibres optiques, on a propose des dispositifs quJ s'apparentent aux connecteurs électriques, c'est-a-dire des dispositifs constitués de deux embouts solidarisables. I; en résulte. que ces embouts ne sont pas identiques et doivent être montés sur les fibres optiques dans un ordre determiné. L'un des buts de la présente invention est de proposer un dispositif de connexion grâce auquel les fibres optiques sont toutes équipées d'embouts du même type, ce qui facilite à la fois la fabrication et le montage automatique des embouts. Un autre but de l'invention est de faciliter l'arrimage du câble optique avec auto-centrage de la fibre, c'est-à-dire en évitant tout déplacement radial de i'extrémite de la fibre optique par rapport à son axe longitudinal au voisinage de la connexion. Enfin un troisième but de i'invention est de proposer un dispositif de connexion grâce auquel la fibre est protégée lorsque l'embout qui l'equipe n'est pas connecté. La présente invention a pour objet un dispositif de connexion pour fibres optiques caractérise en ce qu'il comporte un boîtier de raccordement symnetrique, muni dans sa partie centrale d'un sous-ensemble de centrage, et deux embouts encliquetables identiques, un pour chacune des fibres optiques à mettre en connexion. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - chaque embout est de forme générale cylindrique et comporte d'avant vers l'arrière un corps d'embout avec un épaulement annulaire, une nervure annulaire et une extrémité arrière cylindrique de diamètre réduit pour assurer le sertissage de la fibre optique, et une bague de protection de la fibre dans laquelle coulisse l'extremité avant du corps d'embout; la bague de protection comporte un cliquet de retenue pour assurer son verrouillage sur le boitier de raccordement, vers l'arriere des bras élastiquement déformables munis vers l'intérieur de cliquets susceptibles d'une part de coopérer avec la nervure annulaire du corps d'embout pour immobiliser la bague sur ledit corps dans une position dite de deverrouillage de la protection, et d'autre part de venir en butée sur l'epaulement annulaire lorsque la bague est en position dite de verrouillage de la protection; - la bague de protection comporte intérieurement une nervure longitudinale destinée à coulisser dans une rainure longitudinale correspondante pratiquée a l'avant du corps d'embout sur sa périphérie extérieure, le coulissement s'effectuant entre la position de verrouillage de la protection ou la nervure, degagee de la rainure est en butée sur l'extrémité avant ou sur un épaulement ducit corps d'embout, et la position de deverrouillage de la protection. ou la nervure est engagée dans la rainure; - chaque corps d'embout présente une chambre intérieure traversée longitudinalement par la fibre optique dénudée; - la fibre optique dénudee traverse l'extrémité du corps d'embout et fait saillie d'une longueur prédéterminée; - le boîtier de raccordement comporte une partie cylindrique destinée à recevoir l'embout et présentant sur sa paroi latérale un évidement dans lequel le cliquet de retenue vient pénétrer; - la partie cylindrique se prolonge, vers la partie centrale du boîtier de raccordement, par une partie conique et un passage axial débouchant dans le sous-ensemble de centrage; - l'axe longitudinal de la partie cylindrique est incliné d'un angle a par rapport à l'axe 2610419 9 longitudinal du sous-ensemble de centrage. Cet angSe est faible, de l'ordre de 2'; - le boîtier de raccordement comporte inferieurement une embase munie de cliquets susceptible d'être fixée sur un rail ou toute autre plaque recevant une série de boîtiers; - le boitier de raccordement comporte une cavite ouverte extérieurement au fond de laquelle est situe le sous-ensemble de centrage; - le sous-ensemble de centrage comprend un tube extérieur à l'intérieur duquel sont disposés des moyens mécaniques de centrage des fibres optiques, et un liquide visqueux adaptateur d'indice; - les moyens de centrage sont constitues par deux centreurs présentant chacun un passage axial et une face en cône rentrant tournée vers l'extérieur pour assurer le guidage des fibres; - les moyens de centrage sont constitués par quatre centreurs répartis symétriquement par rapport au plan d'appui des fibres; - les moyens de centrage sont constitues par un jeu de dix huit billes disposées par couches de trois billes, les couches étant décalées de 600 pour réaliser un auto-centrage; - les moyens de centrage sont constitues par trois piges usinées, de forme générale cylindrique, présentant des étranglements; - les piges ont leurs extrémités coniques pour assurer le guidage des fibres; - les moyens de centrage sont constitués par une rainure longitudinale en forme de V transversal, moulée, comportant à chaque extrémité trois billes pour guider l'entrée de la fibre dans le V. D'autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description qui suit faite avec référence au dessin annexé sur lequel on peut voir: Figure 1: une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif de connexion pour fibres optiques selon l'invention; Figure 2: une vue en coupe longitudinale a'ur. embout selon l'invention, avec la bague de protection en position de verrouillage; Figure 3: une vue schénematique partielle en perspective éclatee de l'embout de la figure 2; Figure 4: une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de connexion selon l'invention avec la Dague en position déverrouillee et l'embout connecté sur le boitier; Figure 5: une vue schématique partielle en perspective éclatée de l'embout de la figure 4; Figure 6: une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du sous-ensemble de centrage du dispositif de connexion a deux centreurs; Figure 7: une vue en coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation de ce sous-ensemble, a quatre centreurs; Figure 8: une vue en coupe longitudinale d'un troisième mode de réalisation de ce sous-ensemble de la figure 1, à dix huit billes; Figure 9: une vue de côte, dans le plan radial médian, du sous-ensemble de centrage de la figure 8; Figure 10: une vue en perspective avec arrachement d'un quatrième mode de realisation du sous- ensemble de centrage, à trois piges; Figure 1i:une vue de côte du sousensemble de centrage de la figure 10; Figure 12: une vue en coupe longitudinale d'un cinquième mode de centrage avec V et billes; Figure 13: une vue de côté du sous-ensemble de centrage de la figure 12. En se reportant à la figure 1, on voit que le dispositif de connexion selon l'invention se compose essentiellement de trois pièces:tout d'abord, pour chacune des deux fibres optiques à raccorder,d'un embout 1, et ensuite d'un boîtier de raccordement 2, symétrique, comportant en son centre un sous-ensemble de centrage 19 et recevant les deux embouts 1. Une particularité de ce boîtier de raccordement 3 est qu'en l'absence d'embout, ii est muni de boucnons ce- protection 3. Sur la figure i, le boiîter ce raccordement porte un embout 1 et un bouchon de protection 3. Le boitier de raccordement, les embouts et i-s bouchons de protection sont avantageusement constitues en matiere plastique et réalises par moulage par injection. Chaque embout 1 est de forme generaie cylindrique (figure 2), et comporte à l'avant une bague 4 cylindrique de protection de l'extrémité de la fibre 9 et, coulissant dans la bague, un corps d'embout 10 avec à l'arrière une extrémité 5 cylindrique et ce diametre réduit pour permettre un sertissage, en 6 sur i le revêtement mécanique du càble optique 7, et en sur la fibre optique 9 elle-même,qui est munie d'un élastomère de protection 50. Le corps d'embout 10 esT muni d'une chambre interieure il, traversee longitudinalement par la fibre optique 9 qui a ete denudee, et qui fait saillie au-delà de l'extrémité du corps c'embout 10 d'une longueur prédéterminée. La fibre 9 est coupée tres précisément a une longueur L a partir de l'extrémité avant 51. La bague 4 a pour fonction d'assurer la protection de la fibre 9 lorsque i'embout 1 sur lequel elle est montée n'est pas connecté sur le boîtier 2. Cette bague est donc prévue pour prendre deux positions: - une position de protection de la fibre: la bague par coulissement sur le corps est déplacée vers l'avant, sur une longueur telle que l'extrémité de la fibre faisant saillie d'une longueur L est au moins complètement protégée par la bague; - une position de connexion: le corps d'embout 10 glissant dans la bague (figure 3) découvre l'extrémité de la fibre qui peut ainsi être mis en connexion dans le sous-ensemble de centrage 19. La bague et le corps d'embout comportent des moyens de verrouillage correspondant à chaune des deux positions extrêmes: - le corps d'embout 10 comporte vers l'arriere une nervure annulaire 52; - la bague comporte des bras 53 élastiquement deformables, et munis à leur extrémitée, ver, l'intérieur des cliquets 18 susceptibles de coopérer avec la nervure annulaire 52 pour l'immobiliser sur l'embout en position de connexion (figure 4). Cette position est dite "de déverrouillage de la protection"; - d'autre part, le corps d'embout 10 comporte a l'avant, sur sa périphérie, une rainure longitudinale 42 et la bague 4 comporte intérieurement une nervure 41 susceptible, par déplacement longitudinal de la bague, de pénétrer dans la rainure 42 ou d'en sortir et de venir, par rotation autour du corps d'embout, en butée. sur l'extrémité avant 15 du corps d'embout 10 pour l'immobiliser en position de protection (figures 2, 3, 5). En outre, le corps d'embout comporte un épaulement annulaire 54 sur lequel les bras 53 viennent en butée lorsque la bague se déplace vers l'avant, de telle sorte que lorsque la bague 4 est en position de protection, la nervure 41 étant en butée contre l'extrémité 51, la bague est immobilisée longitudinalement et ne peut s'échapper du corps- d'embout 10. Cette position est dite "de verrouillage de la protection". Enfin, la bague comporte un bras élastiquement déformable et muni à son extrémité vers l'extéerieur d'un cliquet 17 de verrouillage sur le boîtier. Le boîtier de raccordement 2 est symétrique par rapport à son plan transversal médian. Il comprend une partie cylindrique 12, destinée à recevoir l'embout 1 dont l'axe longitudinal est légèrement incliné d'un angle a par rapport à l'axe longitudinal du sous- ensemble de centrage 19. De préférence, cet angle est faible et de l'ordre de 2'. A l'interieur, cette partie cylindricue: - comporte sur sa parci latérale un évidement ou un trou 13, destiné à recevoir le cliquet 17 de verrouillage porté par la bague 4, et sur sa parci de fond 15, un joint d'etanchéite 14, - se prolonge par une partie conique 16. Chacune des deux parties coniques 16 se prolonge par un passage axial débouchant dans le sous-ensemble de centrage 19, qui se trouve dans la zone centrale du boîtier de raccordement 2. La mise en place de l'embout 1 s'effectue de la façon suivante: La bague de protection 4 est insérée en position de verrouillage, dans la partie cylindrique 12. Lorsqu'elle arrive en butée sur le fond du cylindre, le cliquet 17 maintient la bague 4 sur le boîtier 2 et celle-ci peut être déverrouillée de sa position par une rotation du corps d'embout 10. Lorsque la bague est déverrouillée, le corps d'embout glisse a l'intérieur de celle-ci jusqu'à ce que l'extrémité 51 vienne en butée sur le fond 15, et les cliquets 18 retiennent alors le corps d'embout en position connectée. Pour retirer l'embout I, il faut tirer sur le corps d'embout 10 pour dégager les cliquets 18, la bague 4 étant toujours bloquee dans le boîtier 2. Lorsque les cliquets 18 arrivent en butée sur l'épaulement 54, une rotation du corps d'embout permet de mettre la bague en position de verrouillage sur le corps d'embout grâce à la nervure 41, celle-ci n'étant plus dans la rainure 42, et de dégager le cliquet 17. Une légère traction permet ensuite de retirer l'embout 1, la bague étant bloquée. Le cliquet 17 est bloque dans le trou 13 lorsque la bague 4 n'est pas verrouillée sur le corps d'embout 10; lorsque le corps d'embout 10 est en butée sur le fond 15, les cliquets 18 retiennent le corps d'embout, et le maintiennent en position coaxiale. Un boîtier de raccordement 2 selon l'invention se trouve garni de bouchons de protection 3 sur ses deux entrees à l'issue de sa fabrication. Chacun de ces bouchons ne sera enlevé qu'au moment de la mise en place d'un embout. Ainsi, dans le cas de la figure 1, le boîtier 2 a reçu un seul embout 1, et le bouchon 13 assure la protection de la voie en attente. Lorsqu'un embout est mis en place, l'extrémite de fibre nue qui dépasse à son extrémite est tout d'abord guidée par le cône 16 vers le sousensemble de centrage 9, décrit plus loin. Lorsque le deuxième embout est mis en place, les deux fibres nues viennent en contact au milieu du sous-ensemble de centrage 19. La distance L1 (figure 1), entre les deux fonds 15, étant légèrement inférieure au double de la longueur L de chaque fibre au-delà de l'extrémité avant 51 du corps d'embout (figure 4), il en résulte un ieger flambage des fibres dans les chambres 11 des embouts. L'angle a de chaque embout par rapport à l'axe du sous- ensemble de centrage 19, permet aux deux fibres en contact de se retrouver du même côté de l'élément ae centrage, ce qui diminue très sensiblement le mésalignement axial dû aux différences de diametre des fibres optiques, ainsi que les différences de concentricité et cylindricité. Sur la figure 1, on a représenté en 20 la position qu'aurait la fibre 7 si l'autre embout était en place. Le sous-ensemble de centrage 19 est essentiellement constitué d'une enveloppe cylindrique 27 à l'intérieur de laquelle se trouvent des moyens de centrage des fibres, tels que des rubis artificiels, des billes, des piges usinées, ou en V et un liquide 23 adaptateur d'indice. Ce liquide, d'indice compris entre 1,4 et 1,5, a une très grande viscosité pour assurer une retenue suffisante dans la cavité du sous-ensemble de centrage 19, par les tensions superficielles. Une cavité 22 est aménagée dans le boîtier 2 pour permettre d'accéder au sous-ensemble de centrage 1 et rempsacer le sous-ensemble ou ses e] disposes a l'interieur. Le sous-ensemble de centrage est constitue d'un tube 23 (figure 4), de diamètre extérieur fixe pour assurer l'interchangeabilite du sousensemble, et d'éléments de centrage disposes à l'intérieur du tube. Ces éléments de centrage peuvent être de plusieurn sortes. Selon un premier mode de réalisation (figure 6), deux centreurs ou rubis synthétiques 26, presentant chacun un passage axial et une face en cône rentrant tournée vers l'extérieur afin de faciliter le guidage des extrémités des fibres nues 9, sont espaces afin d'admettre entre eux une réserve de liquide 23. Dans ce liquide, baigne le plan d'appui 21 des faces optiques des deux fibres en connexion, et l'angle d'inclinaison des embouts, donc de la fibre assure un appui des fibres sur une même génératrice. L'exempie de réalisation de la figure 6 est bien adapté lorsque les fibres ont un diamètre supérieur a 85 pm environ, c'est-à-dire lorsque ce sont des fibres de gros coeur. En revanche, pour les fibres de petit coeur, de diametre inferieur a 85 pm, il est préférable d'utiliser le sous-ensemble de centrage de la figure 7, a quatre centreurs, le plan d'appui 21 étant toujours au milieu, et deux centreurs 26 étant prévus pour chaque extrémite de fibre 9. Ces deux centreurs sont identiques, decales l'un de l'autre et sépares par le liquide visqueux 23 qui remplit pratiquement tout l'espace libre dans le tube 27. Dans les modes de réalisation des figures 6 et 7, le diamètre intérieur des centreurs est déterminé à la construction en fonction du diamètre des fibres optiques dont il faut assurer la connexion. Le troisième mode de réalisation du sous- ensemble de centrage (figures 8 et 9) utilise un jeu de dix-huit billes de centrage identiques 28 disposées a l'intérieur de l'alésage 30 du tube 27. Les billes sont réparties en six couches de trois billes chacune. Dans chaque couche, chaque bille a un point de contact 2 avec les deux autres. Au centre, ii y a un espace intersticiei 31 pour le passage des fibres 9. Deux couches adjacentes de billes sont décalees de 60' ce qui fait que toutes les couches sont fixes et autocentrees. En raison de la symétrie de l'ensemble, la fibre 9 ne peut plus être bloquée, lors de son insertion, dans un espace hypocycloïdal tel que 32. En outre, l'empilage des billes étant très régulier, peut être facilement automatisable. Tout l'espace intérieur du tube 27, en dehors des billes, est rempli du liquide 23 adaptateur d'indice. En raison de la symétrie du sous-ensemble de centrage, le plan d'appui 21 des deux extrémites de fibres se situe dans une zone 33 entre les plans médians radiaux de deux couches de billes, ce qui assure la présence du liquide 23, l'angle d'inclinaison a assurant une meilleure connexion en ce que les deux fibres en contact sont d'un même côté de l'espace. Le quatrième mode de réalisation (figures 10 et 11) utilise comme moyen de centrage,non pas des billes mais des piges 34 usinées, de forme générale cylindrique, regulierement reparties dans le tube 27, avec leurs axes parallèles a l'axe du tube 27. Leurs surfaces extérieures 35 sont en contact deux à deux et chacune avec la surface intérieure du tube, de sorte que dans l'axe du tube 27 est ménage un espace intersticiel 36 permettant l'insertion des fibres optiques. Selon l'invention, chaque pige 34 est munie de trois étranglements régulièrement répartis sur la longueur: l'un 39 au milieu, et les deux autres 40 de part et d'autre (figure 10). L'espace compris entre les trois piges et le tube 27, est rempli du liquide adaptateur d'indice 23. Les extrémités des piges et les parties de raccordement entre les parties & grand diamètre 34 et les étranglements 39, 40 sont tronconiques pour faciliter le guidage des fibres. La forme particulière des piges, avec étranglements, permet d'avoir une plus grande réserve de liquide, ce qui autorise un certain nombre de retraits des deux fibres sans alteration rnoTabe cees pertes de puissance optique dues a la connexion, et l'angle d'inclinaison permet aux fibres de se retrouver dans une forme equivalente à un V. Il suffit d'orienter le sous-ensemble de centrage 19. De même, les dimensions transversales des pige: peuvent varier en fonction du diamètre exterieur dee fibres optiques à mettre en connexion. Le cinquième mode de réalisation (figures 12 et 13> utilise comme moyen de centrage un V43 longituainai muni a chaque extrémité de trois billes 28, afin de guider correctement la bille au moment de la connexion. Ce V, est de preference moulé, et comporte un volume 44 de section triangulaire pour retenir le liquide 23 dans la zone de connexion. L'angle d'inclinaison a permet un alignement parfait par l'appui des deux fibres sur les deux plans inclines du V. 2610 4 1 9 Revendications 1. Dispositif de connexion pour fibres optiques caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier de raccordement (2) symétrique, muni dans sa partie centrale d'un sous-ensemble de centrage (19), et deux embouts (1) encliquetables identiques, un pour chacune des fibres optiques à mettre en connexion. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque embout (1) est de forme générale cylindrique, et comporte un corps d'embout (10) avec un épaulement annulaire (54), une nervure annulaire (52) et une extrémité arrière (5) cylindrique de diamètre réduit pour assurer le sertissge de la fibre optique, et une bague (4) de protection de la fibre, dans laquelle coulisse l'extrémité avant (51) du corps d'embout (10). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérise en ce que la bague (4) comporte: - un cliquet (17) de retenue pour assurer son verrouillage sur le boîtier (2), - vers l'arrière des bras (53) élastiquement déformables munis vers l'intérieur de cliquets (18) susceptibles d'une part de coopérer avec la nervure annulaire (52) du corps d'embout (10) pour immobiliser la bague sur ledit corps dans une position dite de deverrouillage de la protection, et d'autre part de venir en butée sur l'épaulement annulaire (54) lorsque la bague (4) est dans une position dite de verrouillage de la protection. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague (4) comporte intérieurement une nervure longitudinale (41) destinée & coulisser dans une rainure longitudinale (42) correspondante pratiquée à l'avant du corps d'embout (10) sur sa périphérie extérieure. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque corps d'embout (10) 2610 4 1 9 presente une chambre intérieure (ii) traverse longitudinalement par la fibre optique (9) denudee. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fibre optique dénudée (9> traverse l'extrémité du corps d'embout (10> et fait saillie d'une longueur prédéterminée. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le boîtier de raccordement (2)> comporte une partie cylindrique (12) destinée a recevoir l'embout retenue (17) vient pénétrer. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie cylindrique (12) se prolonge, vers la partie centrale du boîtier de raccordement (2), par une partie conique (16> et un passage axial débouchant dans le sous-ensemble de centrage (19). 9. Dispositif selon la revendication 7, caracterise en ce que l'axe longitudinal de la partie cylindrique (12) est incliné d'un angle (a> par rapport a l'axe longitudinal du sous-ensemble de centrage (19). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérise en ce que l'angle (a) d'inclinaison est de l'ordre de 2'. 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier de raccordement (2) comporte inférieurement une embase (24) munie ae cliquets (25> susceptible d'être fixée sur un rail ou toute autre plaque recevant une série de boitiers. 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (2) comporte une cavité (22) au fond de laquelle est situé le sous- ensemble de centrage (19). 13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sousensemble de centrage (19) comprend un tube extérieur (27) à l'intérieur duquel sont disposés des moyens mécaniques de centrage des fibres optiques, et un liquide visqueux adaptateur d'indice. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de centrage sont constitués par deux centreurs (26) présentant chacun un passage axial et une face en cône rentrant tournée vers l'extérieur pour assurer le guidage des fibres (9). 15. Dispositif selon la revendication i3, caractérisé en ce que les moyens de centrage sont constitués par quatre centreurs (26) répartis symétriquement par rapport au plan d'appui (21) des fibres. 16. Dispositif selon la revendication 13, caractérise en ce que les moyens de centrage sont constitués par un jeu de dix-huit billes (28) disposées par couches de trois billes, les couches étant decaiees de 60' pour réaliser un auto-centrage. 17. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de centrage sont constitues par trois piges (34) usinées, de forme générale cylindrique, présentant des étranglements (39, 40). 18. Dispositif selon la revendication 17, caractérise en ce que les piges (34) ont leurs extremites coniques pour assurer le guidage des fibres (9) et la retenue du liquide (23) adaptateur d'indice. 19. Dispositif selon la revendication i3, caractérisé en ce que les moyens de centrage sont constitués par une rainure longitudinale en forme de V transversal (43), moulée, comportant à chaque extrémité trois billes pour assurer le guidage de la fibre dans le V.