Brevet FR2602878A1 — publié le 19880219

L'invention concerne une pièce de couplage pour un connecteur de fibres optiques, qui présente au moins un élément d'aopui d'entrée ou pierre d'entrée et une pierre de couplage en matériau synthétique à base d'oxyde d'aluminium, qui sont maintenus 5 dans un manchon et sont pourvus d'un canal s'étendant suivant l'axe du manchon, les canaux des pierres étant mutuellement alignés pour la réception d'une fibre optique. Une telle pièce de couplage est connue par le brevet allemand DE-25 49 842. Ce document décrit un dispositif de raccor10 dement pour fibres optiques, comprenant une partie de connecteur enfichage et une pièce de couplage. Ces deux éléments comportent un tube enveloppe et un élément d'appui (une pierre synthétique à base d'oxyde d'aluminium, un rubis ou un saphir), présentant un perçage central qui est évasé du côté de l'entrée et du côté de 15 la sortie, est disposé dans chacune des extrémités du tube enveloppe de la pièce de couplage. Le coeur de la fibre optique est inséré jusqu'au milieu à peu près du perçage de l'élément d'appui côté couplage. Dans la partie de connecteur, la fibre optique est également tenue par un élément d'appui (pierre) et dépasse de la 20 face externe de cet élément. L'enveloppe du connecteur peut être insérée dans une partie agrandie en conséquence du tube enveloppe de la pièce de couplage, avec pénétration de l'extrémité libre de la fibre du connecteur dans le perçage de la pierre terminale de la pièce de couplage, si bien que les deux extrémités des fibres 25 s'appliquent l'une contre l'autre. Par le document DE-OS 24 40 609, on connaît en outre un coupleur pour fibres optiques qui est composé de trois parties: deux parties de connecteur et une partie à manchon pour les relier l'une à l'autre par vissage. Plusieurs éléments de guidage sous 30 forme de corps en verre (éléments d'appui en verre), pourvus d'un canal qui les traverse, sont disposés dans les unités de connecteur et à manchon pour le guidage des fibres optiques à travers eux. Le document DE-OS-24 40 527 montre un coupleur dont la construction correspond de par son principe au dispositif décrit dans le 35 document DE-OS 24 40 609. Il est cependant constitué de deux pièces de couplage. Le document DE-OS 27 13 534 décrit un dispositif de connexion par enfichage pour fibres optiques avec, dans La région des extrémités des deux pièces de connexion, une pierre (pour mécanismes d'horlogerie) disposée sur la face d'extrémité d'un manchon et au travers de laquelle est guidé le coeur de la fibre optique conducteur de lumière. Les pierres s'appliquent L'une contre l'autre par des faces planes à l'état assemblé. Une autre pièce de couplage est connue par le document DE-OS 27 22 830; la fibre optique est maintenue dans ce 10 cas dans une pierre de montre qui est sertie dans l'extrémité d'un manchon. Le canal de guidage de la pierre est évasé en entonnoir à une extrémité et l'extrémité de la fibre est fondue à la façon d'un rivet dans cet entonnoir, rectifiée plane et polie. Le document DE-OS 27 58 964 décrit en outre une pièce 15 de connexion pour fibres optiques o des extrémités de deux fibres optiques à interconnecter sont tenues dans deux pierres de montre maintenues à distance l'une de l'autre par un manchon. Côté entrée, le perçage des pierres présente un évasement conique pour que les fibres puissent être insérées aisément dans les pierres. Sur leurs 20 faces externes, dans le sens axial, les pierres présentent un arrondi circulaire, de sorte qu'elles ont seulement un contact ponctuel ou linéaire avec le corps du dispositif de connexion. Partant de l'état de la technique décrit au début, la présente invention vise à indiquer une pièce de couplage pour 25 un connecteur de fibres optiques, qui soit facile à manipuler pour l'interconnexion de deux fibres ou conducteurs de lumière, qui permette l'insertion aisée de la fibre dans la pièce de couplage et permette en même temps son guidage exact, et avec laquelle l'obtention de bonnes propriétés de couplage entre deux fibres 30 optiques à interconnecter soit garantie, même lorsque les variations de température extérieure agissant sur le connecteur sont relativement importantes. A cet effet, selon l'invention, les pierres sont disposées dans le manchon de manière que leurs faces d'extrémité ou 35 faces radiales s'appliquent à plat l'une contre l'autre, la pierre de couplage présente une face radiale libre qui est polie plane et perpendicuLaire à l'axe du canal et la pierre de couplage fait saillie du plan de l'extrémité frontale du manchon par cette face libre. Grâce au fait que les pierres sont disposées dans le manchon en s'appliquant sur toute l'étendue de leurs faces radiales 5 concernées l'une contre l'autre, l'extrémité de La fibre optique est guidée convenablement lors de son insertion, également dans la zone de transition entre les deux pierres. Il est essentiel que la pierre de couplage présente d'une part une face radiale libre qui soit polie plane et perpendiculaire à l'axe du canal, 10 et dépasse d'autre part par cette face Libre du plan de l'extrémité frontale du manchon, si bien que deux pièces de couplage disposées bout à bout dans un connecteur s'appliquent l'une contre l'autre sur toute l'étendue des faces "libres" ou faces frontales de leurs deux pierres de couplage. Dans un connecteur ainsi réali15 sé, les extrémités des fibres optiques doivent être polies planes ensemble avec la face frontale correspondante de la pierre de couplage. Dans un tel dispositif, les faces frontales des manchons, disposées en retrait par rapport aux faces frontales des pierres, ne viennent pas en contact l'une avec l'autre, mais définissent 20 entre elles une fente annulaire. Même lorsque les variations de température sont relativement importantes, les faces frontales appliquées l'une contre l'autre des pierres de couplage d'un connecteur - chaque pierre de couplage maintenant l'extrémité d'une fibre optique - restent toujours appliquées l'une contre 25 l'autre; cela ne serait pas garanti si, sur chaque pièce de couplage, la face frontale du manchon était alignée avec la face frontale de la pierre de couplage, ou dépasse même de celle-ci, puisque les manchons, habituellement fabriqués d'un métal dur, subissent une plus forte dilatation thermique que les pierres 30 en matériau synthétique à base d'oxyde d'aluminium. Il est avantageux que le canal de la pierre de couplage possède une section droite constante, adaptée à celle de la fibre optique, tout au moins sur la partie dépassant du plan de l'extrémité frontale du manchon, de sorte que la fibre optique 35 est bien ajustée dans le canal sur cette partie de la pierre. Un maintien plus solide de l'extrémité de la fibre optique est ainsi garanti, ce qui est important notamment pour l'opération de polissage, au cours de laquelle La face frontale ou face libre de La pierre de couplage est polie plane en même temps que l'extrémité de la fibre optique contenue dans cette pierre. La pierre de couplage doit dépasser, par sa face frontale, entre 0,005 mm et 0,5 mm du plan de l'extrémité frontale du manchon, cette saillie étant de préférence comprise entre 0,01 et 0,2 mm. Quand la saillie est comprise dans cette plage, l'application à plat des faces frontales des pierres de couplage, elles10 mêmes maintenues dans des pièces de couplage disposées bout à bout, est garantie sous les conditions de fonctionnement les plus variées. Au moins le canal de la pierre d'entrée doit être évasé en entonnoir ou en tulipe du côté par lequel est insérée la fibre optique. Ainsi, lors du montage de la pièce de couplage, l'extrémité de la fibre peut être introduite dans le perçage sans qu'elle risque d'être endommagée, surtout en tenant compte du fait que de tels perçages sont adaptés avec de très faibles tolérances aux fibres à recevoir. Pour des fibres optiques des diamètres usuels, 20 qui sont de l'ordre de 50 à 150 micromètres, il suffit que l'extrémité du canal soit évasé sur une longueur d'environ 0,75 mm; l'angle d'ouverture de l'évasement en entonnoir est d'environ 60 dans un mode de réalisation préféré. Etant donné que même un faible décalage de l'axe du 25 canal de la pierre d'entrée par rapport à la pierre de couplage voisine complique déjà ou rend même impossible l'insertion de la fibre optique, il peut être avantageux d'évaser légèrement le canal de la pierre de couplage, du côté tourné vers la pierre d'entrée. Un arrondi du bord du canal peut déjà être considéré comme un tel 30 évasement. Une ou plusieurs pierres intermédiaires, prévues en plus entre la pierre d'entrée et la pierre de couplage, augmentent la longueur sur laquelle la fibre optique est guidée dans la pièce de couplage. La répartition de la zone de guidage sur plusieurs 35 pierres apporte en particulier des avantages du point de vue de la technique de fabrication. Sur ces pierres intermédiaires, il est également avantageux de prévoir un Léger évasement du canal du côté de la pierre d'entrée, afin de faciliter l'insertion de la fibre. Des résultats particulièrement bons ont été obtenus 5 avec un connecteur dont Les pièces de couplage sont en métal dur et dont les pierres montées dans les pièces de couplage sont des rubis ou des saphirs, en particulier synthétiques. Les saphirs, les rubis et le métal dur (par exemple un métal dur du groupe pour applications avec enlèvement de copeaux selon ISO K 10, avec la 10 composition: 92 % WC; 2 % Tic + TaC; 6 % Co) présentent les caractéristiques suivants: Saphir/Rubis Métal dur K 10 dureté (Vickers) - 2500 1500 à 1800 2 4 2 module d'élasticité 3,6 x 10 N/mm2 à j6,3 x 10 N/mm 4,4 x 105 N/mm2 dilatation 6,2 x 10-6 C-1 5 x 10-6 -1 ,4 x 10-6 C Ainsi qu'il ressort de ce tableau, le métal dur possède une plus faible dureté que les saphirs et Les rubis. I.L en 20 découle l'avantage que les pierres peuvent être pressées dans le manchon, sans que cela entraîne une abrasion ou une déformation des pierres, avec obtention d'un maintien en place suffisamment solide des pierres. Le fait que le coefficient de dilatation des saphirs et des rubis est plus grand que celui du métal dur K 10 25 dans le tableau, apporte l'avantage que les pierres, surtout les pierres de couplage, lorsqu'elles sont soumises à la chaleur, subissent une plus forte dilatation en longueur, ce qui assure que les pierres de couplage jointives de deux pièces de couplage restent également appliquées l'une contre l'autre sous des éléva30 tions de la température. Il en va de même pour les températures basses. Globalement, on obtient ainsi une liaison sûre, entre les deux fibres optiques, dans une plage de températures comprises entre -50'C et +70 C. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 35 ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue de côté partiellement en coupe axiale des deux pièces de couplage d'un connecteur; et - la figure 2 est un détail à plus grande échelle, en coupe axiale, d'une des pièces de couplage représentées sur la figure 1, dans la zone des pierres. Pour l'interconnexion de deux fibres optiques, leurs extrémités sont maintenues chacune dans une pièce de couplage 1, comme représenté sur la figure 1. Les fibres sont désignées par 2 sur les dessins et l'enrobage isolant qui les entoure est dési10 gné par 3; cet enrobage est enlevé sur la partie extrême des fibres. Les pièces de couplage 1 sont elles-mêmes maintenues, dans la disposition illustrée sur la figure 1, dans le boîtier non représenté d'un connecteur à enfichage. Comne on peut le voir sur la figure 2 - montrant la 15 partie extrême frontale d'une pièce de couplage 1 comme celles représentées sur la figure 1 - chaque pièce de couplage 1 présente un manchon 4, de préférence en métal dur, dans lequel ont été montées quatre pierres 5, 6 et 7, à savoir une pierre de couplage 5, une pierre d'entrée 7 et deux pierres intermédiaires 6 20 qui sont situées entre la pierre de couplage 5 et la pierre d'entrée 7. Les différentes pierres 5, 6 et 7 présentent ces canaux 9 s'étendant en direction de l'axe 8 du manchon et qui sont mutuellement alignés. La fibre optique 2 est disposée dans ces canaux 9. Les pierres de l'exemple représenté sont des segments 25 cylindriques avec des faces d'extrémité ou faces frontales 10 orientées perpendiculairement à l'axe 8 du mancnon respectivement du canal. Les quatre pierres 5, 6, 7 s'appliquent l'une contre l'autre sur toute l'étendue de leurs faces radiales 10 dirigées l'une vers l'autre. La pierre d'entrée 7 est évasée en entonnoir 30 sur son côté insertion 11 pour permettre l'insertion convenable de la fibre optique 2 dans le canal 9 lors du montage de la pièce de couplage 1. L'angle d'ouverture 12 de l'évasement 13 est d'environ 60' et la longueur 14 de cet évasement 13 en forme d'entonnoir, dans le sens de l'axe 8, est d'environ 0,75 mm. La pierre de cou35 plage 5 est pressée dans le manchon 4 de manière que sa face radiale libre ou frontale 15 dépasse légèrement du plan 16 de l'extrémité frontale du manchon 4. Dans le mode de réalisation représenté, la face frontale 15 dépasse de 0,1 mm du plan 16 de l'extrémité frontale du manchon 4, formant une saillie indiquée par la cote 17. Il est ainsi garanti que les pièces de couplage, maintenues dans un connecteur, s'appliquent à plat l'une contre l'autre par les faces frontales 15 des pierres de couplage 5, tandis qu'un intervalle annulaire subsiste entre les faces frontales opposées des deux manchons 4, comme on peut le voir sur la figure 1. Conjointement avec les faces frontales 15 des pierres 5, les extrémités des fibres optiques 2, affleurant chacune la face 10 frontale 15 correspondante, s'appliquent également à plat et sans intervalle l'une contre l'autre. Les bords des canaux 9 qui se raccordent à un canal 9 voisin des pierres 5, 6 et 7, sont évasés légèrement - en comparaison avec l'évasement 13 du côté insertion 11 de la pierre d'entrée 7 - en forme d'entonnoir ou de tulipe, afin de garantir un guidage ne rencontrant pas de résistance, dans la zone de transition entre deux pierres, lors de l'insertion de la fibre optique 2 dans les canaux 9. La fibre 2 est fixée par un adhésif approprié, par exemple dans la pierre d'entrée 7, de préférence dans la zone de son évasement 13. Le manchon 4 possède une longueur qui correspond à peu près au triple de la longueur sur laquelle les quatre pierres 5, 6 et 7 guident la fibre. L'enrobage isolant 3 de la fibre 2 se prolonge dans le tronçon terminal non occupé par les pierres de la pièce de couplage, o il est fixé. Les gorges 18 montrées par la figure 1 aux extrémités du manchon 4 servent à la fixation des pièces de couplage 1 dans le bottier non représenté du connecteur, par exemple au moyen d'une agrafe. R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDICATIONS 1. Pièce de couplage pour un connecteur de fibres optiques, qui présente au moins un élément d'appui d'entrée ou pierre d'entrée et une pierre de couplage en matériau synthétique à base d'oxyde d'aluminium, qui sont maintenus dans un manchon et sont pourvus d'un canal s'étendant suivant l'axe du manchon, les canaux des pierres étant mutuellement alignés pour la réception d'une fibre optique, caractérisée en ce que les pierres (5, 6, 7) sont disposées dans le manchon (4) de manière que leurs faces d'extrémité 10 ou faces radiales (10) s'appliquent à plat l'une contre l'autre, que la pierre de couplage (5) présente une face radiale libre ou face frontale (15) qui est polie plane et perpendiculaire à l'axe (8) du canal et que la pierre de couplage (5) fait saillie du plan (16) de l'extrémité frontale du manchon (4) par cette face 15 frontale. 2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que le canal (9) de la pierre de couplage (5) possède une section droite constante, adaptée à celle de la fibre optique (2), tout au moins sur la partie dépassant du plan (16) de l'extrémité fron20 tale du manchon (4). 3. Pièce selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la face frontale (15) de la pierre de couplage (5) dépasse entre 0,005 et 0,5 mm du plan (16) de la face frontale du manchon (4). 4. Pièce selon la revendication 3, caractérisée en ce que la face frontale (15) de la pierre de couplage dépasse entre 0,01 et 0,2 mm du plan (16) de la face frontale du manchon. 5. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins le canal (9) de la pierre d'entrée (7) est évasé en entonnoir ou en tulipe du côté (11) par 30 lequel est insérée la fibre optique (2). 6. Pièce selon la revendication 5, caractérisée en ce que le canal (9) est évasé sur une longueur maximale de 0,75 mm. 7. Pièce selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que l'angle d'ouverture (12) de l'évasement (13) en entonnoir 35 est d'environ 60 . 8. Pièce selon la revendication 5, caractérisée en ce que le canal de la pierre de couplage (5) est évasé légèrement sur son côté tourné vers la pierre d'entrée (7). 9. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'au moins une pierre intermédiaire (16) est disposée entre la pierre d'entrée (7) et la pierre de couplage (5), en s'appliquant par toute l'étendue de ses faces radiales (10) contre les faces radiales (10) des pierres (5, 7) voisines. 10. Pièce selon les revendications 5 et 9 prises ensemble, caractérisée en ce que le canal (9) de la pierre intermédiaire (6) est évasé légèrement sur son côté tourné vers la pierre d'entrée (7). 11. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les pierres (5, 6, 7) sont des rubis 15 ou des saphirs synthétiques. 12. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le manchon (4) est en métal dur.