Brevet FR2604262A1 — publié le 19880325

Dispositif de connexion pour fibres optiques 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 proposé des dispositifs qui s'apparentent aux connecteurs électriques, c'est-à-dire des dispositifs constitués de deux embouts solidarisables. Il en résulte que ces embouts ne sont pas identiques et doivent être montés sur les fibres optiques dans un ordre déterminé. 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 meme 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 l'extrémité de la fibre par rapport à son axe longitudinal au voisinage de la connexion. Enfin, un troisième but de l'invention est de protéger mécaniquement l'extrémité de la fibre. La présente invention a pour objet un dispositif de connexion pour fibres optiques caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier de raccordement symétrique, muni d'une cavité de centrage tubulaire, et deux embouts de connexion encliquetables identiques, un pour chacune des fibres optiques à mettre en connexion, chaque embout comportant un sous-ensemble de centrage et de collimation. L'invention est encore remarquable par les caractéristiques suivantes: chaque embout de connexion comporte deux pièces: un élément de raccordement sur le boîtier, et un embout de fibre; - l'élément de raccordement est de forme générale cylindrique, avec une rainure extérieure annulaire, une extrémité avant de petit diametre comportant intérieurement le sous-ensemble de centrage et collimation et un chanfrein pour s'engager dans la cavité de centrage du boîtier; - l'élément de raccordement comporte intérieurement une chambre cylindrique reliée à l'avant au sous-ensemble de centrage, et ouverte à l'arrière pour recevoir l'embout de fibre; - la chambre est traversée longitudinalement par l'embout de fibre et par la fibre dénudée, et elle est munie de moyens d'accrochage de l'embout de fibre; - la chambre comporte à l'avant une paroi d'extrémité perpendiculaire à l'axe du dispositif sur laquelle l'embout de fibre vient en butée, et ladite chambre se prolonge vers l'avant par une partie conique et un passage axial débouchant dans le sous-ensemble de centrage; - l'embout de fibre est de forme générale cylindrique, avec une extrémité avant perpendiculaire à l'axe du dispositif, munie d'un chanfrein, et à l'arrière un épaulement suivi d'une extrémité de diamètre réduit pour assurer le sertissage de la fibre optique; - la chambre comporte une ouverture arrière élastiquement déformable et munie d'un cliquet annulaire susceptible de coopérer avec l'épaulement annulaire de l'embout de fibre pour immobiliser l'embout après encliquetage; - la fibre optique dénudée traverse l'extrémité de l'embout de fibre et fait saillie d'une longueur déterminée; - le boîtier de raccordement comporte une embase susceptible d'être fixée sur un rail recevant plusieurs boîtiers; - l'extrémité avant de chaque élément de raccordement comporte intérieurement le sous-ensemble de centrage et collimation; - le sous- ensemble de centrage et collimation comporte une chambre tubulaire cylindrique d'axe longitudinal, munie d'une ouverture circulaire axiale a son extrémite avant, afin que les ouvertures de chaque extrémité d'embout soient dans l'axe du faisceau optique et, à l'intérieur de ladite chambre, sont disposés des moyens de centrage mécaniques de la fibre optique, des moyens de collimation et un liquide visqueux adapteur d'indice; - les moyens de centrage sont constitués par un jeu de six billes par couches adjacentes de trois billes, les couches étant décalées de 60- pour réaliser un auto-centrage de la fibre; - les moyens de collimation sont constitués par une lentille qui est en appui, d'un coté sur trois billes de la couche d'extrémité, et de l'autre sur l'ouverture circulaire de la chambre de sorte que la lentille est auto-centrée sur l'ouverture; et de préférence la lentille est sphérique. 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 yue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif de connexion pour fibres optiques selon l'invention. Figure 2 une vue en coupe longitudinale d'un embout de cable muni de son élément de raccordement faisant partie du dispositif de connexion de la figure 1. Figure 3 une vue en coupe longitudinale du sous- ensemble de centrage du dispositif de connexion de la figure 1. Figure 4 une vue simplifiée de coté du sous- ensemble de centrage de la figure 3. Figure 5 une vue schématique en coupe longitudinale d'une variante de réalisation du dispositif de la figure 1. En se reportant à la figure 1, on voit que le dispositif de connexion selon l'invention se compose essentiellement de trois pièces: d'un embout 1 pour chacune des deux fibres 2 à raccorder, et d'un boîtier de raccordement 3, symétrique, et recevant les deux embouts 1. Chaque embout 1 comporte deux pièces: - un embout 4 de fibre optique, - un élément 5 de raccordement comportant les moyens de centrage et de collimation. Le boîtier 3 est symétrique par rapport à son plan transversal médian; il comprend, de part et d'autre de ce plan, une partie cylindrique 9, recevant l'élément de raccordement 5. La paroi intérieure de cette partie cylindrique 9 comporte une nervure annulaire 10 qui pénètre dans une rainure 6 de l'élément 5 pour réaliser un encliquetage de verrouillage de l'embout 1. Dans le mode de réalisation représente, la nervure présente deux bords d'attaque inclinées en forme de V ouvert, afin de faciliter la déformation élastique de la matière formant le cliquet, lors du verrouillage et du déverouillage. Les parties cylindriques 9 se prolongent et communiquent entre elles interieurement par un passage 11 cylindrique, de centrage, d'axe 36 de plus petit diamètre, qui traverse le boîtier. Ce passage 11, ou cavité cylindrique est destinée à recevoir les sous- ensembles 8 de centrage et collimation. Chaque embout 4 de fibre est de forme générale cylindrique, de longueur L, avec une extrémité avant 34 perpendiculaire à l'axe, chanfreinée en 18 pour favoriser l'engagement de l'embout 4 dans l'élément de raccordement 5, et à l'arrière un épaulement 20 suivi, d'une extrémité 19 cylindrique de diamètre réduit pour permettre un sertissage de type connu, par exemple sur le revêtement du cable. L'embout 4 est traversé longitudinalement par une fibre optique 2 dont l'extrémité a été dénudée et qui fait saillie au delà de l'extrémité de l'embout 4 d'une longueur prédéterminée. Chaque élément de raccordement 5 est de forme générale cylindrique, avec une rainure annulaire 6, et une extrémité avant 7 cylindrique, de diamètre réduit. Le diamètre de l'extrémité 7 est légèrement inférieur à celui du passage Il de centrage afin que l'extrémité 7 pénètre dans le passage. En outre l'arête de cette extrémité comporte un chanfrein 33 afin de la guider et la centrer dans le passage 11. L'élément de raccordement 5 comporte intérieurement une chambre 12, cylindrique, reliée à l'avant au sous-ensemble de centrage 8, et ouverte à l'arrière pour recevoir l'embout de fibre 4. La chambre 12 comporte, à l'avant, une paroi d'extrémité qui présente à sa périphérie une partie 16 perpendiculaire & l'axe 36 longitudinal, formant butée pour l'extrémité avant de l'embout de fibre 4, et en son centre une partie 14 conique se prolongeant par un passage 15 axial débouchant dans le sous-ensemble de centrage 8. La longueur de la chambre 12 est sensiblement égale à la longueur L du cylindre de l'embout de fibre 4 de telle sorte que l'embout 4 remplit complètement la partie cylindrique de la chambre 12. A l'arrière, la chambre présente une ouverture 13 conique vers l'extérieur, de section longitudinale en forme de cliquet 17 (figure 2). Le diamètre de cette ouverture 13 est inférieur au diamètre de la chambre 12 et de l'embout 4, et la déformation élastique de l'ouverture permet le passage; le verrouillage de l'embout dans la chambre est assuré par la coopération du cliquet 17 sur l'épaulement 20 formé par le rétrécissement du diamètre de la partie arrière de l'embout 4. Dans le mode de réalisation illustré, le cliquet 17 est annulaire, en ce sens que ce ne sont pas des extensions en forme de bras qui verrouillent et dévérouillent par une simple et facile déformation élastique, mais ici, c'est l'anneau constitue par l'extrémité symétrique de l'ouverture 13 qui doit se déformer. Cette déformation nécessite des efforts importants d'étirement de la matière, ce qui assure un verrouillage pratiquement indémontable une fois que l'embout 4 est mis en place. Chaque élément de raccordement 5 comporte, à l'avant, dans la partie 7 cylindrique de diamètre réduit, un sous-ensemble 8 de centrage et de collimation. Le sous-ensemble de centrage et de collimation est constitué par une chambre 21 tubulaire cylindrique coaxiale à la chambre 12.Cette chambre cylindrique se prolonge vers l'avant par une partie conique 30, munie d'une couverture axiale circulaire de passage du faisceau optique. A l'arrière une ouverture relie la chambre 21 à la chambre 12 par le passage 15. Le dispositif de centrage utilise un jeu de six billes de centrage, identiques 23, disposées à l'intérieur de l'alesage 25 du tube 21. Les billes sont réparties en deux couches adjacentes de trois billes chacune. Dans chaque couche, chaque bille a un point de contact 26 avec les deux autres. Au centre, il y a un espace intersticiel 27 pour le passage de la fibre 2 dans l'axe 36. Les deux couches de billes sont décalées de 60' ce qui fait que lesdites couches sont fixes et auto- centrées. Le dispositif de collimation utilise une lentille convergente 24, disposée, à l'intérieur de l'alesage 25, d'un coté sur la couche de billes extérieure contre l'ouverture centrale 22, de l'autre coté sur la partie conique 30. En raison de la symétrie de révolution de la chambre 21, la lentille 24 est auto-centrée sur l'axe 36 du dispositf et repose par trois points de contact 28 sur les billes. De préférence la lentille est sphérique. Tout l'espace intérieur de la chambre 21, en dehors des billes et de la lentille 24 est rempli de liquide 29, adaptateur d'indice. La zone de l'élément de raccordement 5 entre la chambre 12 et la chambre 21 présente une partie conique 14 et un passage axial 15: ceux-ci assurent un préguidage de la fibre lors de son introduction dans le sous- ensemble de centrage 8, et une retenue du liquide adaptateur d'indice 29, en cas de dilatation thermique, notamment.La longueur dénudée de la fibre 2 est déterminée de façon que l'extrémité soit située dans le plan focal de la lentille afin d'obtenir un faisceau émergent parallèle. La lentille est ainsi une lentille de collimation. Sur la figure 1 le boitier 3 est représenté comportant une embase 31 susceptible d'être fixée sur un rail 32, ou tout autre dispositif de ce genre, permettant de placer plusieurs boitiers. Lorsqu'on assure la connexion d'une nappe de fibres on dispose côte à côte, une série de boîtier de raccordement 3 et on vient y placer les embouts. - __ La réalisation d'une connexion est la suivante a - on insère l'extrémité dénudée d'une fibre dans un embout de fibre 4 et on effectue un sertissage, en laissant l'extrémité dénudée dépasser de l'embout. l'extrémité dénudée est coupée, par tout moyen connu, a une longueur prédéterminée. b - l'embout 4, muni de sa fibre, est introduit dans l'élément de raccordement. L'extrémité de la fibre est guidée dans le cône 14, dans le passage 15, puis est centrée dans l'espace interstriel 27. Lors de l'introduction de l'embout 4, l'ouverture 13,17 s'élargit. Lorsque l'embout vient en butée sur la paroi 16 d'extrémité de la chambre 12 le cliquet 17 de l'ouverture se referme et verrouille l'embout 4 dans la chambre, et la fibre est en place, sur l'axe 36 du dispositif dans le plan focal de la lentille 24. c - l'embout de connexion 1 ainsi formé est introduit dans le boitier 3. L'extrémité 7 de l'élément de raccordement pénètre dans le passage 11. L'embout de connexion est en place lorsque la nervure 10 est logée dans la rainure 6. d - on prépare de la même manière un deuxième embout de connexion 1 et on le met en place dans le boîtier 3 symetriquement au premier. Lorsque les deux embouts 1 sont en place, les extrémités des sousensembles de centrage et raccordement sont alignés coaxialement et immobilisés à une faible distance l'une de l'autre. Dans une variante de réalisation du dispositif selon l'invention (figure 5), le boitier symétrique peut comporter un miroir 35 reflechissant dans la cavité tubulaire de passage. Le miroir dévie l'axe 36 du faisceau symétriquement par rapport au plan perpendiculaire au plan du miroir; l'axe de symétrie du boitier étant précisement ce plan perpendiculaire au miroir. Dans cette variante les embouts de connexion 1 sont alignés dans l'axe optique 36 ils sont " optiquement en face l'un de l'autre" par l'intermédiare d'une surface reflechissante 35. Ce dispositif de connexion pour fibres optiques procure de nombreux avantages: - le faisceau émergeant d'un embout 1 de connexion est un faisceau parallèle élargi, et il peut être capté et transmis intégralement, sans difficulté de montage. - l'extrémité de la fibre est protégée mécaniquement par la lentille, sans nécessité une protection particulière - l'extrémité de la fibre n'est pas au contact de la lentille ou d'un autre objet solide qui pourrait détruire l'aspect de l'extrémité. - la lentille Joue le rôle de bouchon vis à vis du liquide. - le raccordement des embouts de connexion n'exige pas une grande précision: les embouts peuvent être proches ou éloignés l'un de l'autre, seul leur alignement dans l'axe optique est important. D'autre part cet embout de connexion peut être raccordé à d'autres dispositfs munis de composants actifs ou passifs, notamment des coupleurs, dérivateurs, multiplexeurs, démultiplexeurs, etc.... munis d'une cavité à enclipsage. Revendications 1. Dispositif de connexion pour fibres optiques caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier de raccordement (3), symétrique, muni d'une cavité de centrage (ll) tubulaire, et deux embouts de connexion 1, encliquetables, identiques, un pour chacune des fibres optiques (2) à mettre en connexion, chaque embout 1 comportant un sous-ensemble (8) de centrage et de collimation. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque embout de connexion sur le boîtier 3, et un embout de fibre (4). 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'embout de fibre (4) est de forme générale cylindrique, avec une extrémité avant (34) perpendiculaire à l'axe du dispositif, munie d'un chanfrein (18), et à l'arrière un épaulement (20) suivi d'une extrémité (19) et de diamètre réduit pour assurer le sertissage de la fibre optique (2). 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la fibre optique (2) dénudee traverse l'extrémité (34) de l'embout de fibre et fait saillie sur une longueur déterminée. 5. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'élément de raccordement (5) est de forme générale cylindrique, avec une rainure fibre (4). 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la chambre (12) est traversée longitudinalement par l'embout de fibre (4) et par la fibre dénudée (2), et elle est munie de moyens (17) d'accrochage de l'embout de fibre (4). 8. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la chambre (12) comporte à l'avant une paroi d'extrémité 9. Dispositif selon les revendications 4 et 6 caractérisé en ce que la chambre (12) comporte une ouverture (13> arrière élastiquement déformable et munie d'un cliquet (17) annulaire susceptible de coopérer avec l'épaulement (20) annulaire de l'embout de fibre (4) pour immobiliser l'embout après encliquetage. 10. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'extrémité avant de chaque élément de raccordement (5) comporte intérieurement le sous-ensemble de centrage et collimation (4). 11. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le sousensemble de centrage et collimation (4) comporte une chambre (21) tubulaire cylindrique d'axe longitudinal, munie d'une ouverture (22) circulaire axiale à son extrémité avant, afin que les ouvertures de chaque extrémité d'embout soient dans l'axe du faisceau optique, et à l'intérieur de ladite chambre (21), sont disposés des moyens de 60' pour réaliser un auto-centrage de la fibre (2). 13. Dispositif selon la revendication 12 caractérisé en ce que les moyens (24> de collimation sont constitués par une lentille convergente qui est en appui, d'un coté sur trois billes (23) de la couche d'extrémité, et de l'autre sur l'ouverture (22) circulaire de la chambre (21) de sorte que la lentille (24) est auto-centrée sur l'ouverture (22) 14. Dispositif selon la revendication 13 caractérisé en ce que la lentille (24) est sphérique. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le boîtier de raccordement 3 comporte une embase (31) susceptible d'être fixée sur un rail (32) recevant plusieurs boitiers.