Brevet FR2696242A1 — publié le 19940401

DISPOSITIF DE CONNEXION OPTIQUE HERMETIQUE ET CONNECTEUR SELON CE DISPOSITIF L'invention se rapporte a un dispositif de connexion optique hermétique, pour la transmission de signaux au travers d une paroi d un local hermétique et aux connecteurs munis de ce dispositif;; Un local hermetique est un local dont les ouvertures portes Fenêtres, et autres sont munies de moyens de fermetures interdisant l'entrée de l'eau et de gaz, a des pressions élevées c'est a dire atteignant 200 bars et plus On trouve de tels locaux par exemple dans les sousmarins ou stations sous-marines, dans les véhicules spatiaux, dans des salles de coffres, etc I1 est cependant nécessaire de pouvoir communiquer depuis l'extérieur avec l'intérieur de ces locaux lorsqu'ils sont fermés. Il faut donc prévoir un moyen de communication permettant de transmettre des informations dans le local. On connaît å cet effet des dispositifs de connexion électrique permettant de traverser les parois de ces locaux sans en rompre l'étanchéité. Ces dispositifs sont des connecteurs électriques comportant une embase fixée à la paroi sur laquelle vient se brancher un embout L'embase traverse la paroi et y est fixée de manière à assurer l'étanchéité. Elle est creuse et tubulaire intérieurement. Une pastille de verre cylindrique est soudée å la paroi intérieure du tube et 1 obture cette obturation résistant a des pressions atteignant 200 bars et plus La pastille est traversée de part et d'autre de contacts électriques sur lesquels viennent ensuite se fixer les embouts de connexion connus en soi. L etanche i te de cette embase est obtenue par l'étanchéité de l'obturation du tube par la pastille de verre et par le fait que les contacts metalliques sont intégrez dans le verre lors de la fusion de celui-ci. L objectif de l'invention est de transmettre des signaux optiques à l'intérieur d7un local hermétique. Le dispositif précédent ne peut être utilisé car l'élément de transmission est une ferrule7 c'est à dire une tige, de metal qui ne transmet pas les rayons lumineux. On connaît d'autre part l'usage de ferrules en céramique pour réaliser les connexions optiques. Ce sont des embouts cylindriques tubulaires aux dimensions cal ibrees extrêmement précises de 1 tordre du micron. Ces embouts sont destines à recevoir l'extrémité nue d'une fibre optique. Le contact est realise dans une bague intermédiaire également en céramique dans laquelle les embouts coulissent jusqu'à venir en appui 1 un contre l'autre. Mais cette bague ni ces ferrures ne peuvent être intégrés dans une pastille de verre car elles sont définitivement détériorées par la haute température lors de la fusion du verre. On a contourne cette difficulte mais les dispositifs de connexion optique étanche réalisés sont tres compliqués et coOteux. L'objectif de l'invention est de proposer un dispositif de connexion optique hermétique c est à dire résistant aux pressions atteignant 200 bars et plus, simple, facile et rapide à mettre en oeuvre et peu coûteux; un autre objectif est que le dispositif soit utilisable également en connecteur électrique L'invention a pour objet un dispositif de connexion optique hermétique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier contact monté dans un support lui même monté dans une embase fixe, solidaire d'une paroi et la traversant, un second contact opposé monté dans un support lui même monté dans une enveloppe, l'ensemble étant mobile et un organe intermédiaire d'alignement des contacts porté par le support mobile3 les supportes étant destinés à s'emboîter l'un sur ou dans l'autre, et en ce que:: - chaque support présente du côté arriere au moins un logement d'entrée creux cylindrique filet prolongé par un orifice débouchant du côté avant le fond de la cavité d'entrée étant plan et formant un épaulement annulaire, - les contacts comportent chacun un embout cylindrique tubulaire, portant à son extrémité avant une ferrure tubulaire coaxiale rigidement fixée à l'embout au moyen de résine polymérisable5 par exemple de la resine epoxy, et un écrou, coaxial à l'embout, fileté extérieurement, venant en butée sur un épaulement de 1 'embout destiné à la mise en place et au serrage du contact dans le support - l'organe intermédiaire comporte au moins une cavite cylindrique le traversant de part en part, à l'intérieur de laquelle est logée une bague céramique destinée à recevoir l'extrémité avant des ferrules des deux contacts et en ce qu'il comporte au fond du cylindre d'entrée du support monté dans l'embase fixe un joint d'étanchéité. Le dispositif selon l'invention est encore remarquable par les caractéristiques suivantes: - on prevoit, pour l'un des deux contacts au moins, un ressort ou organe similaire entre l'écrou et l'épaulement de l'embout destiné à appliquer le contact au fond du logement et à assurer le contact des extrémités de fibres sans jeu ni contrainte; -- l'embout se prolonge vers l'arrière en un corps cylindrique tubulaire destiné à recevoir le câblez de sorte que la fibre protégée de sa gaine traverse ce cylindre et que sa partie dénudée pénètre dans la ferrule; - la resine est disposee en cordon annulaire sur la périphérie de la ferrule; - le joint est en materiau plastique ou métallique déformable;; - la ferrule sçetend de part et d'autre de l'embout afin de s'insérer à chaque extrémité dans un organe intermediaire porté par un support mobile. En outre en variante le support peut non pas être directement montée sur une embase fixée sur une paroi murale, mais se presenter sous la forme d'un fourreau intégré dans une pastille de verrez laquelle est traversée parallèlement par un ou des contacts électriques connus ladite pastille étant montée dans l'embase fixe L'invention porte également sur les connecteurs munis du dispositif ainsi défini, qu'il soit utilisé seul pour ne connecter que des fibres optiques ou en combinaison dans un dispositif de connexion électrique par exemple intégré dans une pastille de verrue. Enfin en variante encore 1 e support destiné à être monté sur 1 fembase fixe peut également et sans sortir du cadre de 1 invention être monté dans une enveloppe mobile. Cette variante permet de réaliser une fiche hermétique mâle utilisable à l'extrémité d'un cable prolongateur habituel. Afin de mieux comprendre 1 invention on a représenté un exemple de réalisation non limitatif au dessin annexe sur lequel - la figure i est une vue d'ensemble schématique du dispositif selon l'invention; - la figure 2 représente une vue schématique en coupe de la partie fixe du dispositif de connexion selon 1 'invention, - 1 a figure 3 représente une vue schématique en coupe de la partie mobile du dispositif de connexion selon I 'invention, - la figure 4 est une variante de la figure 2, - la figure 5 illustre le montage d'un dispositif de connexion electro-optique selon 1 'invention Comme on le voit sur la figure 1 le dispositif comporte une partie fixe 1 montée sur une paroi 2 qu'elle traverse et une partie mobile 3. La partie fixe comporte une embase fixe 4 montée de manière connue en soi sur la paroi, le montage étant étanche à haute pression. Dans une premiers variante, du côte extérieur, l'embase 4 porte un ou plusieurs câbles optiques 5 qui se branchent directement sur des organes récepteurs d'appareils optoelectroniques non représentés, de 1 vautre côté des contacts optiques qui se branchent sur les contacts optiques opposés de la partie mobile. Dans une seconde variante (figure 4) les cibles du côté extérieur sont remplacés par des contacts optiques et 1 embase reçoit de chaque côté une partie mobile L'embase fixe 4 comporte intérieurement un support 40 portant au moins un premier contact 6.La figure 2 n'en représente qu un mais le support, au sens de l'invention peut en comporter plusieurs. Elle comporte un côté avant 7 qui pénètre dans 1 a paroi et un côté arrière ou extérieur 8. De ce côté arrière 8, pour chaque contact, le support présente un logement d'entrée creux cylindrique 9, fileté à 1'entrée, prolongé par un orifice 10 débouchant du côte avant 7. Le fond 11 de la cavité d'entrée est plan et forme un épaulement annulaire. Le contact 6 comporte: - un embout cylindrique tubulaire 12 qui porte à son extrémité avant une ferrule céramique tubulaire 13, rigidement fixée à l'embout au moyen d'un cordon annulaire 14 de résine polymérisable, à titre d'exemple de la résine epoxy, - à l'arrière de 1 'embout un corps cylindrique tubulaire 15 destiné à recevoir le câble 5. De préférence le corps 15 et l'embout 12 ne font qu'une seule pièce, - un écrou 16, fileté e x t é r i e u r e n s n t, venant en butée sur un épaulement 17 de la pièce formée par l'ensemble corps - embout L'embout 12, la ferrule 13, le corps cylindrique 15 et l'écrou 16 sont coaxiaux de sorts que le cible 5 traverse le corps 15, que la gaine 5 vienne e n butée contre la ferrule et que la fibre 5" pénètre dans la ferrule, le cible étant solidarise avec le corps par tout moyen connu, par exemple collage. Le dispositif selon l'invention comporte un joint 18 d'étanchéité annulaire que l'on dispose au fond 11 du logement autour de l'orifice 10. Dans l'exemple ce joint est plat et de préférence en polytétrafluoroéthylène, mais cet exemple n'est pas limitatif et le joint est en matière plastique ou métallique déformable. Lors de la mise en place du contact 6 on introduit la ferrure 13 dans le logement 9 jusqu'à ce qu ' el 1 e traverse l'orifice 10. L'écrou 16 en prise dans le filetage du support 40 vient en appui sur l'épaulement 17 et pousse ce dernier vers l'avant, jusqu'à ce que la face avant de l'embout vient écraser le joint 18. Ainsi est assurée 1 'étanchéité du dispositif. La partie mobile 3 comporte un support 41 qui, lui aussi, porte au moins un second contact 19 et bien que non représenté sur le dessin le support peut porter plusieurs contacts juxtaposés. Il est logé dans une enveloppe 21 qui se prolonge vers l'avant en une enveloppe 21 et vient en prise sur l'embase fixe 4. Il présente un côté avant 20 et un côté arrière 22 qui porte le câble optique 5. De meme que pour 1 'embase fixe, le support mobile 41 presente du côté arrière 22 un logement d'entrée creux 23 cylindrique, fileté à l'entrée, prolongé par un orifice 24, débouchant du côté avant 20. Le fond de la cavité d'entrée est plan et forme un épaulement annulaire. Ce contact second 19 comporte: - un embout cylindrique tubulaire 25 qui porte à son extrémité avant une ferrule céramique tubulaire 26, rigidement fixée à l'embout au moyen d'un cordon annulaire 14 d e résine polymérisable, par exernple de la résine epoxy, - à l'arrière de l'embout un corps cylindrique tubulaire 27 destiné à recevoir le câble 5. De préférence le corps 27 et 1 l'embout 25 ne font qu'une seule pièce, - un écrou 28, fileté extérieurement, venant en butée sur un épaulement 29 de la pièce formée par l'ensemble corps - embout. De la meme manière que sur l'embase fixe et pour la même raison, l'embout 25, la ferrule 26, le corps cylindrique 27 et l'écrou 28 sont coaxiaux, le câble étant, là encore, solidarisé avec le corps par collage. Le dispositif de connexion comporte encore un organe intermédiaire 30 destine à assurer l'alignement parfait des ferrules fixe 13 et mobile 26. C'est une pièce d'épaisseur, portée par 1 e support mob il e 41 au moyen de vis 31 de blocage. L'organe est traversé dans son épaisseur par au moins une cavité cylindrique 32 (une par contact), à 1'întérieur de laquelle est logée une bague céramique 33 fendue longitudinalement, destinée à recevoir et à guider l'extrémité avant des ferrules des deux contacts 6 et 19. Les cavitt3"s 32 sont à cet effet rigoureusement alignées avec l'axe du logement d'entrés 23. Lors de la mise en place du contact 19 on introduit la ferrule 26 dans le logement 23 jusqu a ce qu'elle traverse l'orifice 24 et pénètre dans la bague 33e L'écrou 28 en prise dans le filetage du support 41 viont en appui sur l'épaulement 29 et pousse ce dernier vers l'avant, jusqu a ce que la face avant de l'embout vienne contre le fond du logement. En outre afin d'éviter l'écrasement des extrémités de ferrule 13, 26 et de fibres et de compenser tous les jeux, on prévoit entre l'extrémité avant de l'écrou et l'épaulement 29 un organe élastique, du genre ressort 34 ou équivalent. Le contact s'effectue alors en introduisant l'extrémité avant femelle de l'organe intermédiaire sur l'extrémité mâle de la ferrule 13. En variante le support fixe 40 peut etre conçu de manière à recevoir de chaque côté de la paroi un ensemble mobile 3. Dans ce cas, illustré sur la figure 4, la ferrule ceramique 13 traverse e l'embout 12 de part en part, lequel n'est pas prolongé d'un corps cylindrique vers l'arrière. La ferrule est collée à l'embout par deux cordons annulaires 14 de résine, par exmple epoxy, un à chaque extrémité. La ferrule s'étend de chaque côté du support sur une longueur permettant son introduction dans les organes intermédiaires. La variante de la figure 5 illustre un montage mixte électrique et optique dans un même connecteur. le support fixe selon l'invention est un fourreau 35 que l'on monte et intègre préalablement dans une pastille de verre 36, de manière connue en soi, et que 1 l'on juxtapose à un ou plusieurs contacts éléctriques 37. Le support mobile comporte en correspondance autant de contacts électriques habituels juxtaposés aux contacts optiques selon 1 'invention. Comme on le voit linvention permet ainsi d'associer dans une même embase, des contacts hermétiques électriques et optiques et cela d'une manière très simple et peu coûteuse, On peut encore utiliser le support 40 dans une fiche mobile et non pas monté dans une embase fixe. Dans cette variante non représentée, le support est monté dans une enveloppe enfichable dans l'enveloppe 22 portant le support mobile 41g ce qui permet de realiser d'une manière simple des fiches hermétiques de prolongateur. REVEND I CAT IONS 1 - Dispositif de connexion optique hermétique, étanche à des pressions atteignant 200 bars et plus, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier contact (6) monté dans un support (40), lui meme monté dans une embase fixe (4), solidaire d'une paroi (2) et la traversant ou dans une enveloppe mobile, un second contact opposé monté dans un support (41) lui meme monté dans une enveloppe, l'ensemble (3) étant mobile, et un organe intermdiaire (30) d'alignement des contacts porté par le support mobile, les supports étant destinés à s'emboîter l'un sur ou dans l'autre, et en ce que:: - chaque suport (40, 41) présente du côté arrière au moins un logement d'entrée creux cylindrique (9, 23) fileté prolongé par un orifice (10, 24) débouchant du côté avant, le fond (11) de la cavité d'entrée étant plan et formant un épaulement annulaire - les contacts (6, 19) comportent chacun un embout cylindrique tubulaire (12, 25), portant à leur extrémité avant une ferrule tubulaire coaxiale (13, 26), rigidement fixée à l'embout au moyen de résine polymérisable (14), et un écrou (16, 28), coaxial à l'embout, fileté extérieurement, venant en butée sur un épaulement (17, 29) de l'embout destiné à la mise en place et au serrage du contact dans le support (40,41), - l'organe intermédiaire (30) comporte une cavité cylindrique (32) le traversant de part en part, à l'intérieur de laquelle est logée une bague céramique (33) destinée à recevoir l'extrémité avant des ferrules (13, 26) des deux contacts(6, 19), et en ce qu'il comporte au fond (11) du cylindre d'entrée du support (40) un joint (18) d'étanchéité. 2 - Dispositif de connexion optique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on prévoit, pour l'un des deux contacts au moins, un ressort (34) ou organe similaire entre l'écrou (28) et l'épaulement (29) de l'embout destiné à appliquer le contact (19) au fond du logement et à assurer le contact des extrémités de fibres sans jeu ni contrainte. 3 - Dispositif de connexion optique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'embout (12, 25) se prolonge vers l'arrière en un corps (15, 27) cylindrique tubulaire destiné à recevoir le câble (5), de sorte que la fibre protégée de sa gaine (5P) traverse ce cylindre et que sa partie (5") dénudée pénètre dans la ferrule (13,26). 4 - Dispositif de connexion optique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la résine est disposée en cordon annulaire (14) sur la périphérie de la ferrule. 5 - Dispositif de connexion optique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le joint (18) est en matériau plastique ou métallique déformable. 6 - Dispositif de connexion optique selon la revendication 1 caractérisé en ce sue la ferrule (13) s'étend de part et d'autre de l'embout (12) afin de s'insérer à chaque extrémité dans un organe intermédiaire (30) porté par un support mobile (41). 7 - Dispositif de connexion selon l'une des revendications 1 à 6 précédentes caractérisé en ce que le support fixe (40) se présente sous la forme d'un fourreau (35) intégré dans une pastille de verre (36), laquelle est traversée parallèlement par un ou des contacts électriques (37) connus. 8 - Dispositif de connexion hermétique optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le support fixe (40) est monté dans une enveloppe mobile caractérisé en ce que cette enveloppe est enfichable dans l'enveloppe (22) portant le support mobile (41). 9 - Connecteur optique hermétique équipé du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ou 8 précédentes. 10 - Connecteur équipé d'au moins un dispositif selon la revendication 7.