Brevet FR3050287A1 — publié le 20171020

CONNECTEUR ETANCHE ET DEMONTABLE POUR FIBRES OPTIQUES La présente invention concerne un connecteur pour fibres optiques, destiné à assurer la liaison fonctionnelle entre au moins deux extrémités respectives de deux fibres optiques, et plus particulièrement de deux faisceaux d'une multiplicité de fibres optiques. Une fibre optique assure la transmission d'un signal lumineux, porteur d'information, d'un point à un autre. Lorsque la distance entre l'émission et la réception du signal lumineux dépasse une longueur donnée, ou encore lorsque les fibres passent d'un milieu à un autre, par exemple liquide/air, les milieux étant séparés par une cloison, il est nécessaire alors de prévoir des dispositifs assurant la continuité fonctionnelle des deux sections de fibres à raccorder, ces dispositifs étant appelés connecteurs. Les connecteurs connus pour faisceaux de fibres optiques, comportent : - un corps de forme générale cylindrique et creux, avantageusement pourvu d'un disque médian et de deux parties d'extrémité filetées ; - un insert formé d'un bloc cylindrique, muni de trous traversants longitudinaux ; - au moins un dispositif destiné à assurer la liaison optique d'une extrémité de fibre avec une autre extrémité de fibre, le dispositif comprenant : * une férule cylindrique, généralement en céramique, percée pour le passage de l'extrémité de la fibre, et * un porte-férule pour assurer la liaison mécanique entre la férule et l'insert, ainsi que le porte-férule et les éléments de la fibre optique. 3050287 2 On comprend que les connecteurs doivent assurer non seulement la liaison fonctionnelle entre les fibres, mais réaliser également une liaison étanche ou hermétique. L'étanchéité se mesure en taux de fuite, fonction des normes, des applications et des milieux situés de part et d'autre du 5 connecteur. L'étanchéité se mesure en « indice de protection » (dénommé par le sigle IP). L'herméticité se mesure en taux de fuite, qui doit généralement être compris entre 1 x 10-5 et 1 x 10-9 atm.cm3/s. L'étanchéité d'un tel connecteur doit être réalisée en quatre zones ou 10 endroits, à savoir entre : a) la cloison et le connecteur, de façon connue par un joint torique au niveau du disque médian du corps du connecteur ; b) la fibre optique et l'extrémité de la férule, de manière connue à l'aide d'une colle du type époxy ; 15 c) le porte-férule et l'insert ; d) l'insert et le corps du connecteur. Les connecteurs connus assurent l'étanchéité aux niveaux ci-dessus a) et b) de manière satisfaisante au regard des normes actuelles. 20 Pour assurer l'étanchéité aux niveaux ci-dessus c), il est prévu, de façon connue, des moyens de scellement du type colle. En variante, le brevet coréen KR 100358031B1 montre un connecteur 25 dont le porte-férule est pourvu d'un joint torique, la partie aval de connexion étant noyée par collage, pour assurer l'étanchéité au niveau ci-dessus d). 3050287 3 Cependant, les connecteurs connus, s'ils assurent l'étanchéité de manière correcte et satisfaisante, ne sont pas démontables, et ne permettent donc pas l'accès à la férule ni aux porte-férules. 5 En cas de dysfonctionnement, par exemple d'une férule, d'un porte-férule ou d'une fibre optique, il est nécessaire de remplacer le connecteur en entier, avec les conséquences pécuniaires qui en résultent. La présente invention remédie à cette situation et propose un connecteur 10 apte à relier entre elles au moins deux extrémités de deux fibres optiques respectives, de manière à assurer d'une part une liaison fonctionnelle, et d'autre part l'étanchéité ou l'herméticité du connecteur et des fibres par rapport aux milieux respectifs situés de chaque côté du connecteur, tout en permettant de démonter ce dernier pour remplacement ou 15 maintenance, et notamment du ou des porte-férules. À cette fin, selon l'invention, le connecteur apte à relier au moins deux extrémités de deux fibres optiques, de manière fonctionnelle et étanche aux milieux extérieurs, du type comportant : 20 - un corps de forme générale cylindrique et dont la partie intérieure, formant un insert, est pourvue de conduits traversant longitudinaux ; - au moins un dispositif de liaison optique comprenant : * une férule cylindrique, généralement en céramique, percée pour le passage du coeur de la fibre, et 25 * un porte-férule d'une part destiné à être lié à l'extrémité de la fibre associée, et d'autre part destiné à assurer la liaison mécanique entre la férule et l'insert ; - un joint torique étant prévu entre le porte-férule et le conduit traversant correspondant de l'insert ; 3050287 4 est caractérisé en ce que le corps du connecteur et l'insert forment un ensemble monobloc, soit réalisé d'une seule pièce, soit réalisé à l'aide de deux pièces complémentaires et associées et fixées l'une à l'autre de manière totalement étanche ou hermétique. Ainsi, il n'y a pas de fuite entre l'insert et le corps, et il n'est pas nécessaire de prévoir un scellement par colle, entre les différentes pièces du connecteur, ce qui permet d'accéder aux porte-férules. Le connecteur de l'invention est ainsi hermétique. Avantageusement, l'insert et le corps sont fixés l'un à l'autre par soudage ou collage, sur toute leur surface respective de contact. L'insert et le corps sont en acier inoxydable, ou en aluminium, titane ou 15 composite et de préférence en acier inoxydable. Avantageusement, il est prévu sur le porte-férule, deux joints toriques successifs, disposés à distance l'un de l'autre longitudinalement. 20 Ainsi, le porte-férule doté des joints coopère avec l'insert de manière étanche. Le porte-férule coopère avec l'insert sans collage au contraire de l'art antérieur. Le porte-férule est donc avantageusement amovible et dissociable de l'insert. 25 Un des joints est réalisé en un matériau compatible avec ou adapté au premier milieu situé d'un côté du connecteur, tandis que le second joint est réalisé en un matériau compatible avec ou adapté au second milieu situé de l'autre côté du connecteur. 5 10 3050287 5 Ainsi, chaque joint est en un matériau adapté à assurer de manière optimale l'étanchéité au regard du milieu avec lequel il est en contact. Le premier joint torique est notamment réalisé en fluorosilicone, tandis que 5 le second joint torique est réalisé en fluorocarbone. Les deux joints peuvent aussi, en variante, être constitués d'un même matériau. La distance entre les deux joints toriques est comprise entre 2,5 mm et 3,5 mm, et de préférence de l'ordre de 3 mm. 10 L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit d'exemples illustratifs mais non limitatifs, se référant au dessin annexé dans lequel : 15 La figure 1 est une vue en perspective frontale d'un connecteur et d'un faisceau de fibres ; La figure 2 est une vue en coupe schématique d'une fibre optique, d'une férule et d'un porte-férule associé ; 20 La figure 3 est une vue en perspective et en coupe partielle selon un plan diamétral, du connecteur de l'invention associé à des fibres ; La figure 4 est une vue en perspective du connecteur de la figure 3, les 25 fibres étant ôtées ; La figure 5 est une vue en perspective de l'insert du connecteur de la figure 4 et un porte-férule ; 3050287 6 La figure 6A est une vue en coupe diamétrale selon un plan vertical du connecteur de la figure 4 ; La figure 6B représente le corps seul du connecteur de la figure 6A, sans 5 l'insert ni le porte-férule ; La figure 7 est une vue en perspective d'une plaque de guidage et de blocage des porte-férules ; 10 La figure 8 est une vue en coupe diamétrale longitudinale d'un porte- férule, d'une extrémité de fibres et la férule associée. Sur la figure 1, on a représenté en perspective frontale, un connecteur 1 de l'invention, lié à un faisceau 2 de fibres optiques, à l'arrière, tandis que 15 la face frontale du connecteur 1 présente une paroi d'où dépassent des éléments mâles (appelés férules et explicités ci-après) et destinés à assurer, avec un autre jeu de férules disposées sur un autre connecteur associé (non représenté), la liaison optique fonctionnelle des extrémités respectives des fibres. 20 De façon connue, les férules respectives de chaque connecteur sont mises en regard et en contact pour assurer la liaison optique et fonctionnelle des extrémités des fibres associées. 25 La représentation de la figure 2 est schématique et correspond à l'art antérieur. La figure 2 montre en coupe très schématique un porte-férule 3 traversant une cloison interne 4 d'un connecteur. La cloison 4 sépare un premier milieu A, tel qu'un liquide, d'un second milieu B, tel que de l'air. La cloison 3050287 7 interne 4 est représentée d'une épaisseur moindre, pour des raisons de clarté, qu'elle n'est en réalité (dans le plan de la figure). Le porte-férule 3 relie l'extrémité d'une fibre optique 5 et une férule 6. La 5 fibre optique 5 comporte un coeur 7, centré. L'extrémité de la fibre 5 comporte un manchon 8 (dénommé "jacket" en anglais) d'où dépasse le coeur 7 qui débouche en aval dans la férule 6 cylindrique, généralement faite en céramique. Le porte-férule 3 comprend 10 un corps cylindrique traversé par le coeur 7 de fibre qui est logé dans un conduit interne 9. L'extrémité de la fibre 5 est noyée dans de la colle 10, cette dernière noyant également le conduit 9 et emprisonnant le coeur 7 de fibre jusqu'à 15 la férule 6. Le porte-férule 3 comporte une collerette annulaire 11 de plus grand diamètre, et qui est apte à porter en butée contre une des faces de la cloison interne 4 du connecteur. 20 On comprend que la férule 6, ainsi que les autres férules du même connecteur (qui ne sont pas représentées), forment un ensemble d'éléments mâles, parallèles, et destinés (par leur extrémité aval) à venir en contact et en butée contre un autre ensemble d'éléments mâles, 25 formés de férules identiques, d'un autre connecteur (non représenté). Sur les figures 3 et suivantes, on a représenté le connecteur de l'invention, ainsi que ses éléments constitutifs, qui sont décrits ci-après. 3050287 8 Le connecteur 12 de l'invention est représenté sur la figure 3, en perspective et en vue éclatée en coupe diamétrale, étant associé à des fibres optiques. 5 Le connecteur 12 comporte ainsi un corps 13, de forme générale cylindrique et incluant : - une bague centrale 14, - un disque médian 14A de plus grand diamètre de la bague centrale, - un manchon cylindrique avant fileté 15 ; 10 - un manchon cylindrique arrière 16. Le corps 13 est creux, selon la réalisation illustrée. Dans l'espace central creux du corps 13 est disposé un insert 17 15 cylindrique de diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur de la bague centrale 14. L'insert 17 est disposé dans l'intérieur du corps creux de manière serrée. L'insert 17 est traversé par des trous ou conduits longitudinaux, parallèles 20 à l'axe longitudinal du connecteur, au nombre d'environ dix, à titre d'exemple. Les conduits internes de l'insert 17 sont aptes à recevoir et être traversés par des porte-férules cylindriques dont certains seulement sont visibles 25 (du fait de la vue éclatée) et référencés 18, 19 (vu en partie), 20 (vu en coupe), et 21 et 22 (vus en partie). Chaque porte-férule est, en arrière, associé et lié à une fibre optique respectivement 23, 24, 25, 26 et 27, de la manière décrite en rapport avec 30 la figure 2. 3050287 9 Du côté opposé aux fibres (donc vers la partie frontale), chaque porte-férule est associé à une férule (18A pour le porte-férule 18) qui dépasse de la face avant de l'insert 17. 5 De manière connue, chaque porte-férule comporte une collerette, de plus grand diamètre, telles que celles visibles et référencées respectivement 28, 29 et 30. Les collerettes butent contre la face arrière, du côté des fibres optiques, de l'insert 17. 10 Selon l'invention, en référence aux figures 3 et 8, chaque porte-férule comporte deux joints toriques successifs, espacés longitudinalement l'un de l'autre et référencés, pour le porte-férule 18, respectivement premier joint 31 et second joint 32. 15 Les premier et second joints 31 et 32 sont logés dans des gorges complémentaires 33 et 34 du corps du porte-férule (figure 8), et débordent diamétralement du porte-férule. Ainsi, lors de la mise en place du porte-férule dans le conduit récepteur correspondant de l'insert 17, les joints 20 sont comprimés dans le conduit, de manière à assurer l'étanchéité requise. Le premier joint 31 est réalisé en un matériau correspondant au premier milieu situé du côté arrière du connecteur (du côté des fibres), tandis que 25 le second joint 32 est réalisé en un matériau correspondant au second milieu situé du côté avant du connecteur. Les milieux respectifs peuvent être liquide (eau, carburant, etc.) ou gazeux (air, oxygène, azote, etc.), selon les applications et domaines d'utilisation 30 des connecteurs de l'invention. 3050287 10 Ainsi, chaque joint torique respectif (premier et second joints) est en un matériau adapté à assurer de manière optimale l'étanchéité au regard du milieu avec lequel il est en contact. 5 A titre d'exemple, le premier joint torique est réalisé en fluorosilicone, tandis que le second joint torique est réalisé en fluorocarbone. La distance entre les premier et second joints toriques (d'un même porte- 10 férule) est comprise entre 2,5 mm et 3,5 mm, et de préférence de l'ordre de 3 mm. Il est fait référence aux figures 3 et 7. Une fois introduits dans leur conduit récepteur de l'insert 17, les porte-férules sont maintenus sur l'insert par 15 une plaque 35 de forme générale circulaire étoilée, comprenant un trou central 36 destiné au passage d'une vis 37 (figure 3) destinée à être vissée sur l'insert. La plaque 35 de maintien et fixation des porte-férules comprend des 20 échancrures à fond arrondi sur son pourtour, destinée chacune à recevoir la partie de porte-férule située juste en arrière de la collerette. Pour le porte-férule 18, par exemple, cette partie est référencée 18B (figures 5 et 8). Ainsi, la plaque 35 porte contre chaque collerette et maintient les parties arrière des porte-férules plaquées contre la face arrière de l'insert 25 17 (figures 3 et 6A). La figure 4 montre une vue en perspective du connecteur de la figure 3, et deux porte-férule (représentés sans la fibre associée) destinés à être insérés dans l'insert. 30 3050287 11 De même, l'insert 17 est représenté seul, en perspective sur la figure 5 avec un porte-férule destiné à être inséré (montré sans la fibre). De manière connue, comme montré sur les figures 6A et 6B, le corps du 5 connecteur comporte extérieurement une rainure circulaire 38 sur le disque médian 14A, ouverte du côté opposé aux fibres, et destinée à accueillir un joint torique (non représenté), assurant l'étanchéité entre le connecteur et un panneau ou paroi (non représentée) par exemple d'un réservoir, sur lequel ou laquelle le connecteur est fixé, la partie frontale 10 filetée 15 du connecteur traversant un trou prévu sur ledit panneau ou ladite paroi. Sur l'ensemble des figures, le corps du connecteur (montré en coupe sur la figure 6B, par exemple) est représenté creux et distinct de l'insert 17 15 (figures 3, 5 et 6A), ce qui ne correspond qu'à une forme de réalisation de l'invention. Selon l'invention, le corps du connecteur et l'insert sont fixés et reliés l'un à l'autre de manière étanche et hermétique, par soudage ou collage ou 20 similaire. Le corps et l'insert sont de préférence en un métal apte au soudage, tel que l'acier inoxydable. 25 Selon une variante (non représentée) de réalisation de l'invention, le corps du connecteur et l'insert sont réalisés en une seule pièce, constituant alors un ensemble monobloc. Ainsi, le connecteur de l'invention peut être réalisé selon deux formes, le 30 corps du connecteur et l'insert étant : 3050287 12 - soit constitué de deux pièces distinctes, puis fixées et reliées de manière hermétique ; - soit réalisé en une seule pièce monobloc. 5 Ainsi, l'invention procure un connecteur, selon l'une ou l'autre des deux formes de réalisation, qui assure : - une étanchéité totale (herméticité) entre le corps et l'insert ; et - une étanchéité adéquate, répondant aux normes, grâce aux deux 10 joints toriques sur chaque porte-férule, entre ces derniers et l'insert. Le démontage du connecteur est aisé, puisqu'il suffit de dévisser la vis 37 (figures 3 et 6A), pour dégager la plaque de maintien 35, afin d'avoir accès à chaque porte-férule. REVENDICATIONS1. Connecteur apte à relier au moins par une extrémité le coeur d'une fibre optique au coeur d'une autre fibre optique, de manière fonctionnelle et étanche aux milieux extérieurs, du type comportant : - un corps de forme générale cylindrique, dont la partie intérieure formant un insert cylindrique, est munie de conduits traversant longitudinaux ; - au moins un dispositif de liaison optique comprenant : * une férule cylindrique, généralement en céramique, percée pour le passage du coeur de la fibre, et * un porte-férule d'une part destiné à être lié à l'extrémité de la fibre associée, et d'autre part destiné à assurer la liaison mécanique entre la férule et l'insert ; - un joint torique étant prévu entre le porte-férule et le conduit récepteur correspondant de l'insert ; caractérisé en ce que le corps du connecteur et l'insert forment un ensemble monobloc, soit réalisé d'une seule pièce, soit réalisé à l'aide de deux pièces complémentaires et associées et fixées l'une à l'autre de manière totalement étanche. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps est cylindrique creux, l'insert étant disposé à l'intérieur du corps, et en ce que le corps et l'insert sont fixés l'un à l'autre par soudage ou collage, sur toute leur surface respective de contact. 3. Connecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'insert et le corps sont en acier inoxydable. 4. Connecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu sur le ou chaque porte-férule, deux joints toriques successifs, disposés à distance l'un de l'autre longitudinalement. 3050287 14 5. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un des joints est réalisé en un matériau correspondant au premier milieu situé d'un côté du connecteur, tandis que le second joint est réalisé en un matériau correspondant au second milieu situé de l'autre côté du connecteur. 5 6. Connecteur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le premier joint torique est réalisé en fluorosilicone, tandis que le second joint torique est réalisé en fluorocarbone. 7. Connecteur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la distance entre les deux joints toriques est comprise entre 2,5 mm et 3,5 10 mm, et de préférence de l'ordre de 3 mm.