Универсальный волоконно-оптический соединитель
UNIVERSAL FIBER-OPTIC CONNECTOR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области структурированных кабельных систем, центров обработки данных, телекоммуникаций и может быть использовано для соединения/разъединения  оптоволоконных линий передачи данных. Более конкретно, изобретение  относится к универсальному волоконно-оптическому соединителю.
Уровень техники
Из уровня техники известен патент US 5210810 A, 11.05.1993 г., из которого известен разъём с контактными частями обоих типов для одиночного оптоволоконного кабеля, который содержит оболочку, через которую приспособлен для удлинения концевой участок оптического волокна, обойму, которая выполнена с возможностью заканчивать концевую часть оптического волокна и которая расположена рядом с одним концом указанной оболочки, поддерживающие средства, расположенные рядом с указанным концом указанной оболочки для удерживания указанного наконечника, причем указанные поддерживающие средства включают в себя диаметрально противоположные части, которые проходят в продольном направлении вдоль и за пределами части упомянутого наконечника, и втулку, в которой размещены упомянутая оболочка, упомянутая втулка, указанная передача усилия средства и опорные средства, причем втулка, в том числе диаметрально противоположные в продольном направлении пальцы, каждый из которых расположен снаружи и выровнена с соответствующей одной из указанных в продольном направлении части указанных поддерживающих средств, причем указанный соединитель характеризуется посредством передачи силы, расположенных на противоположном конце указанная оболочка для приема волоконно-оптического кабеля на одном его конце и для ответные силы, которые могут быть приложены к указанному кабелю к участкам указанного соединителя, смещенным от соединения с другим упомянутым одиночным гермафродитным соединителем оптического волокна; средство крепления, зацепляющее указанную втулку рядом с указанным обжимным кольцом, для удержания другого идентичного гермафродитного соединителя с одним оптическим волокном в совмещенном расположении с указанным соединителем таким образом, что каждая проходящая в продольном направлении часть и связанный палец другого соединителя находятся между соседними проходящими в продольном направлении участками и связаны пальцы указанного соединителя и такие, что торец наконечника другого соединителя расположен в оптическом соединительном соединении с наконечником упомянутого соединителя.
Указанное крепежное средство содержит стяжную гайку, имеющую концевой участок с внутренней резьбой, и при этом часть каждой концевой части указанной втулки каждого из упомянутого коннектора имеет резьбу с наружной стороны, так что часть с наружной резьбой втулка другого соединителя с возможностью зацепления зацепляется с указанной частью с внутренней резьбой указанной соединительной гайки указанного гермафродитного соединителя из одного оптического волокна; указанная соединительная гайка включает в себя ступенчатое отверстие, причем концевая часть участка большого диаметра указанного отверстия упомянутой соединительной гайки имеет внутреннюю резьбу для зацепления с резьбой наружной резьбовой концевой части втулки; одна концевая часть указанной гильзы имеет диаметр, который меньше диаметра другой части указанной гильзы, которая имеет наружную резьбу с периферийной поверхностью, образованной на пересечении одной концевой части и другую концевую часть втулки с наружной резьбой, указанная соединительная гайка включает в себя буртик на пересечении участка большого диаметра и участок малого диаметра указанного отверстия упомянутой соединительной гайки, так что упомянутое плечо входит в зацепление с периферийной поверхностью и указанным концом с внутренней резьбой часть указанной соединительной гайки зацепляется с концевой частью втулки с наружной резьбой втулки другого соединителя, чтобы удерживать другой соединитель в надежном соединении с указанным соединителем.
Недостатками данного разъёма являются сложность конструкции, трудность при разборке/сборке разъёма, возможность соединения только одной пары коннекторов.
Из уровня техники также известен соединитель типа АРАОК1-L (см. сайт сети Интернет http://www.volioptika.ru/kabel_bortovoy/araok1l_araok1_2_l/). Оптический кабель АPАОК1 - L предназначен для установки на кабельных вводах аппаратных машин с целью обеспечения с одной стороны соединения с внешним (полевым) кабелем, а с другой - разводки (внутренних соединений) внутри аппаратных машин.
Особенностями данного типа соединителя являются усиленная защита оптического кабеля металлорукавом (армированный кабель); соединитель А со стороны кабельного ввода - типа гермафродит (розетка и вилка); оптические полюса из циркониевой керамики типономинала 2,5 мм; соединители со стороны А и Б многомодовые (кабель многомодовый) с диаметром волокна 50/125 мкм.
Недостатками существующего соединителя являются небольшое количество циклов подключения-отключения (около 500); большие габаритные размеры и масса; для соединения двух разъемов необходимо, чтобы один из них был «папа», второй «мама», т.е. соединитель должен выпускаться в двух вариантах; сложность конструкции, трудность при разборке/сборке разъема.
Наиболее близким аналогом к заявленному решению является заявка US 2005064752 A1, 24.03.2005, из которой известен узел модульного сетевого разъема, который содержит корпус первого разъема для размещения первой половины разъема, имеющей первую телескопическую часть корпуса; второй корпус разъема, имеющий вторую часть телескопического корпуса для зацепления с первой частью телескопического корпуса, причем корпус второго разъема выполнен с возможностью размещения второй половины разъема для сопряжения по оси с первой половиной разъема; кольцевой буртик, охватывающий части телескопического корпуса и удерживаемый с возможностью вращения на корпусе второго соединителя, пружина внутри втулки, при этом концы пружины ограничены между корпусом второго соединителя и втулкой для того, чтобы в результате сопротивляться вращению втулки относительно корпус второго разъема; и выступающие в осевом направлении выступы, расположенные на буртике и корпусе первого соединителя, с противоположными расширяющимися кулачковыми поверхностями, совместно производящими вращение буртика относительно корпуса первого соединителя, когда первый и второй корпус соединителя телескопированы в положение сопряжения, причем поверхности кулачка направляют буртик вкладка вокруг вкладки тела; при этом пружина поддается, когда манжета вращается кулачковыми лапками во время сопряжения контактов, и пружина затем поворачивает лапку хомута в положение фиксации в осевом направлении за язычком корпуса, фиксируя первый и второй корпуса разъема в сопряженном контактном положении.
Недостатками данного разъёма являются наличие разъёмов двух видов: "папа" и "мама", т.е. они изготавливаются в двух вариантах и то, что соединение коннекторов происходит через отверстия, равные их диаметру, что приводит к сильному трению коннекторов о стенки отверстий и их износу и как следствие- к ограничению циклов соединения-разъединения разъемов, снижению сроков эксплуатации разъемов.
Раскрытие изобретения
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является устранение недостатков волоконно-оптических соединителей предшествующего уровня техники.
Техническими результатами изобретения являются: повышение надежности, значительное увеличение количества циклов соединения-разъединения разъема и, как следствие, увеличение срока службы соединителя;  уменьшение массогабаритных характеристик; универсальность устройства, заключающаяся в использовании только одного типа разъема при соединении 2-х разъемов; сокращение времени сборки/разборки соединителя.
Указанный технический результат заявленного изобретения достигается благодаря тому, что универсальный волоконно-оптический соединитель, содержит корпус соединителя, включающий жестко закрепленные на нем фланец и ушко и свободно вращающийся на нем элемент с г-образными захватами, на внутренней части которого располагается выступ, а также разъёмной частью, содержащей оптический первый разъём с козырьком и пазом, установленный внутри корпуса с возможностью присоединения к нему оптического второго разъёма с ответным козырьком и пазом; основание и на расстоянии от него по вертикали прижимной элемент, подпружиненный пружиной, расположенные внутри корпуса;  шток, жестко закрепленный на прижимном элементе и выступающий своей верхней частью над корпусом; направляющие, расположенные на основании, для фиксации основания и прижимного элемента  внутри корпуса при сборке разъема; оптические коннекторы прижимного элемента и основания, устанавливаемые в выемки, расположенные на основании и прижимном элементе, с радиусом, равном радиусу коннекторов, при этом оптические коннекторы прижимного элемента подпружинены пружиной, а оптические коннекторы основания жестко закреплены внутри основания; фиксаторы, расположенные с торцевой части корпуса и соединенные между собой винтами, для скрепления основания с корпусом; козырек первого разъема и паз для козырька второго разъёма, расположенные на разъемной части корпуса.
Внутри корпуса  имеются пазы под направляющие основания.
Предусмотрена заглушка для закрытия разъема универсального волоконно-оптического соединителя, когда он отсоединен от другого разъема универсального волоконно-оптического соединителя, для защиты коннекторов от внешних факторов.
Увеличение количества циклов соединения-разъединения разъемов достигается за счет применения прижимного элемента при стыковке двух разъемов для плотного и точного согласования между собой коннекторов двух разъемов. Использование только одного типа разъемов достигается за счет применения соединительного элемента с захватами г-образной  формы и применения внутреннего козырька и паза для козырька ответного разъема корпусе разъема. Уменьшение массогабаритных характеристик достигается за счет более точной проработки геометрии разъема. Возможность быстрой разборки-сборки соединителя достигается за счет максимального уменьшения количества закручивающихся деталей.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 показан вид слева, на котором показаны основные элементы корпуса разъема.
На фигуре 2 показан вид спереди, на котором показаны элементы внутренней части разъема, которые непосредственно участвуют в стыковке разъемов.
На фигуре 3 показан вид сзади, на котором показаны крепления разъема.
На фигуре 4 показан вид в разрезе, на котором показаны элементы, обеспечивающие плотность стыковки разъемов в продольном направлении.
На фигуре 5 показан внешний вид внутренней части разъема, на котором показана стыковка внутренних частей разъемов.
На фигуре 6 показан общий вид, на котором показаны козырек и паз для ответного козырька, которые обеспечивают фиксацию разъемов при соединении.
На фигуре 7 показан общий вид разъемов при соединении, на котором видно каким образом соединительные элементы с г-образными захватами обеспечивают сцепку двух разъемов при их соединении.
На фигуре 8 показан внешний вид разъема с заглушкой, которая обеспечивает сохранность коннекторов разъема в то время, когда он не состыкован с другим разъемом.
Осуществление изобретения
Универсальный волоконно-оптический соединитель включаеткорпус, снабженный фланцем и ушком, жестко закрепленными на нем, а такжеразъёмной частью, содержащей оптический первый разъём с козырьком и пазом, установленный внутри корпуса с возможностью присоединения к нему оптического второго разъёма с ответным козырьком и пазом; фиксаторы, расположенные с торцевой части корпуса и соединенные между собой винтами;при этом соединитель содержит соединительный элемент с г-образными захватами, свободно вращающийся на нем, на внутренней части которого расположен выступ;основание и прижимной элемент, установленный на расстоянии от него по вертикали и подпружиненный пружиной, расположенные внутри корпуса; шток, жестко закрепленный на прижимном элементе; направляющие, расположенные на основании, с возможностью фиксации основания и прижимного элемента  внутри корпуса при сборке разъема;оптические коннекторы, установленные в выемки, выполненные на основании и прижимном элементе, с радиусом, равном радиусу коннекторов, при этом оптические коннекторы прижимного элемента подпружинены пружиной, а оптические коннекторы основания жестко закреплены внутри основания.
Внутри корпуса  имеются пазы под направляющие основания.
Предусмотрена заглушка для закрытия разъема универсального волоконно-оптического соединителя, когда он отсоединен от другого разъема универсального волоконно-оптического соединителя, для защиты коннекторов от внешних факторов.
На корпусе соединителя 1 размещаются жестко закрепленные фланец 3 и ушко 4 и свободно вращающийся на нем соединительный элемент с г-образными захватами 2, на внутренней части которого располагается выступ 5. Внутри корпуса 1 располагаются основание 9 и на небольшом расстоянии от него по вертикали прижимной элемент 8, подпружиненный пружиной 7 и жестко закрепленном на нем штоке 6, который немного выступает верхней частью над корпусом 1. На основании 9 имеются направляющие 14 для фиксации основания 9 и прижимного элемента 8 внутри корпуса 1 при сборке разъема. На основании 9 и прижимном элементе 8 имеются выемки с радиусом, равным радиусу коннекторов, в которые устанавливаются оптические коннекторы прижимного элемента 10а и оптические коннекторы основания 10б. Оптические коннекторы прижимного элемента 10а подпружинены пружиной 13. Оптические коннекторы основания 10б жестко закреплены внутри основания 9. Внутри корпуса 1 имеются пазы под направляющие 14 основания 9. С торцевой части корпуса 1 располагаются фиксаторы 11, соединенные между собой винтами 12, фиксаторы 11 скрепляют основание 9 с корпусом 1.На разъемной части корпуса 1 располагаются козырек 15 и паз ответного козырька 16.
При соединении разъемов универсального волоконно-оптического соединителя  козырек первого разъема 15 входит в паз ответного козырька 16 второго разъема, коннекторы основания 10б второго разъема давят на коннекторы прижимного элемента 10а первого разъема, коннекторы прижимного элемента 10а первого разъема смещаются в горизонтальный плоскости, сжимая пружины 13 первого разъема, коннекторы основания 10б первого разъема давят на коннекторы прижимного элемента 10а второго разъема, коннекторы пресса 10а второго разъема смещаются в горизонтальный плоскости, сжимая пружины 13 второго разъема, соединительные элементы с г-образными захватами разъемов заходят за плоскости друг друга (фиг. 7), затем соединительные элементы с г-образными захватами 2 проворачиваются вокруг продольной оси разъемов вручную, при этом г-образные захваты соединительных элементов 2 заходят друг за друга, прижимая разъемы, в конце поворота соединительные элементы с г-образными захватами 2 наезжают своими выступами 5 на верхнюю часть штока 6, шток 6 опускается и давит на прижимной элемент 8 (фиг.5), прижимной элемент 8 опускается вниз и прижимает коннекторы 10а и 10б соответствующих разъемов к основанию 9, при этом выемки прижимных элементов с радиусом равным диаметру коннекторов объединяют противоположные коннекторы, обеспечивая точное совпадение их осей.
При разъединении разъемов соединительные элементы с г-образными захватами 2 проворачиваются вручную в обратную сторону вокруг продольной оси разъемов, их выступы 5 освобождают шток 6, который под действием пружины 7 поднимается вверх, в исходное положение, при этом поднимается прижимной элемент 8, освобождая коннекторы 10а и 10б соответствующих разъемов, при дальнейшем повороте соединительные элементы с г-образными захватами 2 расцепляются и разъемы разъединяются.
Когда разъем универсального волоконно-оптического соединителя отстыкован от другого разъема универсального волоконно-оптического соединителя, он закрывается заглушкой 17 для защиты коннекторов от внешних факторов (фиг.8).
При помощи прижимного элемента, в котором имеются выемки с радиусом равным радиусу коннекторов, внутри которых оказываются коннекторы разъемов после стыковки, достигается строгая соосность соединяемых коннекторов. За счет того, что прижимные элементы разъемов приводятся в действие после того, как коннекторы вошли в контакт друг с другом после соединения разъемов, достигается значительное увеличение количества циклов соединения-разъединения (в 2-4 раза) по сравнению с обычными соединителями, поскольку при стыковке разъемов нет трения между разъемами и отверстиями, в которые они вставляются как это происходит в соединителях, которые являются аналогами.
В заявленном соединителе для скрепления между собой двух соединителей применен соединительный элемент с г-образными захватами, при помощи которого достигается эффект гермофрадитного разъема. В обычных соединителях есть разъем "папа" и разъем "мама", т.е. они изготавливаются в двух вариантах. Заявленный соединитель изготавливается в одном варианте. При соединении разъемов заявленного соединителя  не надо подбирать их таким образом, чтобы один был "папа", а второй обязательно "мама", стыковать между собой можно любые два соединителя.
В отличие от аналогов, в которых производится соединение только одной пары коннекторов, в заявленном соединителе возможно соединение нескольких пар коннекторов, в частности, непосредственно в заявке представлены 4 пары контактов.
Позициями на фигурах 1-8 обозначены:
1. Корпус.
2. Соединительный элемент с г-образными захватами.
3. Фланец.
4. Ушко.
5. Выступ затвора.
6. Шток.
7. Пружина.
8. Прижимной элемент.
9. Основание.
10а. Оптические коннекторы прижимного элемента.
10б. Оптические коннекторы основания.
11. Фиксаторы.
12. Винт с гайкой.
13. Пружина.
14. Направляющие.
15. Козырек разъёма.
16. Паз для козырька ответного разъёма.
17. Заглушка.
18. Выемка для коннектора на прижимном элементе 8.
19. Выемка для коннектора на основании 9.