DK142734B - Kobleled til optiske fibre. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142734 DANMARK (si) Int. Cl.3 8 02 B 7/26 t(21) Ansøgning nr. 5097/75 (22) Indleveret den 12. nOV. 1975 (24) Løbedag 12. nOV. 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlasggelsessKriftet offentliggjort den 5· jan. 1 981

Dl REKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (3°) Prioritet begæret fra den

15. nov. 1974, 745742Ο, FR

(71) COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES TELECOMMUNICATIONS CIT-ALCATEL, 12 rue de Ta Baume, 75008 Paris, PR.

(72) Opfinder: Pierre Beauhaire, 2 Square Abbe Malllet, 92360 Meudon la Foret, FR.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Internationalt Patent-Bur eau.__ (54) Kobleled til optiske fibre.

Opfindelsen angår et kobleled til sammenkobling af optiske fibre og af den art, der omfatter to sammenkoblelige dele, der hver holder mindst én optisk fiber.

Et anlæg til datatransmission med lysbundter omfatter sædvanligvis en lyskilde, såsom en lysdiode eller en laserdiode, på sendesiden og et fotofølsomt element, såsom en fotodiode, på modtagersiden, samt en bølgeleder af f.eks. glasfibre. Da en bølgeleder med glasfibre har en meget lille diameter - fiberkoren, der f.eks. består af doteret siliciumoxyd, kan have en diameter på 75 ^um eller mindre, medens kappen, der f.eks. består af rent siliciumoxyd, har en diameter på 125 ^,um - er der behov for en ganske særlig kobleteknik, der tilfredsstiller strenge krav til præcis positionering af fibrene i flugt med hinanden, idet transmissionsstabiliteten aftager, og energi- 2 142734 dæmpningen vokser hurtigt med en upræcis positionering. Eksempelvis ønsker man at begrænse en parallelforskydning mellem akserne ved fibrenes ender til en værdi på ca. 3 ,um og vinklen mellem akserne til ca. 1 , og man ønsker, at afstanden mellem de modstående endeflader højst skal være 30 ^um.

Disse krav har hidtil ført til forskellige konstruktioner. Fra eksempelvis "Siemens Forschungs und Entwicklungsberichte", bind 2, 1973, nr. 4, side 204, 205 kendes et kobleled, der i hovedsagen omfatter et hylster, som holder på plads enderne af de to fibre, som skal sammenkobles, idet hylsterets brydningsindeks vælges lig med brydningsindeksen for fiberkappen. Ved mellem hylsteret og fibrene at indføre en væske, hvis brydningsindeks er lig med fiberkorens brydningsindeks, reduceres delvis tabene i kobleleddet ved en eventuelt manglende mekanisk præcision i leddet, hvorved denne energi genindføres i fibrene.

En anden måde at løse opgaven på er beskrevet i "Archiv fur Elektronik und Ubertragungstechnik" 1972, bind 26, side 288 og 289.

I dette kobleled indsættes fibrenes ender i en mekanisme med excen-treret skive, hvis position justeres under måling af transmissions-parametrene. Da fibrene har meget lille diameter, er en sådan mekanisme meget kostbar og vanskelig at betjene.

Endnu et kobleled kendes fra "Electronics Letters", juli 1974, bind 10, nr. 14, side 280-281. Dette kobleled omfatter et legeme med en retliniet not og to på forhånd justerede cylindre, der er koncentriske med hver sin fiberende og er placerede i flugt med hinanden i noten.

Fra beskrivelsen til dansk patentansøgning nr. 2776/75 kender man et kobleled af beslægtet art, hvor der anvendes sammenholdte fiberholdestave og styrestave til styring af kobleleddets to sammenkoblelige dele under deres sammenkobling.

Opfindelsen tager sigte på at forenkle sådanne kobleled og afskaffe behov for en forudgående eller efterfølgende justering og for dertil at skulle anvende mekanismer, der er vanskelige at fremstille og justere.

Med henblik herpå er et kobleled til optiske fibre ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at den ene del af kobleleddet for den pågældende optiske fiber omfatter mindst én gruppe af tra ens, cirkulærcylindriske, indbyrdes parallelle holdestave, der er parallelle med fiberforbindelsens optiske akse og er anbragt i et i radial retning i forhold til aksen elastisk hylster indrettet til at presse 14273/* 3 - .

holdestavene mod hinanden, at de enkelte holdestave ved begge ender er kegleformede, at der i nævnte del af kobleleddet findes to aksj.-alt beliggende kegler, hvis spidser vender mod hinanden, og som hver har en gennemgående aksial passage for de respektive fiberender, at der i nævnte del af kobleleddet findes et organ indrettet til at rykke i det mindste den ene kegle aksialt mod den anden og ved anlæg mellem keglerne og holdestavene at tvinge disse holdestave bort fra hinanden, at den anden del af kobleleddet er indrettet til under sammenkoblingen at indskyde en fiberende igennem den ene kegle og mellem holdestavene, og at kobleleddet har midler til ved sammenkobling af de to dele at rykke keglerne bort fra hinanden.

Den særlige udformning med de mod hinanden vendende kegler i indgreb med holdestavene har den virkning, at når de to dele af kobleleddet ikke er koblet sammen, tvinges holdestavene bort fra hinanden imod det elastiske hylsters virkning, at holdestavene, så længe de "åbnes", giver større rum for fibrene, og at holdestavene, når de to dele af kobleleddet kobles sammen, igen vender tilbage i anlæg mod hinanden og fastholder fibrene, når keglerne tvinges bort fra hinanden. Der opnås hermed en enklere udformning og en nemmere fiberindføring.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et aksialt snit gennem et kobleled ifølge opfindelsen, fig. 2 og 3 viser kobleleddet set henholdsvis i snit og fra siden, fig. 4 viser et aksialt snit gennem et multikobleled ifølge opfindelsen, og fig. 5 og 6 viser en del af det i fig. 4 viste kobleled, set henholdsvis i aksialt snit og fra siden.

Det i fig. 1-3 viste kobleled tjener til sammenkobling af to fibre 1 og 2, der hver er omgivet af en kappe henholdsvis 1' og 2’, idet det kun er enderne af fibrene 1 og 2, der er blottet for kappen. Kobleleddet består af to dele 3 og 4, jfr. fig. 1, idet delen 4 er stukket ind i delen 3.

Kobleleddets del 3 omfatter tre cylindre 5, 6 og 7, hvis akser er indbyrdes parallelle og placerede i ens afstande fra hinanden. Disse cylindre er anbragt inden i et hylster 8 af elastisk materiale, der presser cylindrene mod hinanden. Kombinationen af de tre cylindre 5-7 og det elastiske hylster 8 danner et trykudøvende 4 142734 arrangement 9, hvis centrale akse betegnes 10. Dette trykudøvende arrangement 9 er beregnet til at modtage langs den centrale akse 10 de blottede ender af fibrene 1 og 2, som skal sammenkobles.

Enderne af de tre cylindre 5, 6 og 7 er koniske og samvirker med to kegler henholdsvis 11 og 12, der er delvis indsat inden i det trykudøvende arrangement 9. De to kegler 11 og 12 har samme akse som arrangementet 9. De er udformede med centrale kanaler til fri passage for henholdsvis den ene ende og den anden ende af de to fibre 1 og 2 hen til midten af det trykudøvende arrangement 9.

De to kegler 11 og 12 er beregnet til indstilling af den radiale afstand mellem de tre cylindre 5, 6 og 7 og aksen 10, når keglerne presses mere eller mindre inden i det indre af arrangementet 9. Afstanden mellem de to kegler 11 og 12 fastlægger den radiale afstand for de enkelte cylindre 5-7.

Diameteren af cylindrene 5-7 vælges i afhængighed af diameteren af fibrene 1 og 2, således at cylindrene udøver tryk på fiberenderne langs tre frembringere, der indbyrdes er vinkelforskudt 120°. Dette opnås ved at vælge for cylindrene en diameter, der er mindre end 6,5 gange fibrenes diameter. Det bemærkes dog, at cylindrenes diameter ikke bør være alt for lille, idet dette øger risikoen for, at der opnås en excentreret sammenklemning mellem kun to cylindre.

Det trykudøvende arrangement 9 og keglerne 11 og 12 er placeret inden i et rørelement 13, hvis akse løber langs med aksen lo gennem arrangementet 9. Inden i rørelementet 13 er keglen 11 fast, idet den ligger i anlæg mod endefladen 14 på rørelementet 13. Denne endeflade er udformet med et centret hul, der giver fri passage for enden af fibren 2.

Keglen 12 er forskydelig inden i rørelementet 13. Med henblik herpå er keglen udformet med en rundtgående flange 15, der er indsat mellem et første stop, som udgøres af en flange 16 på rørelementet 13 og en elastisk skive 17, der igen er i anlæg mod en flange 18, som er beliggende inden i rørelementet 13. En metalbøsning 19 omgiver.fibren lrs kappe i nærheden af den blottede ende af fibren, hvilken bøsning er udformet med den ovennævnte flange 18. Metalbøsningen 19 fastgøres til kappen 1' eksempelvis ved hjælp af syntetisk harpiks, hvilket antydes ved en tyk streg i fig. 1. Rørelementet 13 er fast forbundet med bøsningen 19 ved indfalsning på flangen 18.

Den elastiske skive 17 udøver et sådant tryk, at keglen 12 presses frem inden i det trykudøvende arrangement 9. Den faste kegle 5 142734 11 giver en modsatrettet reaktion, og de tre cylindre fastholdes i afstand fra hinanden og sammen med hylsteret 8 presses i anlæg mod inderfladen i rørelementet 13.

Kobleleddets del 3 omfatter desuden en bøsning 20, der et drejelig i forhold til bøsningen 19 og omgiver Tørelementet 13.

I bøsningen 20 er der tilvejebragt en langsgående spalte 21 og en tilnærmelsesvis skrueformet spalte 22, der udmunder i spalten 21, jfr. fig. 3. Den forskydelige kegle 12 er udformet med en tap 23, der rager radialt ud i forhold til keglen 12's flapge 15, hvilken tap samvirker med spalterne 21 og 22 i bøsningen 20. Bøsningen 20 er drejelig i forhold til aksen 10 gennem det trykudø-vende arrangement 9. Denne rotation udføres over en vinkelf der fastlægges af længden af spalten 22. Kanten af spalten 22 danner en skråtliggende rampe, på hvilken tappen 22 støtter sig. En forskydning af tappen 23 i spalten 22 bevirker, at keglen 12 forskydes langs med aksen 10, hvilket skal forklares nærmere senere.

Kobleleddets del 4 tjener til styring af enden af fibren 2 med henblik på forbindelse med fibren 1 og til fastlåsning af kobleleddet. Denne del 4 omfatter en hul cylinder 25f der er fqrskyde-lig i forhold til en metalbøsning 26, som omgiver dørj med kappe forsynede del af fibren 2 i nærheden af den blottede ende af fibren. Hulcylinderen 25 er forskydelig inden i en metalbøsning 27, der er indfalset på en flange 28 på bøsningen 26. En fjeder 29 er indsat mellem metalbøsningen 26 og hulcylinderen 25 og er bragt i anlæg mod bøsningens 26's flange 28 og mod hulcyl4.nderen 25's endeflade 30. Fjederen 29 giver mulighed for at forskyde hulcylinderen 25 langs bøsningen 26 inden i bøsningen 27. En langsgående not 31 er tilvejebragt i hulcylinderen 25. En på bøsningen 27 monteret tap 32 er indsat i noten 31 og forhindrer hulcylinderen 25 i at dreje, når den forskydes langs bøsningen 26. Den mulige forskydning af hulcylinderen 25 på bøsningen 26 fastlægges af noten 31's længde. Selv om tegningen viser dølene 3 og 4 stukket ind i hinanden, skal det forstås, at den af fjederen 29 udøvede kraft, når delene 3 og 4 ikke er stukket ind i hinanden, er af en sådan størrelse, at hulcylinderen 25 skubbes fremad. I så fald er tappen 32 i anlæg mod enden af noten 31, og enden af f^bren 2 ligger tilnærmelsesvis i plan med hulcylinderen 25's endeflade 30.

Metalbøsningen 27 omfatter desuden to tappe 34 og 35, der rager ud i forhold til bøsningen 27. Disse tappe samvirker med to langsgående spalter af samme art som spalten 21 i bøsningen 20, 142734 6 når de to dele 3 og 4 af kobleleddet stikkes ind i hinanden, og derefter, når bøsningen 20 drejer, samvirker med to spalter 36, der er tilnærmelsesvis radiale og udmunder i spalterne 21. Denne konstruktion tjener til fastlåsning af kobleleddet.

Efter en forudgående behandling af enderne af fibrene 1 og 2, som skal sammenkobles, eksempelvis med henblik på opnåelse af rent brud, kobles de to fibre 1 og 2 sammen.

Før kobleleddets dele 3 og 4 stikkes ind i hinanden, placeres fiberenderne i de respektive dele 3 og 4. I delen 3 placeres enden af fibren 1 i midten af det trykudøvende arrangement 9, dvs. i et plan, der i fig. 1 står vinkelret på længdeaksen. Cylindrene -5, 6 og 7 tvinges bort fra aksen 10 gennem det trykudøvende arrangement 9 under påvirkningen fra den bevægelige kegle 12, der udelukkende presses frem af den elastiske skive 17, idet tappen 23 befinder sig ved enden af den langsgående spalte 21 i bøsningen 20.

I delen 4 placeres enden af fibren 2 præcist inden i bøsningen 27 tilnærmelsesvis i flugt med endefladen på hulcylinderen 25. Hulcylinderen 25 befinder sig i fremrykket position i bøsningen 26 på grund af trykket fra fjederen 29.

Når delen 4 stikkes ind i delen 3 - bøsningen 27 indføres i rørelementet 13 og bøsningen 20 - ligger endefladerne 14 og 30 på henholdsvis rørelementet 13 og hulcylinderen 25 i anlæg mod hinanden. Hulcylinderen 25 glider langs bøsningen 26 imod den kraft, der udøves af fjederen 29. Den styrer enden af fibren 2 ind til midten af det trykudøvende arrangement 9. Når fibren 2 er positioneret ved midten af det trykudøvende arrangement 9 og altså ligger i flugt med fibren 1 og i kontakt med denne, kommer endefladen af bøsningen 27 i anlæg mod flangen 16 på rørelementet 13. Anlægget mellem bøsningen 27 og flangen 16 fastlægger med præcision positionen af forbindelsesplanet ved midten af det trykudøvende arrangement 9. I delene 3 og 4, der nu er stukket ind i hinanden, er fibrene 1 og 2 nu korrekt positioneret, og de fastholdes i denne position ved hjælp af organer, der for eksempel udøver en kraft i retning af pilene f på kapperne 1’ og 2'.

Efter indføring af delene 3 og 4 i hinanden og fastholdelse af fibrene på deres position sikres forbindelsen ved rotation af bøsningen 20. Tappen 23 rykker ind i spalten 2 og forskyder sig langs den skråtliggende rampe. Samtidigt trænger tappene 34 og 35 ind i spalterne 36. Tappen 23, når den bevasger sig over den skrå rampe, trykker den elastiske skive sammen under påvirkningen fra 14273Λ 7 keglen 12, som forskydes. Cylindrene bringes nærmere hinanden og fastholder enderne af fibrene 1 og 2. Det trykudøvende arrangement 9 giver på de to fibre 1 og 2 et konstant tryk langs tre frembrin-gere, der er beliggende i ens afstande fra hinanden, således at fibrene 1 og 2 ligger præcist i flugt med hinanden. Samtidigt opnår man en mekanisk låsning af kobleleddets dele 3 og 4 ved indgreb mellem tappene 34 og 35 og spalterne 36.

Fig. 4 viser et multikobleled til sammenkobling af to kabler, der hver har seks fibre. Fig. 4 viser kun to af disse seks fibre. Multikobleleddet er udstyret med seks trykudøvende arrangementer 9 af samme art som allerede beskrevet under henvisning til fig. 1-3.

Da dette multikobleled virker på samme måde som det ovenfor beskrevne kobleled, skal man i det følgende kun beskrive enkelte detaljer.

De to dele af kobleleddet, som er betegnet henholdsvis 40 og 41, kan stikkes inden i hinanden.

Delen 40 omfatter seks trykudøvende arrangementer 9, der hvert indbefatter tre cylindre i et hylster på samme måde som i kobleleddet i henhold til fig. 1-3. Disse seks arrangementer 9 er placeret i seks kanaler 43, som er tilvejebragt tilnærmelsesvis langs omkredsen af en cylinder 42 på en sådan måde, at deres respektive centralakser 10 er jævnt fordelt over en cylinderflade, hvis akse falder sannnen med aksen 44 gennem kobleleddet. De enkelte arrangementer 9 påvirkes af en langs sin akse 10 bevægelig kegle 12 og af en fast kegle 11, hvilke to kegler 12 og 11 er anbragt i den pågældende kanal 43 i delen 42. De enkelte kanaler har en indre profil af samme form som i rørelementet 13 i fig. 1.

De enkelte forskydelige kegler 12 har en rundtgående flange 15, der er indsat mellem et rundtgående stop 45, som er tilvejebragt ved udboring af delen 42, og en rundtgående skive 46, der er i anlæg mod en cylindrisk plade 47. Denne cylindriske plade 47 er udformet med åbninger, hvori d!er er fastgjort seks metalbøsninger 19, der omgiver de seks med kappe forsynede fibre. De elastiske ringe 46 udøver på de bevægelige kegler 12 en sådan kraft, at de trykudøvende arrangementer 9 er bragt i anlæg mod indersiden af de respektive kanaler 43.

En metalring 48, der omgiver cylinderdelen 42, danner en mekanisk forbindelse mellem de seks forskydelige kegler 12. Flangerne 15 omkring keglerne 12 rager ind over ringen 48 og støtter sig på denne ring, idet denne ring og de elastiske ringe 46 befinder sig på hver sin side af flangerne 15.

8 142734

Multikobleleddets del 41 omfatter seks inden i en cylinderdel 50 beliggende metalbøsninger 26, der omgiver de seks andre med kappe forsynede fibre, der skal sammenkobles med de seks førstnævnte fibre- Disse seks bøsninger 26 har deres akser jævnt fordelt over en cylinderflade magen til den cylinderflade, over hvilken er fordelt akserne gennem de seks bøsninger i delen 40. En bøsning 52 med centralkanal 53 og seks langs omkredsen fordelte kanaler 54 er forskydelig over de seks bøsninger 26. Den påvirkes i retning mod enderne af bøsningerne 26, jfr. pilen 55, ved hjælp af en fjeder, der er indsat i den centrale kanal 53. Bøsningen 52 beskytter de blottede ender af fibrene, så længe delene 40 og 41 ikke er stukket ind i hinanden. I det øjeblik, hvor leddets dele 40 og 41 stikkes ind i hinanden, påvirkes bøsningen 52 i bøsningen 50 imod kraften fra fjederen 56, når bøsningens endeflade kommer i anlæg mod bøsningen 40's endeflade 49. Herved opnås en styring af de seks fibre, medens de føres ind i de trykudøvende arrangementer 9.

Multikobleleddets del 41 er omgivet af en bøsning 57, der er påmonteret bøsningen 50 og er drejelig om aksen gennem kobleleddet. Når delene 40 og 41 er stukket ind i hinanden, sker kobleleddets fastlåsning og de bevægelige kegler 12's bevægelse samtidigt ved rotation af bøsningen 57. Fastlåsningen af kobleleddet og de bevægelige keglers forskydning forklares nærmere under henvisning til fig.

5 og 6.

Selve fastlåsningen opnås ved, at to tappe 58 på cylinderdelen 42 indsættes i to L-formede spalter 59 i bøsningen 57 og i to langsgående spalter 60 i bøsningen 50. Når bøsningen 57 drejes, .skubbes de bevægelige kegler 12 tilbage ved hjælp af ringen 48, som forskydes af to gennemgående tappe 61, der hver for sig kommer i anlæg mod en skrå rampe 62 i kanten af bøsningen 57.

Det bemærkes, at man inden for opfindelsens rammer kan anvende et eller flere trykudøvende arrangementer 9 og anvende andre udførelsesformer for aktivering af kobleleddet, for de trykudøvende arrangementer og for fastlåsning af kobleleddet.

Man kan også forbedre kobleleddets egenskaber ved at fugte endefladerne på de fibre, der skal sammenkobles, med en væske, hvis brydningsindeks tilnærmelsesvis er lig med brydningsindeksen for fibrenes korer. Man har konstateret, at man ud over de kendte væsker også med fordel kan anvende polyisobutylen til dette formål.

Claims (4)

9 142734

1. Kobleled til sammenkobling af optiske fibre og af den art, der omfatter to sammenkoblelige dele (3, 4), der hver holder mindst Sn optisk fiber (1, 2) , kendetegnet ved, at den ene del (3) af kobleleddet for den pågældende optiske fiber (1) omfatter mindst én gruppe af tre ens, cirkulærcylindriske, indbyrdes parallelle holdestave (5, 6, 7), der er parallelle med fiberforbindelsens optiske akse (10) og er anbragt i et i radial retning i forhold til aksen (10) elastisk hylster (8) indrettet til at presse holdestavene mod hinanden, at de enkelte holdestave ved begge ender er kegleformede, at der i nævnte del (3) af kobleleddet findes to aksialt beliggende kegler (11, 12), hvis spidser vender mod hinanden, og som hver har en gennemgående aksial passage for de respektive fiberender, at der i nævnte del (3) af kobleleddet findes et organ (17) indrettet til at rykke i det mindste den ene kegle (12) aksialt mod den anden og ved anlæg mellem keglerne (11, 12) og holdestavene (5, 6, 7) at tvinge disse holdestave bort fra hinanden, at den anden del (4) af kobleleddet er indrettet til under sammenkoblingen at indskyde en fiberende igennem den ene kegle (11) og mellem holdestavene, og at kobleleddet har midler (20, 23) til ved sammenkobling af de to dele (3, 4) at rykke keglerne (11, 12) bort fra hinanden.

2. Kobleled ifølge krav 1, kendetegnet ved, at holdestavene (5, 6, 7) med deres hylster (8) og de tilhørende kegler (11, 12) er anbragt i et rørelement (13), hvis akse falder sammen med den optiske akse (10), at den ene kegle (11) er fast, og at den anden kegle (12) er forskydelig mellem to stop (16, 18).

3. Kobleled ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den anden kegle (12) har en rundtgående flange (15), og at nævnte organ (17), der er indrettet til at rykke denne kegle mod den modstående kegle (11), udgøres af en elastisk skive anbragt mellem flangen (15) og det modsvarende stop (18).

4. Kobleled ifølge krav 3, kendetegnet ved, at nævnte midler (20-23) til at rykke keglerne (11, 12) bort fra hinanden omfatter en på den bevægelige kegle (12) anbragt tap (23) , der strækker sig radialt fra nævnte kegle og er bevægelig langs en skrå rampe (22), som er tilvejebragt i en i forhold til den optiske akse (10) roterbar, ydre bøsning (20), og at rampen (22) har en sådan retning, at en rotation af bøsningen (20) gennem tappen (23) bevirker en translation af keglen (12) imod den kraft, der udøves af den elastiske