ES2349048T3 - Dispositivo para la fijación del extremo de un conductor de señal en un agujero ciego de un elemento de conexión. - Google Patents

Dispositivo para la fijación del extremo de un conductor de señal en un agujero ciego de un elemento de conexión. Download PDF

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Abstract

Dispositivo para la fijación del extremo de un conductor de señal (1.2) con un diámetro inferior a 0,5 mm en un agujero ciego (5.1) de un elemento de conexión (5), en el que el extremo se introduce en el agujero ciego (5.1) paralelamente a la dirección longitudinal del conductor de señal (1.2) y se fija mediante el accionamiento subsiguiente de medios de fijación (13) en el mismo, estando previsto un dispositivo de apriete (2, 7) para el alojamiento del elemento de conexión (5), caracterizado porque el dispositivo de apriete es desplazable paralelamente a la dirección longitudinal en contra de la fuerza de un primer resorte (9), porque está previsto un sensor para la detección de la magnitud del desplazamiento, que bloquea el dispositivo de apriete (2, 7) contra cualquier desplazamiento suplementario al alcanzar el fondo (20) el extremo del conductor de señal (1.2) y activa al mismo tiempo un medio de fijación (13) que conecta el conductor de señal (1.2) y el elemento de conexión (5) en la dirección transversal respecto a la dirección longitudinal.

Description

Campo Tecnológico
La invención se refiere a un dispositivo para la fijación del extremo de un conductor de señal con un diámetro inferior a 0,5 mm en un agujero ciego de un elemento de conexión, en el que el extremo se introduce en el agujero ciego paralelamente a su dirección longitudinal, se comprime con el fondo del agujero ciego y se fija en el mismo.
Estado de la técnica
Un dispositivo de este tipo se conoce por el documento EP 1 152 271. Se aplica en la fabricación de una fibra óptica y tiene el fin de garantizar un contacto duradero entre la superficie frontal de una fibra óptica y el fondo del agujero ciego. En este dispositivo se usa un estribo elástico metálico, que tras la inserción de la fibra óptica en el agujero ciego hace penetrar una garra en la cubierta exterior de la fibra óptica consiguiendo de este modo un apriete orientado en la dirección axial de la superficie frontal contra el fondo del agujero ciego. Puesto que la cubierta exterior de la fibra óptica está hecha de un material no reticulado termoplástico, el efecto de apriete es poco duradero y, en particular, al aplicarse oscilaciones o un calentamiento reducido se produce muy rápidamente la formación de una rendija indeseada en la zona de la superficie frontal con la consecuencia de pérdidas por dispersión y por atenuación en la transmisión de señales.
Además, se remite al documento US-A-5 930 891 que muestra las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Sumario de la invención
La invención tiene el objetivo de perfeccionar un dispositivo del tipo indicado al principio de tal modo que quede garantizado un apriete duradero de la superficie frontal contra el fondo del agujero ciego.
Este objetivo se consigue según la invención con las propiedades caracterizadoras de la reivindicación 1. Las reivindicaciones subordinadas hacen referencia a configuraciones ventajosas.
En el dispositivo según la invención está previsto que para el alojamiento del elemento de conexión esté previsto un dispositivo de apriete, que es desplazable en un movimiento relativo paralelamente a la dirección longitudinal del conductor de señal en contra de la fuerza de un resorte y que esté previsto un sensor para la detección de la magnitud del desplazamiento relativo, que bloquea el dispositivo de apriete contra cualquier desplazamiento suplementario al alcanzar el fondo el extremo y activa al mismo tiempo un medio de fijación que conecta el conductor de señal y el elemento de conexión en la dirección transversal respecto a la dirección longitudinal.
Por lo tanto, el medio de fijación no se acciona hasta que la superficie frontal del conductor de señal esté asentada con un contacto seguro contra el fondo del agujero ciego. De este modo queda garantizada una transmisión de señal segura.
Gracias a la fijación del conductor de señal en la dirección transversal respecto a la dirección longitudinal del elemento de conexión, pudiendo ser este último un elemento de conexión metálico o una virola de plástico, los movimientos reptantes en el interior de la cubierta termoplástica que envuelve el conductor de señal pierden importancia respecto al apriete duradero entre la superficie frontal y el fondo, porque las dos partes se envuelven mutuamente en la dirección radial. Por lo tanto, ya no hay que temer un levantamiento de la superficie frontal del fondo del elemento de conexión, tampoco en caso de aplicarse oscilaciones o temperaturas más elevadas, quedando garantizada una transmisión de señal segura.
Para garantizar un apriete fiable de su superficie frontal contra el fondo del elemento de conexión, el conductor de señal debe liberarse a lo largo de una longitud mínima determinada de sus envolturas exteriores de plástico. De este modo debe garantizarse que los restos de las envolturas no solapen la superficie frontal pudiendo perjudicar la transmisión de señal. Por lo general, la longitud mínima es de 2 mm. Es cubierta por el conductor de señal de un grosor inferior a 0,3 mm sin apoyos cuando es apretada contra el fondo. Para impedir un pandeo del conductor de señal ha resultado ser ventajoso que el resorte esté dimensionado de tal modo que el dispositivo de apriete pueda desplazarse aplicándose una fuerza de 0,5 N como mínimo y 5 N como máximo. A pesar de esta fuerza reducida queda garantizado un contacto seguro entre el conductor de señal y el fondo; es ventajoso que el dispositivo de apriete y, por lo tanto, al mismo tiempo el elemento de conexión y el cable insertado en el mismo con el conductor de señal sea desplazable al aplicarse una fuerza de 1,0 como mínimo y 2,5 N como máximo.
El recorrido a lo largo del cual son desplazables el dispositivo de apriete, el elemento de conexión y el cable debe medir como máximo 2 mm. Esto contribuye también a proteger el conductor de señal extremadamente fino contra un pandeo lateral al ser apretado contra el fondo.
Para garantizar que la activación del sensor no conduzca ya de por sí a un pandeo del conductor de señal al ser apretado contra el fondo, ha resultado ser ventajoso configurar el sensor como sensor sin contacto y usar, por ejemplo, un sensor fotosensible o una realización del sensor que funcione de forma capacitiva. Preferiblemente se aplica una medición capacitiva de la distancia en vista de la vida útil extremadamente larga y de la robustez de la misma.
En una realización, en la que se aplica el dispositivo para la fijación del extremo de una fibra óptica en una virola de plástico, ha resultado ser ventajoso que la virola de plástico pueda soldarse por láser y que el medio de fijación sea un dispositivo de soldadura por láser. Éste puede actuar en el procedimiento radioscópico en la dirección transversal respecto a la dirección longitudinal.
Ha resultado ser ventajoso que la virola de plástico sea transparente. En su extremo no orientado hacia el agujero ciego puede estar realizada de forma plana, aunque en caso necesario también puede estar abombada de forma cóncava o convexa, uniéndose la ventaja de poderse centrar de forma especialmente sencilla a una conducción de luz buena a un elemento de conexión. Las realizaciones convexas son preferibles porque están protegidos especialmente bien contra la suciedad.
Las virolas de plástico de este tipo han dado resultados especialmente buenos para reducir las pérdidas por atenuación y dispersión en la transmisión de señales, que pueden producirse cuando la superficie frontal presenta desviaciones de la forma ideal en forma de roturas en el borde, chaflanes y/o abombamientos hacia el interior debido a procesos habituales de cortar a medida. Las dispersiones así causadas son reunidas por el extremo convexo y se distribuyen uniformemente en una superficie comparativamente grande, por lo que queda disponible la señal que ha de ser transmitida en una superficie de sección transversal comparativamente grande. También al usar conectores que se accionan aún manualmente queda garantizada de este modo una transmisión de señal segura usándose el conductor de señal extremadamente fino en cuestión.
Respecto a la fijación del extremo de un conductor de alta frecuencia en un elemento de conexión metálico ha resultado ser ventajoso que el elemento de conexión presente al menos una lengüeta de engarzado, cuando el dispositivo de fijación está formado por una herramienta de engarzado para la deformación plástica de la lengüeta de engarzado.
Es recomendable que en el elemento de conexión esté prevista al menos una pareja de lengüetas de engarzado opuestas una a la otra, que pueden deformarse de forma conjunta mediante la herramienta de engarzado. Las fuerzas ejercidas durante el engarzado entre éstas y sobre el conductor de señal se compensan de este modo mutuamente, lo cual mejora sustancialmente la seguridad de la transmisión de señales mediante el producto obtenido.
Independientemente del tipo de los medios de fijación que se aplica, hay que destacar la importancia de que éstos no se activan hasta que la superficie frontal del conductor de señal se haya apretado previamente con la fuerza necesaria contra el fondo del agujero ciego. Además, sólo actúan en la dirección radial. Por lo tanto, las recuperaciones de la forma de los medios de fijación debido a una contracción o a la elasticidad a continuación de la activación de los mismos ya no pueden conducir a un cambio posterior de la fuerza de apriete con la que la superficie frontal se aprieta contra el fondo. Esto es una gran ventaja para garantizar una transmisión de señales segura.
El dispositivo según la invención tiene una estructura sencilla y ofrece una enorme seguridad en el servicio. Permite, por lo tanto, un procesamiento del conductor de señal extremamente fino con un manejo seguro y permite equiparlo con los elementos de conexión necesarios.
Descripción breve del dibujo
En el dibujo adjuntado como anexo se muestra una realización de la invención a título de ejemplo. A continuación, se describirá más detalladamente. Muestran:
La Figura 1 un dispositivo del tipo según la invención en una vista en corte longitudinal;
la Figura 2 una virola de plástico con una fibra óptica soldado en la misma;
la Figura 3 un elemento de conexión metálico con el cual está engarzado un cable de alta frecuencia.
Realización de la invención
El dispositivo mostrado en la Figura 1 sirve para la fijación del extremo de un conductor de señal 1.2 de un diámetro inferior a 0,5 mm contenido en un cable en el agujero ciego de un elemento de conexión 5.
El dispositivo comprende un marco 21, en el que un carro 8 está alojado de forma desplazable en un movimiento de vaivén paralelo a la dirección longitudinal del cable 1. El carro 8 está apoyado en el extremo derecho del marco 21 mediante resortes de compresión 10 y se encuentra en la posición de reposo cuando está en la posición representada en el lado izquierdo respecto al marco 21. En el extremo izquierdo del carro está fijada una placa de alojamiento 6 para las virolas de plástico que han de ser unidas mediante soldadura. Por esta placa pasa un taladro que se extiende paralelamente a la dirección longitudinal, pudiendo insertarse en este taladro las virolas de plástico que han de ser unidas mediante soldadura de forma fácilmente desplazable, con juego, en un movimiento de vaivén. A continuación del taladro en el extremo derecho está dispuesto otro orificio, en el que está insertado de forma fácilmente desplazable el perno de apoyo del dispositivo de apriete 7. En el extremo derecho, el perno de apoyo está provisto de una brida que sobresale radialmente, que forma parte del sensor de distancia que funciona de forma capacitiva, con el que pueden medirse los desplazamientos relativos en la dirección axial. En el extremo izquierdo, el perno de apoyo 7 es prolongado por una espiga, que engrana de forma fácilmente desplazable en el taladro de la placa de alojamiento 6. En esta espiga y, por lo tanto, al mismo tiempo en el perno de apoyo 7 se apoya el extremo delantero de la virola de plástico tras la inserción de la misma. Un desplazamiento relativo de la virola de plástico conlleva al mismo tiempo un desplazamiento relativo del perno de apoyo 7 y puede ser detectado mediante el sensor de distancia. Para asegurar que el perno de apoyo 7 siempre tenga un contacto directo con la espiga 23 en la virola de plástico 5, por el perno de apoyo incluida la espiga pasa un taladro de purga de aire 22. En caso necesario, el aire encerrado puede salir a través de éste.
En la parte lateral izquierda del marco 21, la mordaza antagónica del dispositivo de apriete 2 está alojada de forma elástica paralelamente a la dirección longitudinal.
El conductor de señal 1.2 está contenido en un cable 1, que lo envuelve con varias capas de plástico y presenta en la zona que sobresale del agujero ciego un diámetro exterior de 2,3 mm y un aspecto y un comportamiento mecánico similar al de un cable. Las distintas capas de plástico están escalonadas en dirección al extremo delantero y están adaptadas en las distintas zonas parciales de tal modo a las distintas secciones transversales del agujero ciego que es posible una compresión directa de la superficie frontal del conductor de señal 1.2 con el fondo del agujero ciego y que el conductor de señal 1.2 no experimenta un desplazamiento relativo respecto al fondo 20 en caso de ser doblado el tramo que sobresale del agujero ciego.
El extremo del cable 1 está introducido en el agujero ciego 5.1 paralelamente a la dirección longitudinal. Mediante mordazas de sujeción 14 y 15 se impide que caiga hacia el exterior.
El agujero ciego se ensancha respectivamente de forma cónica en su desembocadura y en las zonas de las transiciones de los diámetros interiores, para facilitar la inserción del conductor de señal 1.2 y de las envolturas 1, 1.1 que lo envuelven. De este modo, también los conductores de señal 1.2 que junto con sus envolturas 1, 1.1 no están realizados de forma completamente recta pueden introducirse sin problemas y pueden ser comprimidos con el fondo.
En el ejemplo de realización mostrado, el conductor de señal 1.2 es una fibra óptica con un diámetro de 0,23 mm. Puede estar hecho de vidrio o de plástico y está envuelto directamente por una llamada cubierta (cladding) hecha de un material polímero. Encima de la cubierta no especialmente representada en el dibujo está dispuesto un forrado 1.1 de poliamida, que tiene un diámetro exterior de 1,54 mm y que está envuelto a su vez por una funda 1 de poliamida de un diámetro exterior de 2,3 mm.
Para el alojamiento del elemento de conexión 5 está previsto un dispositivo de apriete 2,7, que es desplazable en un movimiento relativo paralelo a la dirección longitudinal en contra de la fuerza resultante del primer resorte 9 y de un segundo resorte 3, estando previsto un sensor de la distancia para detectar la magnitud del desplazamiento relativo, que bloquea el dispositivo de apriete 2, 7 contra cualquier desplazamiento suplementario al alcanzar el fondo 20 el extremo y activa al mismo tiempo un medio de fijación 13 que conecta entre sí la envoltura exterior 1 que envuelve el conductor de señal 1.2 y el elemento de conexión 5 en la dirección transversal respecto a la dirección longitudinal del conductor de señal 1.2.
El primer resorte 3 y el segundo resorte 9 están adaptados de tal modo uno a otro que el elemento de conexión 5 es desplazable al aplicarse una fuerza de 0,5 N como mínimo y 5 N como máximo, preferiblemente al aplicarse una fuerza de 1,0 como mínimo y 2,5 N como máximo.
En principio, el primer resorte 9 basta para conseguir este fin. No obstante, para poder insertar la virola de plástico que ha de ser unida mediante soldadura, es necesario desplazar el carro 8 de forma transitoria en contra de la fuerza de los resortes 10 en el interior del marco hacia la derecha. La virola de plástico puede insertarse fácilmente en la dirección radial en el espacio libre creado de este modo en el extremo izquierdo, quedando insertada así en el taladro de la placa de alojamiento 6. Esto puede hacerse con un dispositivo automático. A continuación, el carro 8 se vuelve a levantar mediante los resortes 10 a la posición derecha representada. De este modo, el extremo izquierdo de la virola de plástico insertada en el taladro de la placa de alojamiento 6 entra en contacto con la mordaza de sujeción izquierda que se apoya de forma elástica en el marco 21 del dispositivo de apriete 2, 7 y ya no es desplazable en la dirección radial. La mordaza de sujeción izquierda envuelve la virola de plástico con una escotadura abierta en forma de U hacia abajo. Además, para este fin está provista de una concavidad, cuya forma y tamaño están adaptados al extremo derecho de la virola de plástico y que también está abierta hacia abajo. Después de fijar la virola de plástico 5 mediante soldadura en el cable 1, la mordaza de sujeción izquierda del dispositivo de apriete puede levantarse de este modo hacia arriba separándose del cable 1 y de la virola de plástico 5, retirándose los dos hacia la izquierda del dispositivo.
La sujeción flotante de la virola de plástico durante el proceso de soldadura entre dos resortes 3, 9 hace que haya un alojamiento estable de forma de la virola de plástico. Gracias a ello, el cable que ha de ser conectado puede alimentarse de forma especialmente sencilla comprimiéndose de tal modo con la virola de plástico que el conductor de señal 1, 2 que sobresale de la misma no sufra daños quedando fijado exactamente en la asignación prescrita respecto a la virola de plástico.
Los conductores de señal 1, 2 que están realizados como fibras ópticas pueden estar hechos de vidrio o plástico. Las realizaciones en vidrio requieren fuerzas de apriete optimizadas para evitar roturas de los bordes en la zona de la superficie frontal. Si se usan, en cambio, realizaciones de plástico, existe el peligro de deformaciones plásticas de la superficie frontal. También esto requiere una optimización de las fuerzas de apriete. En el apoyo flotante mostrado de la virola de plástico, esta optimización puede realizarse de forma especialmente sencilla. En caso necesario, es posible realizar al menos uno de los resortes 3, 9 con una fuerza de resorte ajustable.
En la realización mostrada, el elemento de conexión 5 puede desplazarse un recorrido D de un máximo de 2 mm.
El sensor de distancia trabaja sin contacto para impedir una reacción mecánica del mecanismo de activación que afecte el apriete del conductor de señal 1.2 contra el fondo 20 del agujero ciego 5.1. Preferiblemente se aplican medidores de distancia capacitivos o fotosensibles. Las formas constructivas capacitivas son preferibles gracias a su tamaño constructivo reducido, su enorme resistencia y su gran precisión de medición. Una forma constructiva de este tipo está representada en el dibujo. Está formada por los dos elementos de condensador 7, 11, de los cuales el que está orientado hacia el elemento de conexión 5 forma parte de un perno 7 desplazable en la dirección longitudinal, cuyo extremo no orientado hacia el condensador apoya el elemento de conexión 5 elásticamente mediante la fuerza del primer resorte 9. El elemento de conexión 5 se apoya con su otro extremo también elásticamente en el segundo resorte 3. Los resortes 3 y 9 están adaptados de tal modo uno a otro que el elemento de conexión 5 es desplazable en dirección al medidor de distancia 19 capacitivo formado por un condensador al aplicarse una fuerza de 0,5 N como mínimo y 5 N como máximo.
Este cambio es detectado por el sensor de distancia y se usa para bloquear cualquier desplazamiento suplementario del elemento de conexión 5 y accionar al mismo tiempo el medio de fijación 13, en el presente caso preferiblemente un dispositivo de soldadura por láser o de engarzado, que ataca en la zona de la escotadura designada con 4 de la mordaza de sujeción izquierda del dispositivo de apriete 2.
En el ejemplo de realización mostrado, el dispositivo sirve para la fijación del extremo de una fibra óptica en una virola de plástico, pudiendo ser soldada la virola de plástico por láser y siendo el medio de fijación un dispositivo de soldadura por láser. La virola de plástico está realizada de forma transparente y está abombada de forma convexa en su extremo no orientado hacia el agujero ciego. Los rayos de luz que salen de la superficie frontal se distribuyen de tal forma en el abombamiento convexo que resulta en conjunto una iluminación uniforme. Esto es una gran ventaja para una buena transmisión de señales.
Además, puede verse que la fibra óptica se desplaza radialmente respecto al centro del agujero ciego y respecto al juego radial necesario para la introducción en el agujero ciego 5.1 y el calentamiento que se produce durante la soldadura por láser. Este desplazamiento relativo no tiene inconvenientes respecto a la calidad de la transmisión de señales.
Según la Figura 3, el dispositivo puede usarse también para la fijación del extremo de un
conductor de alta frecuencia en un elemento de conexión metálico, presentando el elemento de conexión 5 al menos una lengüeta de engarzado 18, estando formado el dispositivo de fijación 13 por una herramienta de engarzado para la deformación plástica de la lengüeta de engarzado 18.
Es recomendable que en el elemento de conexión 5 esté prevista al menos una pareja de
5 lengüetas de engarzado 18 opuestas una a la otra, que pueden deformarse de forma conjunta mediante la herramienta de engarzado. La fijación del cable 17 se realiza, por lo tanto, también con ayuda de medios de fijación 13 que actúan transversalmente respecto a la dirección longitudinal del mismo y que, por lo tanto, tienen una estabilidad de forma durante períodos de tiempo extremadamente largos. Los procesos de engarzado de este tipo son de por sí conocidos.
10 Pueden realizarse de forma extremadamente económica, aunque hasta la fecha no han permitido garantizar una fijación de alta precisión de cables en la dirección axial.
15
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Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Dispositivo para la fijación del extremo de un conductor de señal (1.2) con un diámetro inferior a 0,5 mm en un agujero ciego (5.1) de un elemento de conexión (5), en el que el extremo se introduce en el agujero ciego (5.1) paralelamente a la dirección longitudinal del conductor de señal (1.2) y se fija mediante el accionamiento subsiguiente de medios de fijación (13) en el mismo, estando previsto un dispositivo de apriete (2, 7) para el alojamiento del elemento de conexión (5), caracterizado porque el dispositivo de apriete es desplazable paralelamente a la dirección longitudinal en contra de la fuerza de un primer resorte (9), porque está previsto un sensor para la detección de la magnitud del desplazamiento, que bloquea el dispositivo de apriete (2, 7) contra cualquier desplazamiento suplementario al alcanzar el fondo (20) el extremo del conductor de señal (1.2) y activa al mismo tiempo un medio de fijación (13) que conecta el conductor de señal (1.2) y el elemento de conexión (5) en la dirección transversal respecto a la dirección longitudinal.
  2. 2.-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer resorte (9) está dimensionado de tal modo que el dispositivo de apriete (2, 7) es desplazable al aplicarse una fuerza de 0,5 N como mínimo y 5 N como máximo.
  3. 3.-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer resorte (9) está dimensionado del tal modo que el dispositivo de apriete (2, 7) es desplazable al aplicarse una fuerza de 1,0 N como mínimo y 2,5 N como máximo.
  4. 4.-Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo de apriete (2, 7) es desplazable un recorrido D de 2 mm como máximo.
  5. 5.-Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el sensor está realizado de forma fotosensible o capacitiva.
  6. 6.-Dispositivo para la fijación del extremo de una fibra óptica (1.2) en una virola de plástico (5) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la virola de plástico
    (5)
    puede ser soldada por láser y el medio de fijación (13) es un dispositivo de soldadura por láser. 7.-Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque la virola de plástico (5) es transparente y está abombada en su extremo no orientado hacia el agujero ciego (5.1).
  7. 8.-Dispositivo para la fijación del extremo de un conductor en un elemento de conexión metálico según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el elemento de conexión
    (5)
    presenta al menos una lengüeta de engarzado (18) y porque el dispositivo de fijación (13) está formado por una herramienta de engarzado para la deformación plástica de la lengüeta de engarzado (18).
  8. 9.-Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque en el elemento de conexión está previsto al menos una pareja de lengüetas de engarzado (18) opuestas una a la otra, que son deformables de forma conjunta mediante la herramienta de engarzado.
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