NO166744B - Fiberoptisk kontaktanordning. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedrører en fiberoptisk kontaktanordning som særlig er beregnet for undervannsanvendelser. Kontakten gir muligheter for til- og frakobling under vann og er velegnet for sammenbygning med andre undervannskontakter (elektriske, hydrau-liske etc.).

Det er et formål med denne oppfinnelsen å tilveiebringe en anordning som gir den nødvendige beskyttelse av fiberender og presisjonsdeler som benyttes ved sammenkoblingen, med sikte på en enklere konstruksjon og funksjon enn tidligere kjente løsninger for lignende formål. Et typisk eksempel på en kjent løsning basert på bruk av et rent væskeformig medium til beskyttelse, er å finne i norsk patentsøknad nr. 85.4758. Beskyttelsesvæsken, dvs. vanligvis olje, er ifølge patentsøknaden innesluttet i kamre ved hver av de samvirkende ender av kontaktdelene. Membraner som dekker fronten av disse kamre, er innrettet til å penetreres av fiberhylser for etablering av kontakt. Dette er åpenbart en meget komplisert og lite pålitelig konstruksjon, og i prinsippet vil alle løsninger basert på olje eller lignende forholdsvis lettfly-tende medier til den her omhandlede beskyttelse, ha tilsvarende mangler og ulemper.

På denne bakgrunn tar foreliggende oppfinnelse utgangspunkt i en fiberoptisk kontaktanordning omfattende to samvirkende kontaktdeler som hver har et beskyttelseshus og i det minste en fiberhylse for et tilhørende endeparti av en optisk fiber, hvor en sentreringsinnretning tjener til å styre fiberhylsene for nøyaktig sammenkobling, og hvor det i hver kontaktdel er anordnet en fylling av et medium for beskyttelse av vitale og ømtålige konstruksjonselementer, særlig fiberhylser og fiberender.

Det nye og særegne ved anordningen ifølge oppfinnelsen består i første rekke i at det som fylling er anordnet et vann-uoppløse-lig, fettaktig eller viskoelastisk medium, såsom silikonfett, med evne til å oppta skjærkrefter slik at det ved frakoblet kontaktanordning er i stand til å stå med en stabil fri overflate mot omgivelsene, særlig sjøvann, og at de relative bevegelser av kontaktdelene og/eller konstruksjonselementer i disse under sammenkobling resp. frakobling, er innrettet til å avstedkomme eri. pumpevirkning som presser noe av det nevnte medium bort fra området omkring fiberendene innover i en eller begge kontaktdeler, resp. suger bortpresset medium tilbake mot det nevnte område for igjen å gi den nevnte beskyttelse i frakoblet tilstand.

Særlig i kontaktanordningens frakoblede tilstand er de.t viktig å beskytte de kritiske flater på presisjonsbearbeidede deler og elementer i anordningen. Dette blir desto viktigere når det dreier seg om kontakter med små dimensjoner, som ved visse praktiske anvendelser av denne oppfinnelse, har stor betydning.

Ved sammenføring av kontaktdelene for kobling mellom disse, blir således det viskoelastiske mediet forskjøvet og oppbevares inntil kontakten igjen frakobles. Det spesielt valgte medium skal være av en slik art at det kan eksponeres mot sjøvann uten at dets egenskaper endres eller at det forsvinner, f.eks. vaskes bort eller oppløses i vannet. Samtidig må det ha en tilstrekkelig grad av flyte-egenskaper til at det kan forskyves fram og tilbake i kontakten ved til- og frakobling.

Andre ønskede egenskaper ved det viskoelastiske mediet avhenger av den aktuelle anvendelse av kontaktanordningen, f.eks. innen hvilket temperaturområde de avgjørende egenskaper må være tilstede. I oljeinstallasjoner under vann kan det dreie seg om et temperaturområde fra 0° C til 120° C. De optiske egenskaper har mindre betydning, da lite eller intet av mediet blir sittende igjen på endene av fiberhylsene eller selve fibrene når kontak-tene sammenpresses for å etablere optisk forbindelse. Noe mer interessant er mediets vedheftningsegenskaper til metall, som de aktuelle deler og elementer er laget av. Silikonfett av forskjel-lige typer som er i handelen tilfredsstiller de krav som etter dette vanligvis blir stilt til det fettaktige eller viskoelastiske medium som inngår i kontaktanordningen ifølge oppfinnelsen.

Med den her beskrevne løsning kan kontakten kobles til og fra flere ganger med tilfredsstillende beskyttelse av de presisjonsbearbeidede delene i kontakten.

For å oppnå en enkel konstruksjon er posisjoneringen av fiberendene basert på kommersielt tilgjengelige fiberhylser (eng. ferrule). Disse er bearbeidet med stor nøyaktighet og plasserer fiberendene mot hverandre når utvendige flater er parallelle. Fiberhylsene posisjoneres i en sentreringsenhet som skal gi et radielt press på hylsene fra minst tre sider og samtidig sørge for at beskyttelses-mediet kan forskyves ved sammenkobling av kontakten.

En spesiell fordel av praktisk betydning er at denne konstruksjon muliggjør enkel utskiftning eller etterfylling av medium når dette er påkrevet, hvilket vil forekomme fordi det under drift og særlig ved gjentatte koblingsoperasjoner vil kunne gå tapt noe av mediet.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvis-ning til tegningene, hvor: Figur IA, IB og 1C skjematisk og forenklet viser prinsippet for anordningen ifølge oppfinnelsen, sett i lengdesnitt. Figur 2A-D viser i snitt og mer detaljert en utførelse av de to kontaktdelene. Figur 3 viser i snitt de to delene på fig. 2A-D i sammenkoblet tilstand.

På figur 1A-C er det vist hvordan kontaktanordningen i prinsippet fungerer. Figur IA viser de to kontaktdeler i frakoblet tilstand.

Figur IB viser kontaktdelene ført inntil hverandre, men enda ikke med optisk sammenkobling fullført. Dette er imidlertid gjort i

den på fig. 1C viste stilling av delene.

Figur IA viser han-kontaktens beskyttelseshus la trukket fram over fiberhylsen 2a i han-kontakten. Fiberen 3a er beskyttet av hylsen, og endeflaten av det viskoelastiske mediet 4. Tilsvarende er fiberhylsen 2b i hun-kontakten beskyttet av mediet 4 og hun-kontaktens beskyttelseshus lb. Hun-kontakten inneholder også sentreringsenheten 5. Mediet 4 dekker primært fordypningen umiddelbart foran endene av fiberhylsene 2a og 2b, men kan dessuten beskytte en større eller mindre del av de omgivende endeflater på de respektive kontaktdeler.

Ved sammenkobling presses de to beskyttelseshusene la og lb mot hverandre som vist i figur IB. Deretter presses fiberhylsen 2a i han-kontakten inn i sentreringshylsen 5 i hun-kontakten som vist i figur 1C. Dette medfører at noe av mediet 4 presses inn i hulrom (ikke vist her) i hun-kontaktens beskyttelseshus lb gjennom en passasje eller utsparing 7 i sentreringsenheten 5. Ved mer eller mindre direkte berøring mellom endene av fiberhylsene 2a og 2b vil lysgjennomgang oppstå. Ved frakobling vil først han-kontaktens fiberhylse 2a trekkes tilbake. Denne bevegelsen vil suge mediet 4 tilbake gjennom passasjen 7 slik at det igjen kan danne beskyttelse for hylsene og fiberendene (som på fig. IA). Figur 2A-D viser mer detaljert og som eksempel en utførelse av de enkelte deler i en kontakt basert på det aktuelle prinsipp vist i figur 1A-C. Figur 2A viser hun-kontaktens beskyttelseshus 11b med fiberhylse 12b, sentreringsenhet 15 og beskyttelsesmediet 14. En rørformet del 10 inne i huset 11b tjener som holder for fiberhylsen 12b. Figur 2B viser et snitt etter linjen A-A på fig. 2A. Det fremgår av dette i sammenheng med fig. 2A at sentreringsenheten 15 er utformet med utsparinger eller passasjer 17 som er fylt med mediet 14, idet den fremre ende av fiberhylsen 12b styres mellom tre radielt fremspringende deler i sentreringsenheten 15. Som det spesielt er vist på fig. 3 kommuniserer passasjen 17 med en gjennomgående kanal i kontaktdelen 11b. Figur 2C viser han-kontaktens beskyttelseshus lia når kontaktanordningen er frakoblet. Dette beskytter fiberhylsen 12a sammen med det beskyttende mediet 14. Beskyttelseshuset lia kan beveges relativt fiberhylsen 12a og er presset framover av en f jær-anordning 16. Figur 2D viser kontakten i tverrsnitt etter linjen B-B på fig. 2C.

I likhet med det som er illustrert på fig. 1A-C er den ytre ende av fiberhylsene i frakoblet stilling på fig. 2A og 2C, noe inntrukket i forhold til endeflaten på de respektive kontaktdeler lia og 11b, slik at mediet 14 kan gi god dekning av fibrene ved å ligge nærmest som en plugg i fordypningen foran fiberhylsene, slik det særlig fremgår av fig. 2C. I kontaktdelen 11b er det en mer omfattende eller voluminøs fylling av mediet 14, hvilket henger sammen med denne dels funksjon som forskyvnings- og lagringsplass for en større del av mediet 14. Forøvrig er det i praksis hensiktsmessig å utfylle med det viskoelastiske medium så godt som mulig alle hulrom og lignende inne i de to kontaktdeler, for å oppnå en optimal, omfattende beskyttelsesvirkning.

Figur 3 viser kontaktanordningen i sammenkoblet tilstand. Fiberhylsene 12a og 12b er presset mot hverandre og posisjoneres med sentreringsenheten 15. Forut for sammenpresningen av fiberhylsene er frontflatene av kontaktdelene eller -husene lia og 11b ført tettsluttende sammen, med styring og tetning besørget av en avfasning på han-delen lia og en setelignende utformning 20 av kantpartiet på enden av hun-delen 11b. Den tettsluttende sammen-føring av delene er viktig for pumpe- eller forskyvningsvirk-ningen på mediet 14, og opprettholdes under bevegelsen av fiberhylsen 12a både ved sammenkobling og ved frakobling.

Han-kontaktens beskyttelseshus lia er i den på fig. 3 viste stilling trukket tilbake i forhold til fiberhylsen 12a. Det beskyttende mediet 14 er nå presset vekk for å gi plass til han-kontaktens fiberhylse 12a. Et meget viktig trekk ved konstruk-sjonen er en forlenget eller gjennomgående kanal 18 i huset 11b. Denne kanal 18 kommuniserer med utsparingen 17 i enheten 15 på den ene side og er ved den motsatte ende åpen som vist ved 19, mot omgivelsene, f.eks. sjøvann. Dermed vil mediet 14 ha en fri overflate også i åpningen 19 eller et stykke inne i kanalen 18, og det kan forskyves frem og tilbake i dette kommuniserende system med den omtalte pumpevirkning, uten nevneverdig tap av slikt medium. Om det skulle skje en mindre grad av innblanding av f.eks. sjøvann fra omgivelsene, inn i kanalen 18, vil ikke den tilsiktede virkning bli særlig influert.

Ved frakobling vil fiberhylsen 12a i han-kontakten trekkes mot venstre i figur 3. Han-kontaktens beskyttelseshus lia vil fortsatt presses mot hun-kontaktens beskyttelseshus 11b av fjæren 16. Bevegelsen vil suge det bortpressede mediet 4 tilbake fra den midlertidige oppbevaring i hun-kontaktens beskyttelseshus.

I de beskrevne eksempler er hun-delen av kontakten innrettet til å tjene som lagringssted for det forskyvbare beskyttelsesmedium, men dette utelukker ikke at også han-deleh i det minste til en viss grad har en lignende funksjon. Plassforholdene kan imidlertid gjøre dette vanskelig, spesielt i miniatyrutførelser av kontaktanordningen. Også på andre punkter kan det tenkes modifi-kasjoner av det som er beskrevet ovenfor i tilknytning til tegningene. For sammenføringen av kontaktdelene kan det således i tillegg til avfasning og sete-utformning på endeflatene som nevnt, være anordnet styrepinner av kjent konstruksjon for en innledende grov-styring av delene ved sammekobling. Eksemplene har vist sammenkobling av en enkelt optisk fiber, men det er klart at de viste løsninger lett kan tilpasses for kontakter rned flere parallelle fibre.

Claims (7)

1. Fiberoptisk kontaktanordning omfattende to samvirkende kontaktdeler som hver har et beskyttelseshus (la,lb,lia,11b) og i det minste en fiberhylse (2a,2b,12a,12b) for et tilhørende endeparti av en optisk fiber (3a,3b,13a,13b), hvor en sentreringsinnretning (5,15) tjener til å styre fiberhylsene for nøyaktig sammenkobling, og hvor det i hver kontaktdel er anordnet en fylling (4,14) av et medium for beskyttelse av vitale og ømtålige konstruksjonselementer, særlig fiberhylser og fiberender, karakterisert ved at det som fylling (4,14) er anordnet et vann-uoppløselig, fettaktig eller viskoelastisk medium, såsom silikonfett, med evne til å oppta skjærkrefter slik at det ved frakoblet kontaktanordning er i stand til å stå med en stabil fri overflate mot omgivelsene, særlig sjøvann, og at de relative bevegelser av kontaktdelene (la,lb,lia,11b) og/eller konstruksjonselementer (2a,2b,5,12a,12b) i disse under sammenkobling resp. frakobling, er innrettet til å avstedkomme en pumpevirkning som presser noe av det nevnte medium (4,14) bort fra området omkring fiberendene innover i en eller begge kontaktdeler, resp. suger bortpresset medium tilbake mot det nevnte område for igjen å gi den nevnte beskyttelse i frakoblet tilstand.

2. Anordning ifølge krav 1, hvor de to kontaktdeler har form av en han-del (la,lia) resp. en hun-del (lb,11b), karakterisert ved at hulrom eller kanaler (7,17,18) for opptagelse av bortpresset medium i det vesentlige er tildannet i hun-delen (lb,11b).

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at de nevnte hulrom eller kanaler (17,18) er ført gjennom hun-delen og har åpning (19) mot omgivelsene i motsatt ende.

4. Anordning ifølge krav 2 eller 3, hvor sentreringsinnretnin-gen består av en sentreringsenhet (15) i hun-delen (llb), karakterisert ved at sentreringsenheten (15) er utformet med utsparingen (17) omkring den eller de tilhørende fiberhylse(r) (12b), for å tillate den nevnte bortpressing resp. tilbakesuging av medium (14).

5. Anordning ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at den nevnte pumpevirkning hovedsaklig bevirkes av fiberhylsen(e) (2a,12a) i den ene kontaktdel (la,lia) ved relativ forskyvningsbevegelse i forhold til den annen kontaktdel (lb,llb) under sammenkobling, resp. frakobling.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at de to kontaktdelene er innrettet til å være tettsluttende sammenført (20) under den nevnte relative forskyvningsbevegelse (Fig. 3).

7. Anordning ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at fiberhylsene (2a,2b,12a,12b) er innrettet til i frakoblet tilstand å innta en tilbaketrukket stilling i forhold til tilstøtende flate ved enden av hver kontaktdel (la,lb,lia,llb), slik at det dannes en fordypning inn mot enden av hver fiberhylse innrettet til å fylles med det nevnte medium (4,14).