NO329847B1 - Kopling for a lage en optisk forbindelse under vann - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en optisk kopling for å lage en optisk forbindelse under vann eller i et vått miljø.

Optiske fibere brukes ofte for kommunikasjon formål og det er også nødvendig å lage en optisk forbindelse mellom endene av slike fibere. Dette innebærer generelt å føre sammen to tilkoplingskomponenter som hver inneholder respektive fibere og foreta en ende-mot-ende-kontakt mellom fibrene. Når det gjelder undervannskoplinger er det kjent å forsyne tilkoplingskomponentene med endetetninger, slik at de optiske fiberender blir beskyttet mot miljøet når komponentene er i frakoplet tilstand, idet endetetningene åpner under tilkopling for å tillate en passasje av en av de optiske fiberender derigjennom for å etablere den optiske forbindelse.

Det har vært foreslått f.eks. i US-A-4 887 883 å forsyne de to tilkoplingskomponenter i en undervannsoptisk fiberkopling med endetetninger som hver omfatter et relativt tykt (i aksialretningen) tetningselement med en aksial åpning dannet derigjennom. De aksiale åpninger holdes lukket av tetningselementenes elastisitet når komponentene koples fra hverandre og under tilkopling skyves en stavkonstruksjon med optiske fibere gjennom de tilpassede tetningselementer for de to komponentene. Den aksialt rettede optiske endeflate av de optiske fibere etablererer deretter kontakt med endeflaten av de optiske fibere i den andre tilkoplingskomponent. Imidlertid er det en risiko med et slikt arrangement at det oppstår skade på de optiske endeflater av de optiske fibere forårsaket av partikler av sand, silt eller lignende som har lagt seg på tetningselementene. Slike partikler kan overføres til endeflaten av de stavborede optiske fibere når denne tvinger seg frem gjennom tetningselementene og kan føres fremover og klemmes mellom denne endeflate og endeflaten av de andre optiske fibere.

Et annet arrangement som bruker tettede kammer som åpner under tilpasningen for å etablere en optisk forbindelse mellom aksialt rettede endeflater av optiske fibere, er beskrevet i WO-A-9 622 554. Under tilkoplingen forlater enden av en stav som bærer en optisk fiber en tilkoplingskomponent, et kammer for denne komponenten og ankommer et kammer i den andre komponenten. I stedet for å ha elastiske tetningselementer, i dette arrangementet, med aksiale åpninger som må tvinges åpen av staven, har hver tilkoplingskomponent en sideveis bevegelig port for å åpne det respektive kammer under tilpasningen. Under tilkoplingen åpner den bevegelige port i kammeret med stavens ende først og stavenden passerer gjennom et område som inneholder omgivelsesvann og den bevegelige port i det andre kammeret åpner for at staven kan komme inn. Staven blir deretter ført aksialt langs et oljefylt rør med omtrent samme diameter som staven og tvinger olje ut av røret via en sideventil inntil-ende-mot-ende inngrepet utføres mellom de respektive optiske fibere. Med et slikt arrangement vil det igjen være en risiko for at partikler av avfall vil legge seg på endeflaten av staven båret av den optiske fiber og deretter ført forover langs det oljefylte rør for å bli klemt mellom endeflaten og endeflaten av den andre optiske fiber med et slikt arrangement, hvis omgivelsesvannet inneholder avfall, f.eks. sand, sill eller lignende. Videre er mekanismen og tetnings-arrangementet komplisert, noe som ikke er ønskelig ved undervannsoperasjoner.

Alternative optiske koplinger for bruk under vann har blitt foreslått i WO-A-8 500 899 og GB-A-2 166 261, med sideveis motliggende optiske endeflater snarere enn aksialt innrettede endeflater. I disse arrangementene blir en sonde i en hanntilkoplingskomponent brukt for å skyve tilbake et stoppstempel i en hunntilkoplingskomponent, slik at en sideliggende optisk endeflate på sonden danner en optisk kopling med en sideveis motstående optisk endeflate i hunntilkoplingskomponenten. I den frakoplede stilling dekkes den optiske endeflate av sonden av en hylse. Under tilkoplingen glir hylsen tilbake aksialt langsetter sonden samtidig som en avstryker passerer over den optiske endeflate for å bestryke den. Likeledes vil en avstryker på stoppstempelet stryke den optiske endeflate i hunntilkoplingskomponenten når stoppstempelet skyves tilbake. Selv om disse kjente forslag unngår problemet med at avfall blir etterlatt på en aksial endeflate av et optisk element når det forlater huset, må de stole på effektiviteten av viskeren, og hvis viskerne sjekkes etter en tid kan den optiske sammenkopling bli forurenset. I den tilkoplede tilstand av koplingen blir området hvor den optiske kopling foretas, ikke tettet mot utsiden og kan derfor utsettes for forurensninger.

En annen optisk kopling har blitt foreslått i WO 98/45899, hvor bruken av aksialt rettede endeflater av de optiske komponenter som skal koples til, unngås. I dette arrangement har en hunnkoplingskomponent flere optiske kontakter anordnet i et ringformet kammer i et hus, med perifere mellomrom rundt utsiden av en dekkhylse som kan trekkes tilbake, og som peker innover mot dekkhylsen. En hanntilkoplingskomponent har et aksialt sentrert skyveelement som også er forsynt med en dekkhylse som kan trekkes tilbake. Flere fleksible rør som holder optiske fibere bæres ved perifere intervaller rundt utsiden av skyveelementets bakside og fremspringer forover på en utkraget måte. De fleksible rør strekker seg radialt utover og også fremover, slik at deres egen elastisitet tvinger dem mot innsiden av dekkhylsen. Når hann- og hunnkoplingskomponentene skal tilpasses griper en tetningsring på skyveelementet dekkhylsen for hunntilkoplingskomponenten, mens en tetningsring på huset til hunntilkoplingskomponenten griper dekkhylsen på hanntilkoplingskomponenten. Under det videre aksiale inngrep skyver skyveelementet hunndekselhylsen bakover for å trekke den tilbake og hunnhuset skyver hanndekselhylsen bakover for å trekke tilbake den hylsen. Til slutt blir det ringformede kammer hvor de optiske kontakter av hunntilkoplingskomponenten er rommet, føyd sammen med området hvor de utkragede, fleksible rør av hanntilkoplingskomponenten er båret. De fleksible rør blir frigjort fra å bli holdt nede av hanndekselhylsen og fordelt utover i innvendige føringsspor i hunnhuset. Optiske kontakter i enden av de fleksible rør fullfører deretter de optiske kretsene sammen med de optiske kontakter i hunnkom-ponenten.

Fra den kjente teknikk skal det videre vises til US 4756595.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en kopling for å lage en optisk forbindelse under vann eller i et vått miljø som omfatter første og andre tilkoplingsdeler som kan settes sammen, idet den første tilkoplingsdel har et første optisk element for å etablere en optisk kopling med et andre optisk element i en andre tilkoplingsdel når tilkoplingsdelene settes sammen, idet den første tilkoplingsdel har en sonde og den andre tilkoplingsdel har et kammer som inneholder et fluidmedium og som er forsynt med en tetning som avgrenser en åpning dertil, idet sonden har en fremre del for å trenge inn i kammeret i den andre del som inneholder fluidmedium under sammensetning av tilkoplingsdelene, slik at når tilkoplingsdelene er satt sammen tilveiebringer sonden en optisk bane mellom den første koplingsdelen og kammeret for den andre koplingsdel, og derved etablerer den optiske kopling mellom første og andre optiske elementer, idet den optiske bane strekker seg fra den første koplingsdel langs sonden og inn i kammeret i den andre tilkoplingsdel på skrå i forhold til aksialretningen, kjennetegnet ved at sonden under sammensetningen av koplingsdelene glir aksialt gjennom åpningen i et glidende inngrep med tetningen og fortsetter med dette etter hvert som den fremre del av sonden forflytter seg inn i kammeret som inneholder fluidmediet.

Sonden i den første tilkoplingsdel får således adgang til kammeret i den andre tilkoplingsdel og tilveiebringer en optisk bane mellom tilkoplingsdelene for å etablere den optiske kopling. Når tilkoplingsdelene føres sammen strekker sonden seg gjennom åpningen til kammeret i den andre tilkoplingsdel i et tettende forhold sammen med tetningen, og oppnår således en tett kommunikasjon mellom de to tilkoplingsdelene, på en enkel måte.

Koplingen kan arrangeres slik at det andre optiske element, etter at sonden har kommet inn i kammeret for den andre tilkoplingsdel, beveger seg forover via sonden inn i den første tilkoplingsdel hvor den optiske kopling mellom første og andre optiske elementer etableres. Fortrinnsvis ankommer imidlertid det første optiske element kammeret for den andre tilkoplingsdel og den optiske kopling mellom første og andre optiske elementer etableres deri.

I foretrukne arrangementer blir det første optiske element anbrakt innvendig i sonden, i det minste under føring av sonden gjennom tetningen ved åpningen av kammeret i den andre tilkoplingsdel. Dette sikrer beskyttelse av det første optiske element under tilpasningen, f.eks. mot avfall som har lagt seg på de ikke-tilpassede komponenter.

Det første optiske element kan være avdekket ved en sideåpning av sonden, klar for kopling til det andre optiske element. Fortrinnsvis omfatter imidlertid sonden relativ bevegelige deler som er arrangert for å kunne omslutte det første optiske element når første og andre tilkoplingsdeler ikke er satt sammen og åpne etter at sonden har kommet inn i kammeret i den andre tilkoplingsdel for å muliggjøre optisk tilkopling mellom første og andre optiske elementer. Ettersom sonden på denne måte glir aksialt gjennom åpningen til den andre tilkoplingsdels kammer i et glidende inngrep med tetningen under sammenkoplingen, kan sonden vesentlig opprettholde tetningen med forseglingen og således holde kammeret tett mot inntrengning av smuss. En av de henholdsvis bevegelige deler av sonden kan ha form av et deksel som kan svinge sideveis utover for å oppnå den ønskede åpning, eller det kan være et deksel som kan trekke seg tilbake i forhold til resten av sonden. I et foretrukket arrangement omfatter koplingen en første fjær som kan deformeres under en første sammenkoplingsfase av koplingsdelene, inntil den fremre del av sonden er anbrakt i kammeret i den andre tilkoplingsdel som inneholder fluidmediet og en andre fjær som kan deformeres under en andre fase under sammenkoplingen av tilkoplingsdelene for at den fremre del av sonden kan flytte seg forover i forhold til den bakre del og derved muliggjøre den optiske kopling mellom første og andre optiske elementer.

De optiske elementer som skal sammenkoples behøver ikke å ha fysisk kontakt med hverandre, f.eks. hvis de omfatter utvidede tilkoplinger for strålen, f.eks. en planokonveks stavlinse, en gradert indeks stavlinse (GRIN), eller en sfærisk linse. Det er for tiden å foretrekke å bruke beslag som bringes i fysisk berøring for å oppnå den optiske kopling. Det er generelt nyttig å bruke et arrangement hvor et av de optiske elementene kan hjelpe til med dette. Etter at sonden har ankommet kammeret i den andre tilkoplingsdel blir minst et av enten første eller andre optisk element arrangert til å kunne bevege seg fra en tilbaketrukket stilling til en koplingsstilling. Det optiske element kan holdes i den tilbaketrukne stilling under den innledende sammenkoplingen og holde det beskyttet mot smuss. Det kan deretter flytte seg frem til koplingsstiIlingen for å etablere den optiske kopling etter at proben koples sammen med de to tilkoplingsdeler.

I foretrukne utførelser er det det første optiske element som blir arrangert for å kunne bevege seg i forhold til sonden fra den tilbaketrukne stilling til koplingsstillingen, idet det første optiske element fremspringer sideveis fra en side av sonden når den er i koplingsstillingen.

Det er især foretrukket at det første optiske element arrangeres for å kunne bevege seg i forhold til en føringsdel av sonden under sammenkoplingen av koplingsdelene, idet føringsdelen kan tvinge det første optiske element sideveis utover i forhold til sonden fra en tilbaketrukket stilling til en koplingsstilling under sammenkoplingen. Således blir det første optiske element tvunget til sin koplingsstilling under sammenkoplingen og fortrinnsvis også tvunget til sin tilbaketrukne stilling under fråkoplingen av føringsdelen. Dette gir en styrt forflytning og sikrer pålitelig etablering av den optiske kopling.

Ved ikke å gjøre bruk av elastisiteten av et fleksibelt rør for å kunne bevege det første optiske element til sin koplingsstilling, elimineres muligheten for en permanent låsning eller frigjøring i et slikt fleksibelt rør hvis koplingen etterlates ikke-tilpasset i en tid og således hindrer riktig funksjon. Fortrinnsvis har sonden en overflate som er skråstilt i forhold til aksialretningen og som fører det første optiske element til koplingsstillingen. Selv om det første optiske element kan bæres på en fleksibel bærer, er den fortrinnsvis båret på en fast bærer for å kunne hjelpe til med tilpasningsnøyaktigheten under etableringen av den optiske kopling. Den første bærer kan være holdt i en fast vinkel i forhold til aksialretningen og må kunne bevege seg sideveis for å etablere den optiske kopling, f.eks. ved hjelp av et kamarrangement.

Det er videre å foretrekke at det første optiske element bæres av sonden ved eller nær et område hvor den optiske kopling til det andre optiske element skal etableres. Hvis det første optiske element derimot var båret av sonden i en stor avstand fra der hvor den koples til det andre optiske element, vil det være en viss risiko for feiltilpasning av de optiske elementene. En slik risiko for feiltilpasning kan vesentlig minimeres med det foretrukne arrangement.

Tetningen ved kammeråpningen av den andre tilkoplingsdel kan være av den type som er selvlukkende, f.eks. ved hjelp av elastisiteten i materialet som den lages av og som kan tvinges åpen av sonden under sammenkoplingen av koplingsdelene. Det er imidlertid å foretrekke at den andre tilkoplingsdel er forsynt med et stempel som er elastisk forspent til en foroverstilling hvor den griper en radialt innadvendt overflate av tetningen for å stenge åpningen dannet derved når tilkoplingsdelene er frakoplet, idet stempelet kan gripes av sonden og tvinges bakover under sammenkoplingen av koplingsdelene, hvoretter sonden griper den radialt innadvendte overflate av tetningen for å stenge åpningen dannet derved. Med et slikt arrangement blokkerer stempelet kammeråpningen når koplingsdelene er frakoplet og sonden kan blokkere kammerinngangen når koplingsdelene er sammenkoplet.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under henvisning til eksempler på utførelser, og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 er et langsgående snitt av en første koplingsdel langs linjene I-l på fig. 3; fig. 2 er et langsgående riss av den første koplingsdel langs linjene II-II på fig. 3; fig. 3 er et enderiss av den første koplingsdel; fig. 4 er et toppriss av en sonde i den første koplingsdel; fig. 5 er et langsgående snitt langs midtlinjen på fig. 4, og viser sonden med den optiske kontakt i en tilbaketrukket stilling; fig. 6 er et langsgående snitt av midtlinjen på fig. 3 som viser sonden i en koplingsstilling; fig. 7 er et langsgående snitt av en andre koplingsdel langs linjene VII-VII på fig. 9; fig. 8 er et langsgående snitt av den andre koplingsdel langs linjene VIII-VIII på fig. 9; fig. 9 er et enderiss av den andre koplingsdel; fig. 10 er et perspektivriss av innsiden av den andre koplingsdel, hvor delene er fjernet for tydelighets skyld; fig. 11 er et enderiss av innsiden av den andre koplingsdel; fig. 12 er et langsgående snitt av første og andre koplingsdeler før sammenkoplingen; fig. 13 er et langsgående snitt av første og andre koplingsdeler i et første trinn av sammenkoplingen; fig. 14 er et langsgående snitt av første og andre koplingsdeler etter sammenkopling; fig. 15 er et utsprengt perspektivriss av konstruksjonen av sonden for den første koplingsdel; fig. 16 er et utsprengt perspektivriss av en alternativ utførelse av sondekonstruksjonen; fig. 17 er et toppriss av en annen utførelse av sonden, fig. 18 er et langsgående snitt langs midtlinjen på fig. 17 som viser det optiske element i en tilbaketrukket stilling; fig. 19 er et riss likt fig. 18, men viser det optiske element i en koplingsstilling; fig. 20a-20d er skjematiske, langsgående riss delvis i snitt og delvis i elevasjon, av en annen utførelse som viser første og andre koplingsdeler på forskjellige tidspunkt under tilkoplingen; fig. 21a-21d er langsgående riss, delvis i snitt og delvis i elevasjon av en annen utførelse som viser første og andre tilkoplingsdeler på forskjellige tidspunkt under sammenkoplingen; fig. 22 er et langsgående riss av en utvendig hylse av den første koplingsdel på fig. 21a-21b; fig. 23 er et langsgående riss av et innvendig legeme av den første koplingsdel på fig. 21a-21d; og fig. 24a-24d er langsgående riss, delvis i snitt og delvis i elevasjon av første og andre koplingsdeler i en annen utførelse på forskjellige trinn under tilkoplingen.

Utførelsen på fig. 1-14 vil nå bli beskrevet. Fig. 1-3 viser en første koplingsdel 2 med en kontakt 4 for å motta en plugg 6 i en andre koplingsdel 8, vist på fig. 7-9. En aksialt anordnet sonde 10 fremspringer forover fra en bakre bærer 12. En optisk fiber 16 strekker seg inn i sonden 10 via en bakre åpning 11 som er plugget av en epoksyvannblokk og langs en passasje 18 i sonden til en optisk kontakt 20 rommet i en skrå passasje 22 i sonden. På forsiden av den optiske kontakt 20 er det tilveiebrakt en optisk pinne 21. En fremre åpning 21 er tilveiebrakt i den fremre ende av den skrå passasje 22 hvor en tetning 216 også er tilveiebrakt.

Konstruksjonen av sonden 10 ses best på fig. 4-6 og 15. I sin fremre ende har sonden en nese 200. Bak den er det en elektrisk sondekontakt 202. Sondekontaktdelen 202 er båret i den fremre ende av et par aksialt utstrekkende ledende armer 204 som strekker seg inn i en glidende hylse 206 laget av et isolerende materiale. I sin bakre ende har den glidende hylse en bakre skulder 207 som griper den fremre ende av en fjær 208, hvis bakre ende griper en skulder 210 tilveiebrakt bak på de ledende armer 204. Nesedelen 200, sondekontaktdelen 202 og de ledende armer 204 er alle festet i stilling i kontakten 4, idet den glidende hylse kan skyves bakover i forhold til den.

Den optiske kontakt 20 er båret i et fast, optisk kontaktbærerør 212, hvis fremre ende griper den skrå passasjen 22 som er anordnet i den glidende hylse 206. Den optiske kontakt 20 blir således båret i en vinkel i forhold til aksialretningen. Et par utoverrettede fliker 214 er tilveiebrakt bak på bærerrøret 212 og griper i respektive tverrliggende slisser 216 anordnet i de ledende armer 204. På forsiden av den glidende hylse 206 er tetningen 216.

Som det fremgår av fig. 15 er de ledende armer 204 tilveiebrakt som to separate element som pinnekontaktenden 202 er festet til av en presspasningspinne 218 på en elektrisk ledende måte. Glidehylsen 206 er forsynt med et par aksiale passasjer 220 for å motta de respektive ledende armer 204. Det optiske kontaktbærerrør 212 og armene 204 passerer gjennom respektive åpninger i tetningen 216 på en tett måte.

I versjonen på fig. 16 er en enkelt, delvis sirkulær arm 205 tilveiebrakt, i stedet for de ledende armer 204, og en enkelt passasje 220 av tilsvarende form er tilveiebrakt i den glidende hylse 206. En tilsvarende åpning er tilveiebrakt i tetningen 216 for å motta den enkle arm 205 på en tett måte. Den bakre ende av armen 205 er ledende forbundet til et bakre skulderelement 211.

Den optiske kontakt 20 er rommet i sondens periferi, sett i aksialretningen, når koplingsdelene er frakoplet, som vist på fig. 1, 2 og 4. Den fremspringer derfor ikke fra sonden. En elektrisk ledning strekker seg bakover fra de ledende armer 204 til et loddepunkt bak på den første koplingsdel.

En skyttel 24 er glidbart båret i kontakten 4 i den første koplingsdel 2. Skyttelen 24 er foroverforspent av en fjær 26 som hviler mot støtten 12 men på baksiden. Fjæren 26 tvinger skyttelen 24 forover, slik at et par radialt innadvendte og fremspringende kiler 28 av kontakten 4 griper de bakre ender av de respektive kilespor 29 i ytterveggen av skyttelen 24 for derved å danne skyttelens 24 foroverposisjon. Kilen og kilesporarrange-mentet hindrer også at skyttelen dreier i kontakten, mens den samtidig kan bevege seg langsetter.

Skyttelen 24 har en bakre vegg 30 som sonden 10 er glidbart tettet til ved hjelp av et par O-ringer 32. Skyttelen danner et kammer 34 rundt forsiden av sonden 10 ("sondekammeret"). Sondekammeret 34 dannes i en blære 36 fylt med fluidmedium. Blæren 36 har en tykk, fremre vegg 38 forsynt med en åpning 40 som er tett grepet av den fremre ende av sonden. Blæren har en tynn sidevegg 42 som strekker seg til en bakre flens 44 mellom den bakre vegg 30 og en blære som holder hylsen 46. Blæren som holder hylsen er båret av en utvendig hylse 48 av skyttelen 24 og er forsynt med radiale porter (ikke vist) som står i forbindelse med radiale porter (ikke vist) i den utvendige hylse 48 mellom hylsene 46 og 48. Den utvendige hylse 48 er eksponert mot omgivelsesvannet i kontakten 4 via radiale porter 53. Utsiden av blærens sidevegg 42 blir derfor effektivt eksponert mot utvendige trykk og således volumendringer i sondekammeret 34 for å utjevne trykket deri med det utvendige trykk for dermed å minimere en tendens for at vann eller andre forurensninger fra utsiden kommer inn i sondekammeret 34.

Sondekammeret 34 omfatter et utvendig delkammer 56 og fire innvendige delkamre 58. Hvert innvendige delkammer dannes av en innvendig blære 60 som hviler på en bakre vegg 30 og som fremspringer forover derfra. Den innvendige blære 60 har en tykk, fremre vegg 62 forsynt med en åpning 64 som sonden 10 passerer gjennom på en glidbar og tett måte. Den innvendige blære 60 har en tynnere sidevegg 66 som bæres på en innvendig blærehylse 68 som er forsynt med radiale porter (ikke vist) for å forbinde sideveggen 66 med innsiden av delkammeret 58. Utsiden av blærens sidevegg 66 er utsatt for trykket i det ytre delkammer 56, slik at det innvendige delkammer 58 kan utjevne sitt trykk i forhold til det ytre delkammer 56. Det ytre delkammer 56 kan utligne trykket i forhold til utsiden ved å utsette blæresideveggen 42 for det utvendige trykk via de tidligere beskrevne, radiale porter.

Både den fremre åpning 27 for den optiske fiberpassasje 22 og den elektriske kontakt 25 er anbrakt i et innvendig delkammer 58 når koplingsdelene er frakoplet som vist på fig. 1, 2 og 4.

Den andre koplingsdel 8 vil nå bli beskrevet. Pluggen 6 har et innretningsspor 126 som griper inn i en tilsvarende kile 128 i kontakten 4. En fiberoptikk 76 strekker seg forover fra en epoksyvannblokk 300 inn i et kammer 78 fremme på pluggen 6. På sin fremre ende er fiberoptikken 76 forsynt med en optisk kontakt 80 anordnet i en vinkel i forhold til aksialretningen. Den optiske kontakt omfatter en fjær 82 som muliggjør en bakover, elastisk bevegelse av en kontakt 84 foran den optiske kontakt. Dette er et kjent, optisk kontaktarrangement. Den optiske kontakt 80 og dens monteringsarrangement bæres på en optisk kontaktbærer 81.

Kammeret 78 med fluidmediumet dannes i en blære 86 med en tykk fremre vegg 88 forsynt med en åpning 90, hvor et skyttelstempel 92 er tett grepet. En elektrisk kontaktring 130 er forbundet til et loddepunkt 132 på baksiden av pluggen 6. Blæren 86 har en perifert utstrekkende, tynn sidevegg 94 som avsluttes på baksiden til en flens 96 fanget mellom en bakre vegg 98 og en blæreholderhylse 100. Holdehylsen 100 er forsynt med radial porter 102 og pluggen 6 er forsynt med radial porter 104. Utsiden av sideveggen 94 av blæren står således i forbindelse med utsiden via radiale porter 102, et radialt mellomrom 106 mellom blæreholdehylsen 100 og innsiden av pluggen 6, og de radiale porter 104 gjennom pluggen. Forbindelsen mellom utsiden av blæren 86 og det utvendige miljø gjør at blæren kan endre sitt volum som svar på utvendige trykk-forandringer og forflytninger på grunn av probens 10 inntrengning. Trykket i kammeret 78 kan således utjevnes med det utvendige trykk for å minimere muligheten for at vann eller forurensninger kan trenge inn i kammeret fra utsiden.

Kammeret 78 i den andre koplingsdel 8 er delt i et utvendig delkammer 108 og fire innvendige delkamre 110. Hvert innvendig delkammer 110 dannes i en innvendig blære 112 som strekker seg forover fra bakveggen 98. Den innvendige blære 112 har en tykk, fremre vegg 114 forsynt med en åpning 116 som skyttelstempelet 92 passerer gjennom på en tett måte. Den innvendige blære 112 har en perifert utstrekkende, tynn sidevegg 118, hvis utside er utsatt for trykket i det utvendige delkammer 108 for derved å muliggjøre trykkutjevning mellom det innvendige delkammer 110 og det utvendige delkammer 108. Den innvendige blære 112 bæres ved dens fremre ende på en hylse 120 rundt skyttelstempelet 92. Hylsen 120 er forsynt med en slisseåpning 122 for at den optiske kontakt 84 kan anbringes nær skyttelstempelet og, som vil bli beskrevet senere, å la den optiske kontaktpinne 21 på den første koplingsdel, få adgang til den optiske kontakt 84. Den innvendige 112 omfatter en rørsidedel 121 som mottar den optiske kontakt 84.

Skyttelstempelet 92 er foroverforspent av en fjær 124, slik at skyttelstempelet, i den ikke-tilpassede stilling av den andre koplingsdel 8 vist på fig. 7, blokkerer og stenger åpningen 90 som utgjør inngangen til det fluidfylte kammer 78 og åpningen 116 som danner inngang til det innvendige delkammer 110 for kammeret 78.

Tilkoplingsfremgangsmåten mellom første og andre koplingsdeler vil nå bli beskrevet. Koplingsdelene bringes i et aksialt inngrep ved å bevege de to aksialt mot hverandre. Pluggen 6 for den andre koplingsdel ankommer kontakten 4 for den første tilkoplingsdel, slik at den fremre vegg 88 av blæren 86 får kontakt med den fremre vegg 38 av blæren 36. Ved fortsatt sammenkopling skyver pluggen 36 skyttelen 24 bakover (til venstre, som vist på tegningene) mot forspenningen fra fjæren 26. På dette tidspunkt holder den glidende hylse 206 av sonden 10 sin posisjon i forhold til kontakten 4 under påvirkning av fjæren 208. Sonden 10 skyver skyttelstempelet 92 bakover fra pluggen 6 mot forspenningen fra fjæren 124. Fjæren 208 har derfor en større fjærkonstant enn fjæren 124, fortrinnsvis en vesentlig sådan.

Med kontinuerlig sammenkopling når koplingsdelene en mellomstilling som vist på fig. 13. På dette tidspunkt har fjærene 26 og 124 blitt trykt sammen vesentlig, men fjæren har ikke blitt trykket sammen og holdes i den glidende hylse 206 for sonden 10 i sin innledende foroverstiIling.

Ved ytterligere sammenkopling av koplingsdelene tvinger pluggen 6 skyttelen 24 videre bakover i kontakten 4 og trykker fjæren 26 ytterligere sammen. Skyttelen 24 skyver på den bakre skulder 207 av den glidende hylse 206 for å tvinge den bakover i kontakten og trykker sammen fjæren 208. Skyttelstempelet 92 blir skjøvet bakover av sonden 10 for videre å trykke sammen fjæren 124. Etter at disse handlinger er fullført er koplingsdelene helt koplet sammen som vist på fig. 14.

På mellomtrinnet, vist på fig. 13, er kontaktpinnen 21 for den optiske kontakt 20 helt anbrakt inne i den skrå passasje 22 av sonden 10 og vil ikke fremspringe derfra. Frem til dette tidspunkt, vil derfor sonden 10 under tilpasningsprosedyren, passere gjennom åpningene 64 og 40 i de fremre vegger 62 og 38 av henholdsvis blærene 60 og 36 og gjennom åpningene 90 og 106 den i de fremre vegger 88 og 114 av blærene 86 og 112, uten at den optiske kontaktpinne 21 forstyrrer innføringen av sonden gjennom disse åpningene. Sonden 10 glir aksialt gjennom disse åpningene i glidende inngrep med de respektive tetninger ettersom nesedelen 200 og sondekontaktdelen 202 forflytter seg inn i kammeret 78 for den andre tilkoplingsdel 8.

Etterhvert som glidehylsen 206 av sonden 10 etterhvert blir tvunget bakover fra posisjonen vist på fig. 13, til den som er vist på fig. 14, beveges den skrå passasje 22 i glidehylsen 206 seg bakover langs det optiske kontaktbærerør 212. Den bakre del av dette rør hindres i å bevege seg aksialt i forhold til beholderen av tappene 214 i de tverrgående slisser 216 i de ledende armer 204, mens tverrgående bevegelse tillates. Således forårsaker bevegelsen bakover av den glidende hylse 206, av kamvirkningen, at det optiske kontaktbærerør beveger seg sideveis.

Den glidende hylses 206 bakoverbevegelse fører også til at den blir skilt fra sondekontaktdelen 202 og avdekker den fremre åpning 27 av passasjen 22. Kontaktpinner 21 fremspringer fra den fremre åpning 27 i passasjen 22 og glir inn i kontakten 84 for å etablere den optiske kopling sideveis utover fra sonden. Kontaktpinnen blir således først "båret" av sonden fra den første koplingsdel til den andre koplingsdel hvoretter den optiske kopling etableres i den andre koplingsdel.

Når det gjelder å foreta en elektrisk forbindelse, blir dette ikke utført ved mellomtrinnet vist på fig. 13, men blir etablert når skyttelstempelet 92 har blitt tvunget ytterligere bakover til den låste stilling vist på fig. 14. På dette tidspunkt griper den elektriske sondekontaktdel 202 inn i den elektriske kontakt 130 i pluggen 6. Den ovenfor beskrevne utførelse er en fire-sonde-kopling som tillater fire optiske koplinger og fire elektriske koplinger. Imidlertid kan samme driftsprinsipper gjelde for en enkel sondekopling eller koplinger av forskjellige antall eller sonder.

Fig. 17-19 viser en annen utførelse hvor samme referansenummer brukes for å benevne samme deler som i utførelsen på fig. 1-15. Denne utførelse skiller seg imidlertid ved at den optiske kontakt 20 bæres av et fast rør 250 som i seg selv bæres på fremsiden av et fleksibelt rør 252. Den glidende hylses 206 bakoverbevegelse i forhold til resten av sonden 10 får det fleksible rør 252 til å bøye seg etter behov for den optiske kontaktpinne 21 for at denne skal kunne komme frem fra den fremre åpning 27 i passasjen 22 for å etablere den optiske kopling.

Driftsmåten i utførelsen på fig. 17-19 er forøvrig vesentlig lik den som er vist på fig. 1-15.

Figurene 20a-20d viser skjematisk driftsmåten i en annen utførelse. I dette tilfellet omfatter sonden 10 et indre legeme 142 og en utvendig hylse anordnet aksialt glidbart i forhold til det innvendige legemet. En fjær 146 forspenner den utvendige hylse 144 til en foroverstiIling i forhold til det innvendige legemet 142 når koplingsdelene ikke er tilpasset, som vist på fig. 20a. På dette tidspunkt blir den fremre sideåpning 27 av sonden 10 lukket av den utvendige hylse 144.

Koplingsfremgangsmåten er vist på fig. 20a-20d. Som det fremgår av fig. 20b bringes de fremre vegger 38 og 88 av de respektive kamre 34 og 78 sammen og fremsiden av sonden 10 griper den fremre del av skyttelstempelet 92. Under den videre aksiale sammenkopling trykkes fjæren 124, som forspenner skyttelen 92, seg sammen slik at sonden 10 får passere gjennom åpningen 90 inn i kammeret 78. Som det fremgår av fig. 20c holdes den utvendige hylse 144 i sonden seg i sin fremre, lukkede stilling når sonden forflytter seg fremover gjennom åpningen 40 i kammeret 34 og gjennom åpningen 90 i kammeret 78. Således opprettholdes en god tetning mellom sonden og de fremre vegger 38 og 88 under sammenkoplingen.

Etter at åpningen 27 i den fremre side har kommet inn i kammeret 78, under den fortsatte aksiale sammenkopling, blir den utvendige hylse 10 tvunget bakover i forhold til hylsens innvendige legeme 142 mot forspenningen fra fjæren 146 og den utvendige hylse 144 blir trukket tilbake for å avdekke og åpne den fremre sideåpning 27. Dette er vist på fig. 20d. Forflytningen av den optiske fiber 16 ut av sideåpningen finner sted ved sammentrykningen av en fjær 18 og foroverbevegelse av den optiske kontakt 20.

I en modifikasjon av utførelsen på fig. 20a-20d, kan en tetning anbringes mellom den utvendige hylse 10 og det innvendige legemet for å oppnå en ekstra barriere mot sjøvann. F.eks. kan en O-ring tetning tilveiebringes på det innvendige legemet 142 for å tette med den fremre del av den utvendige hylse 144 når den er i sin stengte stilling.

Utførelsen på fig. 21a-21d, 22 og 23 er lik den som er vist på fig. 20a-20d med den unntagelse at det innvendige legemet 142 kan dreie i den utvendige hylse 144 for å avdekke og åpne den fremre sideåpning 27. Som det fremgår av fig. 22, som viser den utvendige hylse 144 alene, omfatter dette en vinklet profil 146 ved dens fremre ende, og som det fremgår av fig. 23, som viser sondens innvendige legeme 142 alene, har dette en bakovervendt, tilsvarende vinklet profil 148. Som det fremgår f.eks. av fig. 21a, er hylsen 150 som rommer fjæren 124 for skyttelstempelet 92, et kilespor 152 som strekker seg bakover, først aksialt og deretter aksialt, med en perifer komponent. Skyttelstempelet 92 er forsynt med en radialt utadvendt, fremspringende kile 153 som griper inn i kilesporet. Forsiden av skyttelstempelet 92 er forsynt med en avlang slisse 154 som mottar et tilsvarende avlangt fremspring 156 ved den fremre ende av sonden 10. Fremspringet og slissen griper sammen slik at sonden og skyttelstempelet er forbundet sammen på en ikke-dreibar måte.

Koplingssekvensen er vist på fig. 21a-21d. Når de fremre vegger 38 og 88 av de respektive kamre 34 og 78 kommer sammen, anbringes fremspringet 156 i slissen 154, som vist på fig. 21b. På dette tidspunkt vender den fremre sideåpning 27 av sonden 10 nedover (som vist på tegningen) og den utvendige hylse 146 forflytter seg gjennom åpningene 40 og 90 i kamrene 34 og 78, mens den stengte stilling opprettholdes. Det vil ikke være noen dreining av skyttelstempelet 92 og følgelig det innvendige legemet 142 av sonden på dette tidspunktet, ettersom kilen 153 holdes seg i den aksialt utstrekkende del av kilesporet 152.

Med en fortsatte aksiale sammenkopling begynner kilen å bevege seg langs den del av kilesporet som strekker seg perifert, slik at skyttelstempelet 92 dreier og i sin tur forårsaker at det innvendige legemet 142 av sonden 10 begynner å dreie. Den bakovervendte, vinklede profil 148 av det innvendige legemet 142 virker på den forovervendte, vinklede profil 146 av den utvendige hylse 144, slik at det innvendige legemet blir forflyttet forover i forhold til den utvendige hylse mot forspenningen fra fjæren 146. Den fremre sideåpning 27 i passasjen 18 gjennomgår en halv omdreining for å vende oppover. På grunn av den vinklede profil 146 av den utvendige hylse 144, når det innvendige legemet dreier til denne stilling, blir den fremre sideåpning 27 ikke lenger dekket av den utvendige hylse og følgelig kan den optiske pinne 21 kunne komme frem fra passasjen 18 for å etablere den optiske kopling.

Som med utførelsen på fig. 20a-20d, lar utførelsen på fig. 21 a-21 d, 22 og 23 de to fremre vegger 38 og 78 å virke på en helt sylindrisk sonde, hele tiden for derved å forbedre tetningsegenskapene av koplingen under sammenkoplingsprosedyren.

Fig. 24a-d viser skjematisk en annen utførelse ved trinnene under sammenkoplingsprosedyren.

I denne utførelse har sonden 10 en hengslet del 160 som er forspent av en fjær (ikke vist) til en åpen stilling. Som det fremgår av fig. 24a holdes den hengslede del 160 lukket ved hjelp av en kant av åpningen 40 i blærens fremre vegg 38. Etter at den hengslede del 160 har passert gjennom åpningen 40 og videre gjennom åpningen 90 i den fremre vegg 88 av den andre koplingsdel 8, vil den åpne seg for at den optiske kontakt 21 kan komme frem fra den fremre sideåpning 27 i sonden og etablere optisk kontakt med den optiske kontaktside 84.

I de foretrukne utførelser utfører generelt en optisk kopling mellom et første optisk element, i form av en optisk kontakt 20 og et andre optisk element, i form av en optisk kontakt 80. Koplingen gjøres mulig ved at sonden 10 trenger inn i kammeret 78, hvorved sonden tilveiebringer en optisk bane mellom tilkoplingsdelene. Etter at denne bane er tilveiebrakt er den nøyaktige plassering av den optiske kopling ikke kritisk. Selv om det er vist i de foretrukne utførelser som må finne sted i kammeret 78, kan den optiske kopling alternativt foregå i f.eks. passasjen 22 for sonden og/eller i kammeret 34.

Hellingen av den optiske bane i forhold til aksialretningen hvor den passerer gjennom siden av sonden, vil generelt være mindre enn 90°. Dette unngår at de optiske fibrene 16 og 76 som fører til de optiske kontaktene 20 og 80, må dreie gjennom en vesentlig vinkel i forhold til aksialretningen i retningen for den optiske bane hvor den passerer gjennom sondens side. Det vil vanligvis være en maksimal krumning som de optiske fibere kan utsettes for uten signalsvekkelse eller andre problemer, slik at hvis en optisk fiber dreies og større vinkel ved dette kommer i tillegg til kravene til plass i sideretningen. Av denne årsak er mindre vinkler fordelaktig ettersom bredden av koplingen kan holdes på et minimum.

I de foretrukne utførelser hjelper en liten vinkel i forhold til aksialretningen, også ved plasseringen av den optiske kontaktpinne 21 i den optiske kontakt 84 under sammenkoplingen. Det vil fremgå at posisjonen av kontaktpinnen og kontaktholderen kan reverseres idet pinnen kan anbringes på pluggen 6 og kontakten på beholderen 4.

Skråvinkelen i forhold til aksialretningen er fortrinnsvis mindre enn 60°, mer foretrukket mindre enn 45° og mest foretrukket mindre enn 30°.

Det finnes forskjellige fordelaktige trekk ved utførelsene beskrevet her. Det vil fremgå at trekk fra forskjellige utførelser kan kombineres i kombinasjoner som ikke er vist på tegningene. F.eks. kan innførelse av en anordning for å dekke den optiske kontakt i sonden før den har ankommet til den andre koplingsdel, brukes i utførelsene med utvendige og innvendige delkamre i den første koplingsdel og/eller den andre koplingsdel. Dekningen kan også kombineres sammen med bruk av en sonde som tilveiebringer både en optisk og en elektrisk forbindelse. Mange andre kombinasjoner er naturligvis mulig og utførelsene skal bare anses å være for illustrasjonsformål og ikke begrensende på oppfinnelsens omfang.

Claims (18)

1. Kopling for å lage en optisk forbindelse under vann eller i et vått miljø, omfattende første (2) og andre (8) koplingsdeler som kan settes sammen, idet den første koplingsdel (2) har et første optisk element (20) for å etablere en optisk kopling til et andre optisk element (80) i den andre koplingsdel (8) når koplingsdelene settes sammen, idet den første koplingsdel (2) har en sonde (10) og den andre koplingsdel har et kammer (78) som inneholder fluidmedium og som er forsynt med en tetning (88) som avgrenser en åpning (90) dertil, idet sonden (10) har en fremre del (200) for å trenge inn i kammeret (78) i den andre del (8) som inneholder fluidmedium under sammensetning av koplingsdelene, slik at når koplingsdelene er satt sammen tilveiebringer sonden (10) en optisk bane mellom den første koplingsdel (2) og kammeret (78) for den andre koplingsdel (8) og derved etablerer den optiske kopling mellom første (20) og andre (80) optiske elementer, idet den optiske bane strekker seg fra den første koplingsdel langs sonden (2) og inn i kammeret (78) i den andre koplingsdel (8) på skrå i forhold til aksialretningen,karakterisert vedat sonden (10) under sammensetningen av koplingsdelene glir aksialt gjennom åpningen (90) i et glidende inngrep med tetningen (88) og fortsetter med dette etter hvert som den fremre del (200) av sonden (10) forflytter seg inn i kammeret (78) som inneholder fluidmediet.

2. Kopling ifølge krav 1,karakterisert vedat det første optiske element (20) er anbrakt innvendig i sonden (10) minst under forflytningen av den fremre del (200) av sonden gjennom tetningen (88) i den andre koplingsdel (8).

3. Kopling ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat sonden (10) omfatter relativt bevegelige deler arrangert for å omslutte det første optiske element (20) når første (2) og andre (8) koplingsdeler ikke er satt sammen og arrangert for å åpne etter at sonden (10) har trengt inn i kammeret (78) i den andre koplingsdel (8) for at den optiske kopling mellom første (20) og andre (80) optiske elementer kan etableres.

4. Kopling ifølge krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat den omfatter en første fjær (26) som kan deformeres under en første fase av sammensetningen av koplingsdelene inntil den fremre del (200) av sonden (10) blir anbrakt i kammeret (78) i den andre koplingsdel som inneholder fluidmedium, og en andre fjær (208) som kan deformeres under en andre fase av sammensetningen av koplingsdelene for at den fremre del (20) av sonden (10) kan forflytte seg forover i forhold til den bakre del (210) og derved tillate optisk kopling mellom første (20) og andre (80) optiske elementer.

5. Kopling ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat minst et av det første (20) og andre (80) optiske element, etter at sonden (10) har trengt inn i kammeret (78) i den andre koplingsdel, er arrangert for å bevege seg fra en tilbaketrukket stilling til en koplingsstilling.

6. Kopling ifølge krav 5,karakterisert vedat det første optiske element (20) kan bevege seg i forhold til en føringsdel (206) av sonden under sammensetningen av koplingsdelene, idet føringsdelen (206) kan tvinge det første optiske element (20) sideveis utover fra sonden (10) fra en tilbaketrukket stilling til en koplingsstiling under sammensetningen.

7. Kopling ifølge krav 6,karakterisert vedat sonden (10) har en overflate som er på skrå i forhold til aksialretningen som fører det første optiske element (20) til koplingsstillingen.

8. Kopling ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat den andre koplingsdel (8) omfatter trykkbalanseringsanordning (86) for å balansere trykket i kammeret i forhold til det utvendige trykk.

9. Kopling ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat kammeret (78) i den andre koplingsdel (8) omfatter et utvendig delkammer (108) og et innvendig delkammer (110).

10. Kopling ifølge krav 9,karakterisert vedat det utvendige delkammer (108) er forsynt med tetningen (88) som avgrenser kammeråpningen (90), og det innvendige delkammer (110) er forsynt med en tetning (114) som avgrenser den innvendige delkammeråpning (116) og hvor sonden (10), under sammensetningen av koplingsdelene, glir aksialt gjennom de utvendige (90) og innvendige (116) delkammeråpninger og i glidende inngrep med deres respektive tetninger, mens den fremre del (200) av sonden (10) forflytter seg inn i det indre delkammer (110).

11. Kopling ifølge krav 9 eller 10,karakterisert vedat den andre koplingsdel (8) omfatter flere innvendige delkamre (110) som hver er forsynt med en respektiv tetning (114) som avgrenserer en respektiv innvendig delkammeråpning (116), og hvor de første koplingsdeler (2) omfatter flere sonder (10) som kan forflytte seg under sammensetningen av koplingsdelene inn i et respektivt innvendig delkammer (110) i den andre koplingsdel for å etablere flere optiske koplinger.

12. Kopling ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat den første koplingsdel (2) omfatter et sondekammer (34) hvor det første optiske element (20) er anbrakt når koplingsdelene ikke er satt sammen, idet sondekammeret (34) og sonden (10) er relativt aksialt bevegelige for at sonden (10) kan komme fra sondekammeret (34) under sammensetningen av koplingsdelene, og sondekammeret (34) inneholder fluidmedium.

13. Kopling ifølge krav 10,karakterisert vedat den første koplingsdel (2) videre omfatter trykkbalanseringsanordning (36) for å balansere trykket i sondekammeret i forhold til det utvendige trykk.

14. Kopling ifølge krav 12 eller 13,karakterisert vedat sondekammeret (34) omfatter et utvendig delkammer (56) og et innvendig delkammer (58).

15. Kopling ifølge krav 14,karakterisert vedat det utvendige (56) og innvendige (58) delkammer av sondekammeret (34) er forsynt med respektive tetninger (38,62) som avgrenser respektive åpninger (40,64) dertil og hvor sonden (10), under sammensetningen av koplingsdelene glir aksialt gjennom den innvendige (58) og utvendige (56) sondedelkammeråpning (40, 64) i et glidende inngrep med sine respektive tetninger (38,62).

16. Kopling ifølge ett av de foregående krav 12-15,karakterisert vedat kammeret (78) i den andre koplingsdel (8) og sondekammeret (34) i den første koplingsdel (2) er tettet fra hverandre når første (2) og andre (8) koplingsdeler settes sammen.

17. Kopling ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat sonden (10) er forsynt med en første elektrisk kontaktdel, og den andre koplingsdel (8) har en andre elektrisk kontaktdel, idet de første og andre elektriske kontaktdeler kan utføre en elektrisk kontakt når koplingsdelene settes sammen.

18. Kopling ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat den andre koplingsdel (8) er forsynt med et skyttelstempel (92) som er elastisk forspent til en foroverstilling hvor den innkopler en radialt innadvendt overflate av tetningen (88) for å stenge åpningen (90) avgrenset derved når koplingsdelene er frakoplet, idet skyttelstempelet (92) kan innkoples av sonden (10) og tvinges bakover under sammensetningen av koplingsdelene, idet sonden (10) da innkopler den radialt innadvendte overflate av tetningen (88) for å stenge åpningen (90) dannet derved.