RU2050562C1

RU2050562C1 - Method of making plug of dismountable optical connector

Info

Publication number: RU2050562C1
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Горшков; Юрий Владимирович Семин; Виктор Викторович Червяков; Валерий Мусаевич Набиев
Original assignee: Александр Иванович Горшков; Юрий Владимирович Семин; Виктор Викторович Червяков; Валерий Мусаевич Набиев
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1995-12-20

Abstract

FIELD: fiber-optic communication systems. SUBSTANCE: group of rods is formed to get a pack with common central space, into which lightguide is glued in. The other rod pack is mounted above the first one. Sizes of rods of the second pack are determined by diameter of cylindrical surface which describes the assembly. The cylindrical surface excesses over diameter of adjusting hole of socket. After the rods are connected together permanently, the surfaces of the rods are polished to form flat faces, which are moved apart the axis of optical fiber for distance, being correspondent to radius of adjusting hole of the socket. EFFECT: improved efficiency of operation; improved reliability. 6 dwg

Description

Изобретение относится к световодам, в частности к технологии монтажа оптических кабелей, и может быть использовано при монтаже кабельных оптических линий связи. The invention relates to optical fibers, in particular to a technology for mounting optical cables, and can be used in the installation of cable optical communication lines.

Известен способ изготовления вилки разъемного оптического соединителя, взаимодействующей с ответной вилкой через розетку, выполненную с юстирующим цилиндрическим отверстием, заключающийся в том, что после вклеивания световода в капиллярный канал вилки устанавливают эту вилку в патрон, совмещая центр сердцевины световода с центром вращения патрона, и, вращая патрон, обтачивают боковую поверхность наконечника вилки [1]
Недостатком известного способа является повышенная трудоемкость механической обработки цилиндрической поверхности с микронными допусками. Наличие операции обтачивания цилиндрической поверхности, являющейся при эксплуатации вилки посадочной (взаимодействующей с центрирующей втулкой розетки), требует прецизионного крупногабаритного оборудования. Сложность этого оборудования обусловлена высокой точностью установки в центрах (с погрешностью не более 1-2 мкм) вращающегося шпинделя, на котором помимо обрабатываемой вилки закрепляется также бухта армируемого этой вилкой кабеля. При армировании волокон многожильного кабеля связи вес такой бухты составляет десятки килограмм. Эта бухта имеет большие габариты и нежесткую форму, что усложняет динамическую балансировку шпинделя. Поэтому известный способ может быть использован лишь для армирования одноволоконных кабелей длиной не более 500 м.A known method of manufacturing a plug detachable optical connector, interacting with a mating plug through a socket made with an aligning cylindrical hole, which consists in the fact that after gluing the fiber into the capillary channel of the plug, install this plug into the cartridge, combining the center of the fiber core with the center of rotation of the cartridge, and, turning the cartridge, grind the side surface of the fork tip [1]
The disadvantage of this method is the increased complexity of machining a cylindrical surface with micron tolerances. The presence of the operation of turning a cylindrical surface, which is the operation of the landing fork (interacting with the centering sleeve of the socket), requires precision large-sized equipment. The complexity of this equipment is due to the high accuracy of the installation in the centers (with an error of not more than 1-2 microns) of a rotating spindle, on which, in addition to the processed fork, a bay of a cable reinforced with this fork is also fixed. When reinforcing fibers of a multicore communication cable, the weight of such a bay is tens of kilograms. This bay has large dimensions and non-rigid shape, which complicates the dynamic balancing of the spindle. Therefore, the known method can only be used for reinforcing single-fiber cables with a length of not more than 500 m.

Известен также способ изготовления вилки разъемного оптического соединителя, взаимодействующей с ответной вилкой через розетку, выполненную с юстирующим цилиндрическим отверстием, заключающийся в том, что формируют группу цилиндрических стержней в первый пакет с общим центральным зазором, вводят и вклеивают в этот центральный зазор световод, полируют торец световода с торцами охватывающих его стержней, устанавливают поверх первого пакета второй пакет стержней и скрепляют стержни пакетов между собой [2]
Недостатки этого способа заключаются в повышенной сложности изготовления вилки, обусловленной как наличием большой номенклатуры прецизионных заготовок (стержней), набор которых производится из монтажного комплекта, так и высокими требованиями к точности поперечного размера стержней, которая однозначно определяет точность юстировки световода в наконечнике вилки при установке подобранного из монтажного комплекта стержня заданного диаметра.There is also a known method of manufacturing a plug of a detachable optical connector interacting with a mating plug through a socket made with an aligning cylindrical hole, which consists in forming a group of cylindrical rods in the first packet with a common central gap, the optical fiber is inserted and glued into this central gap, and the end is polished The optical fiber with the ends of the rods enclosing it, is installed on top of the first packet of the second packet of rods and fasten the packet rods together [2]
The disadvantages of this method are the increased complexity of the manufacture of the plug, due to both the presence of a large range of precision blanks (rods), a set of which is made from the mounting kit, and the high requirements for the accuracy of the transverse dimension of the rods, which uniquely determines the accuracy of alignment of the fiber in the tip of the fork when installing the selected from the rod mounting kit of a given diameter.

Цель изобретения упрощение изготовления вилки в производственных условиях за счет снижения требований к точности изготовления стержней и сокращения номенклатуры используемых при монтаже стержней. The purpose of the invention is to simplify the manufacture of plugs in a production environment by reducing the requirements for precision manufacturing of rods and reducing the range of rods used in the installation.

Сущность способа заключается в том, что при изготовлении вилки разъемного оптического соединителя, взаимодействующей с ответной вилкой через розетку, снабженную юстирующим цилиндрическим отверстием, формируют группу стержней в первый пакет с общим центральным зазором, вводят и вклеивают в этот зазор световод, полируют торец световода с торцом охватывающих его стержней и устанавливают поверх первого пакета второй пакет стержней. Стержни второго пакета изготавливают диаметром, превышающим номинальный размер, определяемый равенством диаметра цилиндрической поверхности, охватывающей этот пакет стержней, диаметру юстирующего цилиндрического отверстия розетки. После неразъемного скрепления стержней между собой поочередно шлифуют боковые поверхности стержней второго пакета с наружной по отношению к пакету стороны до образования плоских граней, отстоящих от оси сердечника оптического волокна на расстояние, соответствующее радиусу юстирующего цилиндрического отверстия вилки. The essence of the method lies in the fact that in the manufacture of a plug of a detachable optical connector interacting with a mating plug through a socket equipped with an aligning cylindrical hole, a group of rods is formed into the first packet with a common central gap, a light guide is inserted and glued into this gap, and the end of the fiber is polished rods enclosing it and install on top of the first package of the second package of rods. The rods of the second package are made with a diameter exceeding the nominal size, determined by the equality of the diameter of the cylindrical surface covering this package of rods, the diameter of the adjusting cylindrical hole of the socket. After the rods are inseparably bonded to each other, the side surfaces of the rods of the second packet are alternately polished from the outside with respect to the packet until flat faces are formed that are spaced apart from the axis of the core of the optical fiber by a radius corresponding to the radius of the adjustment cylindrical hole of the plug.

Простота и невысокая трудоемкость процесса юстировки обеспечиваются тем, что обработка каждой из граней ведется независимо от других граней. При установке вилки в шпинделе нет необходимости обеспечивать его непрерывное вращение достаточно поворота в пределах 240^о, чтобы обеспечить подвод боковой поверхности наконечника к измерительной головке и обрабатывающему инструменту (плоскошлифовальной насадке). Так как сошлифовываемый избыток материала незначителен не более одно-двух десятков микрометров, то он может удаляться и ручным притиром. В любом случае эта операция не требует крупногабаритного прецизионного оборудования, технологически совместима с операциями полировки торца наконечника и может выполняться как в условиях стационарных и передвижных мастерских, так и непосредственно в условиях объекта, где ведется монтаж линий связи.Simplicity and low laboriousness of the alignment process are ensured by the fact that the processing of each of the faces is independent of other faces. When installing the fork in the spindle it is unnecessary to provide a sufficiently continuous rotation of rotation within ^about 240 to provide the supply side surface of the tip to the measuring head and the processing tool (the nozzle surface grinding). Since the polished excess of the material is insignificant no more than one or two dozen micrometers, it can also be removed by manual grinding. In any case, this operation does not require large-sized precision equipment, is technologically compatible with tip end polishing operations, and can be performed both in stationary and mobile workshops and directly in the facility where the communication lines are being installed.

Шлифованием или ручной доводкой плоских поверхностей на длине несколько миллиметров и ширине, не превышающей нескольких сотых миллиметра, может быть обеспечена точность порядка 1-2 мкм (ограничивается точностью промышленных измерительных головок и биением подшипников шпинделя в статическом режиме). При этом отсутствуют требования к качеству формы поверхности сточенных граней, необходима лишь линия касания с внутренней поверхностью отверстия втулки. При этом механические характеристики узла сочленения наконечника с розеткой соответствуют механическим характеристикам аналогичного узла с цилиндрической поверхностью вилки. By grinding or manually finishing flat surfaces over a length of several millimeters and a width not exceeding several hundredths of a millimeter, accuracy of the order of 1-2 microns can be ensured (limited by the accuracy of industrial measuring heads and the run-out of the spindle bearings in static mode). At the same time, there are no requirements for the quality of the surface shape of the machined faces; only a contact line with the inner surface of the bore hole is needed. In this case, the mechanical characteristics of the node connecting the tip with a socket correspond to the mechanical characteristics of a similar node with a cylindrical surface of the plug.

На фиг. 1, 2 цилиндрический стержень первого пакета; на фиг. 3 первый пакет в сборе; на фиг. 4 то же, вид с торца до сошлифовки боковых граней; на фиг. 5 то же, после сошлифовки граней; на фиг. 6 сборка смонтированной вилки со стандартной ответной вилкой. In FIG. 1, 2 cylindrical rod of the first package; in FIG. 3 first package assembly; in FIG. 4 the same, end view to the grinding of the side faces; in FIG. 5 the same, after grinding the faces; in FIG. 6 assembly of mounted plugs with standard mating plugs.

Втулка 1 с юстирующим цилиндрическим отверстием и корпусная часть 2 с фланцем 3 является розеткой разъемного оптического соединителя. В корпусе вилки 4 расположен первый пакет 5 цилиндрических стержней 6 с общим центральным зазором, охватывающих волоконный световод 7, и второй пакет 8, cоставленный из стержней 9, расположенных в пазах между боковыми поверхностями стержней 6 и стянутых технологической стяжкой 10 (которая в частном случае может и отсутствовать). The sleeve 1 with the aligning cylindrical bore and the body part 2 with the flange 3 is a socket of a detachable optical connector. In the case of the plug 4, there is a first packet 5 of cylindrical rods 6 with a common central gap covering the fiber optic fiber 7, and a second packet 8 composed of rods 9 located in the grooves between the side surfaces of the rods 6 and tightened by a technological tie 10 (which in a particular case may and be absent).

Стержни пакета 9 изготавливают диаметром, превышающим номинальный размер, определяемый равенством диаметра цилиндрической поверхности, описывающей пакет 8, диаметру юстирующего цилиндрического отверстия втулки 1. The rods of the package 9 are made with a diameter exceeding the nominal size, determined by the equality of the diameter of the cylindrical surface describing the package 8, the diameter of the aligning cylindrical hole of the sleeve 1.

Стандартная ответная вилка 11 (например, изготовленная по технологии аналога, с обточной наружной цилиндрической поверхности) со световодом 12 введена вместе с вилкой 4 в центрирующую втулку 1 и обе они закреплены накидными гайками 13 и 14. Стержни пакета 8 предназначены для доведения посадочных поверхностей вилки 4 до размера, соответствующего действующим стандартам на диаметры цилиндрических поверхностей наконечников, а диаметр стержней 6 определяется соответствием диаметра оптического волокна размеру отверстия, образованного поверхностями сгруппированных в пакет стержней 6. A standard mating fork 11 (for example, manufactured by analog technology, with a turning outer cylindrical surface) with a light guide 12 is inserted together with a fork 4 into the centering sleeve 1 and both of them are secured with union nuts 13 and 14. The rods of the package 8 are designed to bring the landing surfaces of the fork 4 to a size that complies with current standards for the diameters of the cylindrical surfaces of the tips, and the diameter of the rods 6 is determined by the correspondence of the diameter of the optical fiber to the size of the hole formed by the surface 6 rods grouped into a bag.

Изготовление вилки производят в следующей последовательности. The manufacture of the fork is carried out in the following sequence.

Три (в частном случае четыре) стержня 6 собирают в пакет 5 с общим центральным зазором и скрепляют между собой, например, точечной лазерной сваркой в глубине пазов, образованных боковыми поверхностями. Вводят и вклеивают в центральный зазор между стержнями 6 световод 7. Шлифуют торец световода 7 вместе с торцом пакета 5 до уровня, обеспечивающего визуализацию засветки с другого конца этого световода (засветка другого конца световода на чертежах не показана). В частном случае при хорошем сколе торца световода и смывке остатков клея с торцовой поверхности вилки эту операцию можно не производить. Устанавливают стержни 9 поверх пакета 5 и стягивают пакет 8 технологической стяжкой 10. Неразъемно скрепляют между собой стержни 6 и 8, например, точечной лазерной сваркой по линии касания боковых поверхностей или клеем. Удаляют технологическую стяжку 10. Устанавливают пакет 8 в поворотную головку плоскошлифовального станка (на чертеже не показано) и поочередно сошлифовывают с наружной по отношению к пакету 8 стороны до образования плоских граней, отстоящих от оси сердечника оптического волокна на расстояние, соответствующее радиусу юстирующего цилиндрического отверстия втулки 4 розетки разъемного оптического соединителя (размер а). Соответствие размеров определяется допусками на геометрические размеры взаимодействующих поверхностей вилки 4 и розетки 1, обеспечивающими точность сочленения при приемлемых усилиях. Three (in the particular case of four) rods 6 are assembled into a bag 5 with a common central gap and fastened together, for example, by spot laser welding in the depth of the grooves formed by the side surfaces. A fiber 7 is inserted and pasted into the central gap between the rods 6. The end of the fiber 7 is ground together with the end of the packet 5 to a level that provides visualization of the illumination from the other end of this fiber (the illumination of the other end of the fiber is not shown in the drawings). In the particular case, with a good cleavage of the end of the fiber and washing off the glue residue from the end surface of the plug, this operation can be omitted. The rods 9 are mounted on top of the bag 5 and the bag 8 is pulled together with a technological tie 10. The rods 6 and 8 are fixedly fastened together, for example, by laser spot welding along the contact line of the side surfaces or with glue. The technological coupler is removed 10. Install the bag 8 in the rotary head of the surface grinding machine (not shown in the drawing) and alternately grind it from the outside with respect to the bag 8 to form flat faces spaced from the axis of the core of the optical fiber by a distance corresponding to the radius of the aligning cylindrical bore of the sleeve 4 sockets of a detachable optical connector (size a). Correspondence of dimensions is determined by the tolerances on the geometric dimensions of the interacting surfaces of the plug 4 and socket 1, ensuring articulation with reasonable effort.

После завершения процесса юстировки обеспечивается однозначное соответствие оси сердечника световода посадочным поверхностям вилки 4 и втулки 1. Пакет 8 устанавливают в корпус вилки 4 и полируют торец этого пакета. Вводят смонтированную вилку 4 в центрирующую втулку 1 с контрольным световодом 12 и по величине проходящего оптического сигнала судят о качестве монтажа. After the adjustment process is completed, the axis of the fiber core is uniquely aligned with the seating surfaces of the yoke 4 and the sleeve 1. The bag 8 is installed in the yoke 4 body and the end face of this bag is polished. The mounted plug 4 is introduced into the centering sleeve 1 with the control light guide 12 and the quality of the installation is judged by the magnitude of the transmitted optical signal.

Предложение позволяет за счет исключения необходимости использования монтажного набора стержней, снижения требований к точности изготовления стержней и простоты процесса юстировки упростить и удешевить процесс монтажа разъемных оптических соединителей по сравнению с применяемыми в настоящее время процессами монтажа одномодовых и многомодовых световодов. Это позволит повысить технологичность монтажа кабельных оптических линий, что, в свою очередь, повышает эффективность внедрения оптических систем передачи информации. The proposal allows, by eliminating the need to use a mounting set of rods, reducing the requirements for precision manufacturing of rods and the simplicity of the alignment process, to simplify and reduce the cost of mounting detachable optical connectors compared to the currently used processes for mounting single-mode and multimode optical fibers. This will increase the manufacturability of installation of cable optical lines, which, in turn, increases the efficiency of the introduction of optical information transmission systems.

Claims

METHOD FOR MANUFACTURING A FORK OF A DETACHABLE OPTICAL CONNECTOR, interacting with a mating plug through a socket made with an aligning cylindrical hole, which consists in forming a group of rods in the first packet with a common central gap, introducing and gluing a fiber into this gap, polishing the ends of the fiber its rods, set on top of the first package of the second package of rods and fasten the rods of the packages together, characterized in that the rods of the second package are made with a diameter of the nominal size, determined by the equality of the diameter of the cylindrical surface that describes this package of rods, the diameter of the adjusting cylindrical hole of the socket, the rods of the package are fastened together one after another, after which the side surfaces of the rods of the second package are alternately ground from the outside of the package to form flat faces spaced from the axis of the core of the optical fiber to a distance corresponding to the radius of the aligning cylindrical hole of the outlet.