SK280526B6 - Spojovací element na spojovanie dvoch na tupo sa d - Google Patents

Description

Spojovací element na spojovanie dvoch na tupo sa dotýkajúcich koncov optických vlákien, ktoré majú zvyčajne rozdielne priemery, spôsobené výrobnými toleranciami, je tvorený tvarovaným celistvým plochým kusom (72) z deformovateľného materiálu, ktorý má prehýnaciu líniu (73), rozkladajúcu sa naprieč plochým kusom (72) medzi jeho okrajmi (82, 88) a rovnobežne s nimi, a rozdeľujúcimi ho do dvoch k sebe navzájom pritiahnuteľných doskových členov (74, 75, 120, 121), vybavených tromi v podstate rovinnými plochami (78, 79, 86), z ktorých každá plocha (78, 79, 86) zviera ostrý uhol s druhou plochou (78, 79, 86), a to v takej vzájomnej konfigurácii, aby sa pri pritiahnutí doskových členov (74, 75, 120, 121) k sebe vytvorila dutina so všeobecne trojuholníkovým priečnym prierezom na zachytenie optických vlákien.

Oblasť techniky

Vynález sa týka spojovacieho elementu na spojovanie dvoch na tupo dotýkajúcich sa koncov optických vlákien, ktoré majú zvyčajne rozdielne priemery spôsobené výrobnými toleranciami, pričom tento centrovací a prídržný spojovací element je určený na spojenie a vyrovnanie koncov optických vlákien.

Doterajší stav techniky

Je známych mnoho zariadení na centrovanie optických vlákien kvôli vyrovnaniu koncov optických vlákien a na spojovanie koncov vlákien na plynulý prenos svetelných lúčov týmito vláknami. Optické vlákna používané v telekomunikačnom priemysle sú väčšinou jednotlivé sklenené vlákna. Takéto vlákno má zvyčajne stredové sklenené jadro s priemerom 8 pm ±1 pm, ktorým je optický signál prenášaný. Jadro je obkolesené skleneným plášťom, ktorý má priemer 125 pm +3 pm. Plášť má nebadateľné odlišný index lomu ako jadro.

Na vytvorenie stáleho spojenia medzi jednotlivými sklenenými vláknami bolo navrhnutých mnoho známych riešení. Kvôli riadnej funkcii a vytvoreniu nizkostratových spojení musia tieto zariadenia vyrovnávať jadrové časti koncov dvoch vlákien, ktoré sa majú spojiť, do presnosti približne 10 % priemeru jadier alebo menej ako lpm.

Niektoré zo známych zariadení sa pokúšali o vycentrovanie a vyrovnanie vlákien ich upevnením do nerovnakých drážok tvaru „V“ alebo medzi nerovnaké tyče. Tieto zariadenia fungujú dostatočne, pokiaľ majú spojované vlákna rovnaký priemer. Príklady týchto zariadení sú uvedené v patentoch US 4 029 390, 4 274 708 a 4 729 619.

Keď majú spojované vlákna priemery na opačných koncoch v tolerančnom rozsahu (122 pm a 128 pm), majú zariadenia typu s nerovnakými drážkami tvaru „V“ ťažkosti s presnosťou uskutočnenia požadovaného vyrovnania jadier.

Ďalšie známe zariadenia uskutočňujú vzájomné vyrovnávania dvoch koncov vlákien umiestnením týchto koncov medzi tri zhodne rozmiestnené poddajné alebo pružné plochy. Tieto plochy tvoria kanál s prierezom rovnostranného trojuholníka, do ktorého sa vlákna vložia. Spojenie medzi koncami vlákien je zvyčajne uprostred kanálu. Tieto zariadenia predstavujú lepšie uskutočnenie ako zariadenia s nerovnakými drážkami tvaru „V“, pretože lepšie prispôsobujú rozdiely medzi priemermi vlákien. Príklady týchto zariadení sú uvedené v patentoch US 4 391 487, 4 435 038 a 4 593 971.

Ďalším známym patentom je patent US 4 339 172, ktorý používa prehýbateľný zvierací člen, umiestnený v pružnej objímke, ktorá ho stáča, čím sa tlak pôsobiaci na zvierací člen prejaví zovretím každého kábla v mnohých miestach rovnomerne rozmiestnených okolo jeho obvodu.

Známe zariadenie podľa patentu US 4 391 487, komerčne predávané, používa tvarované bloky z elastoméru na centrovanie a vyrovnanie vlákna. Tieto bloky obsahujú v podstate vedenie s trojuholníkovým prierezom, ktoré je nebadateľné menšie ako priemer vlákien. Keď sú vlákna vložené do tvarovaného vedenia, majú tlačiť na plochy elastoméru tak, aby sa snažili ho roztvoriť, takže ho pružne deformujú. To vyžaduje dosť veľkú tlačnú silu na vlákno, aby ho bolo možné zatlačiť do vedenia. Vzhľadom na túto vysokú zasunovaciu silu je často ťažko povedať, čí sa konce vlákien skutočne vnútri spoja dotýkajú. Navyše je možné vlákna pri zatláčaní do elastomérových blokov pri ich zvlnení zlomiť.

Ďalšie známe zariadenie, ako konektor podľa patentu US 4 435 038, vyžaduje extrémne veľké deformácie plôch zvierajúcich vlákna a obkolesujúcich konštrukciu na vycentrovanie a zovretie vlákien. Žiaľ, tieto veľké deformácie môžu vyústiť do nežiaduceho skrútenia a nerovnakých zvieracích síl na plochách zvierajúcich vlákna. To potom môže zasa spôsobiť posunutie stredových častí vlákien a axiálne oddelenie čiel koncov vlákien.

Zvieracie sily vlákien sú udržiavané pružnosťou doskových členov spojovacieho elementu aj vlastnou zvieracou konštrukciou. Iné známe zariadenia, ako konektor podľa patentu US 4 435 038, majú tendenciu sa uvoľniť alebo nebadateľné sa pružne vrátiť do pôvodného tvaru po odstránení síl spojovacieho zvieracieho nástroja. Toto uvoľnenie môže mať za následok nebadateľné uvoľnenie vlákna v úložnom vedení, ktoré môže viesť ku zníženiu ťahových síl, ktoré môžu vlákna vytrhnúť, a k oddeleniu čiel koncov vlákien v priebehu teplotných zmien.

Iné známe zariadenia, ako sú konektory podľa patentov US 4 391 487 a 4 435 038, sú permanentne zovreté alebo zlepené a nemôžu byť opätovne rozobraté.

Iné známe zariadenia, ako zariadenie na centrovanie vlákien podľa patentu US 4 391 487, vyžadujú lepidlá na pripevnenie vlákien k vonkajšej spojovacej konštrukcii mimo centrovacích blokov. Použitie týchto lepidiel je ťažké a časovo náročné a lepidlá musia stvrdnúť rovnako.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje spojovací element na spojovanie dvoch na tupo sa dotýkajúcich koncov optických vlákien, ktoré majú zvyčajne rozdielne priemery, spôsobené výrobnými toleranciami, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že je tvorený tvarovaným celistvým plochým kusom z deformovateľného materiálu, ktorý má prehýnaciu líniu, rozkladajúcu sa naprieč plochým kusom medzi jeho okrajmi a rovnobežne s nimi, a rozdeľujúcimi ho do dvoch k sebe navzájom pritiahnuteľných doskových členov, vybavených tromi v podstate rovinnými plochami, z ktorých každá plocha zviera ostrý uhol s druhou plochou, a to v takej vzájomnej konfigurácii, aby sa pri pritiahnutí doskových členov k sebe vytvorila dutina so všeobecne trojuholníkovým priečnym prierezom na zachytenie optických vlákien.

Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu plochy prechádzajú na svojich pozdĺžnych koncoch do vydutých vybraní na vedenie optických vlákien.

Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia má deformovateľný materiál medzu pevnosti medzi 21 a 115 MPa.

Ďalej je výhodné, keď deformovateľným materiálom je kov. Týmto kovom je výhodne zliatina hliníka.

A konečne je výhodné, keď je deformovateľným materiálom termoplastický polyetyléntereftalát.

Pri spojovacom elemente sa uvedeným uskutočnením vyrovnajú rozdiely v priemeroch koncov vlákien spôsobené výrobnými toleranciami a výsledkom toho je, že dva konce vlákien sa axiálne vyrovnajú a konce vlákien sú zovreté dostatočne prítlačnou silou zabraňujúcou ich oddeleniu od seba v prípade, že sa nevyskytnú extrémne veľké ťažné sily pôsobiace na vlákna a eliminujúce malé sily pôsobiace na vlákna.

Zariadenie podľa vynálezu využíva tri dotykové plochy, ktoré vytvárajú kanál na vycentrovanie vlákien, ako iné známe zariadenia, ale zariadenie podľa vynálezu je jed noduchšieho uskutočnenia a funkcie, ako známe zariadenia. Rozdiely v uskutočnení a vo funkcii budú objasnené ďalej.

Spojovací element podľa vynálezu má tri veľmi presné dotykové plochy pre vlákna a aspoň jedna z plôch je pohyblivá proti ostatným na integrálnej pohyblivej konštrukcii umožňujúcej jednoduchým pohybom vykonať zovretie. Plochy určené na zovretie vlákien sú zo začiatku od seba vzdialené na umožnenie vloženia vlákien, ktoré je tak veľmi ľahké, do progresívne sa zužujúceho kanálu alebo vedenia, kým sa koncové plochy nedotknú. Táto konštrukcia uľahčuje dotykom zisťovanie spätného posunu alebo vybočenia náprotivného vlákna, keď je prvé vlákno vo vedení tlačené oproti náprotivnému vláknu. Keď sa konce vlákien dotknú, spojovací element sa uzavrie a konce vlákien sú vyrovnané a zovreté.

Na uskutočnenie presného vycentrovania a zovretia vlákien je nutná iba veľmi malá ohybná alebo pružná deformácia plôch spojovacieho elementu podľa vynálezu na uloženie vlákien. Táto deformácia nevytvára žiadne vonkajšie tečenie materiálu paralelne s osou vlákna a nespôsobuje žiadnu pružnú deformáciu závesovej konštrukcie okolo zvieracích plôch.

Sily dostatočne veľké na rovnaké uloženie vlákien do každej zvieracej plochy spojovacieho elementu podľa vynálezu pružnou deformáciou môžu byť vyvinuté ľahko závesovou pákovou konštrukciou vytvorenou doskovými členmi spojovacieho elementu. Sotva dôjde k jeho zovretiu, udržiava spojovací element rovnaký prítlak na vlákna, ktorý má za následok vysokú pevnosť spojených vlákien v ťahu a výbornú stabilitu proti teplotným zmenám.

Počas vycentrovávania vlákien a spojovacieho procesu v spojovacom elemente podľa vynálezu sú na vlákno vyvodzované zvieracie sily. Pretože sklo má veľmi veľkú pevnosť v tlaku, spôsobujú tieto sily zatlačenie vlákien do troch pružných dotykových plôch vytvárajúcich tak vedenie vlákien v spojovacom elemente.

Tieto zvieracie sily pôsobiace na sklenený plášť vlákna spôsobujú pri spojení výbornú pevnosť v ťahu a odolnosť proti teplotným zmenám. Navyše vyvinutie zvieracej sily je ľahké a rýchlo dosiahnuteľné jednoducho stisnutím doskových členov spojovacieho elementu k sebe.

Spojovací element podľa vynálezu bol navrhnutý' rovnako na umožnenie opätovného roztvorenia a uvoľnenia koncov vlákien. Keď je nutné prepolohovať vlákna v spoji, možno zvieracie sily pôsobiace na obidva doskové elementy ľahko odstrániť a pružná pamäť doskových členov elementu s časťou závesu spôsobí, že sa úložné a zvieracie plochy vlákien od seba oddialia. Zvieracie sily pôsobiace na vlákna sa tým uvoľnia a vlákna je možné prepolohovať.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej bližšie objasnený na príkladoch uskutočnenia podľa priložených výkresov, na ktorých obr. 1 znázorňuje nárys plochého kusa tvoriaceho spojovací element podľa vynálezu, obr. 2 bokorys plochého kusa z obr. 1, obr. 3 pohľad na spojovací element vytvorený z plochého kusa podľa obr. 1, obr. 4 bokorys uzavretého spojovacieho elementu vytvoreného z plochého kusa z obr. 1, obr. 5 zväčšený čiastočný rez naprieč spojovacím elementom podľa obr. 3 pred zovretím optického vlákna a obr. 6 zväčšený čiastočný rez naprieč druhým uskutočnením spojovacieho elementu s vyrovnávacími plochami zodpovedajúcimi elementu podľa obr. 1 až 5, s doskovými členmi zhodnej dĺžky a tvaru, ktoré sa spolu spoja pomocou čiapočkového uzáveru.

Príklady uskutočnenia podľa vynálezu

Na priložených obr. 1 až 6 je znázornený spojovací element 70 vytvorený plochým kusom 72 z ohybného, poddajného, deformovateľného, pružného materiálu.

Obr. 1 znázorňuje uskutočnenia plochého kusa 72 vytvárajúceho spojovací element 70. Na obr. 1 je plochý kus 72 uskutočnený s určitým profilom. Plochý kus 72 má zoslabené miesto s redukovanou hrúbkou, tvorené drážkou 73 rozkladajúcou sa po celej dĺžke plochého kusa 72. Táto drážka 73 rozdeľuje plochý kus 72 na prvý doskový člen 74 alebo časť a druhý doskový člen 75 alebo časť. Drážka 73 tvorí prebýnaciu líniu, pozdĺž ktorej sa plochý kus 72 prehne relatívnym pohybom doskových členov 74 a 75 k sebe.

Prvý doskový člen 74 má jednu „V“ drážku 76 prebiehajúcu po celej dĺžke, ktorá je tvorená dvoma rovinnými opomými plochami 78 a 79, proti sebe sklonenými, pozri obr. 5. „V“ drážka 76 má na koncoch priľahlých koncom plochého kusa 72 upravené duté vyberania 80 a 81, ktoré sú napojené na kužeľové plochy. „V“ drážka 76 je rovnobežná s drážkou 73 a je umiestnená bližšie k drážke 73 ako okraj 82.

Druhý doskový člen 75 je pripojený k prvému doskovému členu 74 pozdĺž prehýnacej línie tvorenej drážkou 73. Prvý doskový člen 74, ako je znázornené, má pár rovnobežných vybraní 84 a 85, pozri obr. 5, rozkladajúcich sa po jeho dĺžke, medzi ktorými je vytvorená tretia z troch oporných plôch vedení optických vlákien, do ktorých sa umiestnia konce vlákien, ktoré majú byť spojené. Druhý doskový člen 75 má okraj 88 vzdialený od prehýnacej línie v drážke 73, pričom tento okraj 88 nie je v takej vzdialenosti ako okraj 82, na umožnenie prehnutia okraja 82 cez okraj 88, ako bude vysvetlené ďalej.

Okraj 88 je pripojený k plochému kusu 72 v drážke 73 koncovými stenami. V drážke 73 sú k plochému kusu 72 rovnako pripojené krídla 90 a 91. Krídla 90 a 91 vystupujú z drážky 73 s redukovanou hrúbkou, pričom každé je upravené pri koncovej stene druhého doskového člena 75. Krídla 90 a 91 sú uskutočnené s vybemiami 94 a 95, ktoré sú vyrovnané s treťou opornou plochou 86.

Vybrania 94 a 95 spolupracujú s vydutými vybraniami a s kužeľovitými plochami tvoriacimi lievikovité vodiace otvory na nasmerovanie koncov vlákien do vedenia na uloženie vlákien tvoreného plochami 78, 79 a 86, keď sa prvý a druhý doskový člen 74 a 75 prehnú, aby vytvorili úložné vedenie vlákien. Lievikovité otvory a mierny veniec pozdĺž dĺžky plôch 78, 79 a 86 vedú konce vlákien do vedenia a usporiadajú ich do náležitého vyrovnania, keď sa spojovací element 70 zatvorí.

Plochý kus 72 je výhodne vyrobený z kovu, ako je hliník, z plechu 0,5 mm hrubej zliatiny 3003 bez tepelného spracovania. Tvrdosť materiálu môže byť medzi 23 a 32 podľa Brinella (BHN) a medza pevnosti môže byť medzi 35 a 115 MPa. Ďalšia zliatina hliníka je 1100 bez tepelného spracovania, H 14 alebo H 15, spolu s medzou pevnosti a tvrdosťou v uvedených rozsahoch. Obidve zliatiny sú materiálom, ktorý je omnoho mäkší ako sklo optického vlákna a jeho plášťa, aleje poddajný tlakom zvierania vyvinutým na optické vlákna.

Táto deformácia je dostačujúca na tvarové prispôsobenie oporných plôch 78, 79 a 86 zvierajúcich optické vlákna a pokiaľ je jedno vlákno hrubšie ako druhé, zdeformujú sa oporné plochy 78, 79 a 86 dostatočne tak, aby zovreli obi

SK 280526 Β6 dva konce vlákien a zdeformujú sa dokonca aj menším z obidvoch vlákien. Týmto spôsobom spojovací element 70 vycentruje jadrá optických vlákien tak, že vo vyrovnanej polohe je vyrovnaných najmenej 90 % z celkovej plochy jadier koncov optických vlákien.

Materiál plochého kusa 72 je rovnako pružný, takže medza pružnosti materiálu v plochách závesu a pák tvorených bočnými časťami nie je prekročená, keď sa bočné časti - doskové členy 74, 75 - prehnú a uvedú do kontaktu, aby zovreli medzi sebou vlákna. Pružnosť materiálu je taká, že doskové členy 74 a 75 budú udržiavať prítlačnú silu na optické vlákna po vykonanom spojení, na zamedzenie rozpojenia vlákien roztiahnutím alebo ich rozcentrovaním posunom z ich vyrovnanej polohy. Tento plynulý pružný prítlak rovnako bráni akýmkoľvek zmenám uskutočneného spojenia vplyvom teplotných zmien. Keď je spojenie vykonané, je prítlačná sila na udržanie koncov vlákien vo vyrovnanom usporiadaní dostačujúca.

Konce vlákien sú v spojovacom elemente 70 držané tak, že ťažná sila, ktorá by ich vytrhla, by musela prekročiť medzu pevnosti v ťahu skleneného vlákna.

Na konštrukciu plošného kusa 72 je možné použiť aj iné kovy a kovové zliatiny alebo z nich vrstvené kovové materiály. Týmito kovmi sú meď, cín, zinok, olovo a ich zliatiny. Na vytvorenie priehľadného spojovacieho elementu je možné použiť polyméry a materiály, ktoré sú vhodné, vrátane termoplastického polyetylétereílalátu (PET), napríklad filmu. V súčasnosti prednostne používaný film je polyetyléntereftalátový glykólový (PETG) film s hrúbkou asi 0,5 mm. Materiál musí mať medzu pružnosti medzi 21 a 115 MPa a tvrdosť medzi 13 a 32 podľa Brinella, aby bol vytvorený element, ktorý je dostačujúci na vyrovnanie koncov vlákien a ich zovretia, aby sa zabránilo ich oddeleniu.

Spojovací element má normálne gél 100 umiestnený v priestore vedenia na uloženie vlákien, ktorý má index lomu prispôsobený jadru vlákna na zlepšenie kontinuity prenosu spojovacím elementom.

Ako je znázornené na obr. 3 a 4, je plochý kus 72 prehnutý pozdĺž zoslabenej časti vytvorenej drážkou 73, aby sa uviedli doskové členy 74 a 75 do polohy znázornenej na obr. 5. Krídla 90 a 91 sú rovnako prehnuté naplocho oproti prvému doskovému členu 74 a vyduté vybrania 80 a 81, spolu s vybraniami 94 a 95 tvoria otvory, ako je znázornené na obr. 4, do ktorých sú smerované konce vlákien, ktoré sa tak zavádzajú do vedenia na ich uloženie medzi doskovými členmi. 74 a 75. Konce vlákien sú tak vložené do vedenia tvoreného opornými plochami 78, 79 a 86.

Gél 100 s prispôsobeným indexom lomu je umiestnený vo vedení. Potom sa pohybuje doskovými členmi 74 a 75 k sebe, aby došlo k pevnému zovretiu vlákien a uloženiu koncov vlákien všeobecne v oporných plochách 76, 78 a 86, ako znázorňuje obr. 6. To nastane, keď sa horný okraj 82 prvého doskového člena 74 prehne cez okraj druhého doskového člena 75, aby sa obidva členy 74, 75 držali v zovretej polohe na koncoch vlákien za ich súčasného udržiavania vo vyrovnanej polohe. Deformovateľný materiál spojovacieho elementu 70 umožňuje opätovné roztvorenie elementu 72 na oddelenie koncov vlákien.

Obr. 6 rovnako znázorňuje modifikovaný spojovací element s doskovými členmi 120 a 121, ktoré majú zvyčajne rovnakú dĺžku. Horné konce doskových členov 120 a 121 sú zaoblené na vytvorenie zaoblených vonkajších okrajov. Doskové členy 120 a 121 sú tak tvarované na nasadenie vonkajšieho čiapočkového člena, ktorý tlačí obidva doskové členy 120 a 121 k sebe kvôli zovretiu koncov vlákien.

Tento spojovací element môže mať profil na prispôsobenie sa spojovaciemu elementu podľa patentu US 4 818 055 tak, že spojovací element šedi na základni, zodpovedajúcej základni 41, a doskové členy 120 a 121 sú vzájomne pritláčané do polohy vyrovnávajúcej vlákna čiapočkovým uzáverom zodpovedajúcim čiapočke 60 v uvedenom patente.

„V“ drážka 76 v doskovom člene 74 alebo v doskovom člene 120 má plochy 78 a 79 zvierajúce spolu zvyčajne uhol 60°. Doskové členy 120 a 121 sú vyrobené z opísaných materiálov.

Claims (2)

1. Spojovací element na spojovanie dvoch na tupo dotýkajúcich sa koncov optických vlákien, ktoré majú zvyčajne rozdielne priemery, spôsobené výrobnými toleranciami, vyznačujúci sa tým, že je tvorený tvarovaným celistvým plochým kusom z deformovateľného materiálu, ktorý má prehýnaciu líniu (73), rozkladajúcu sa naprieč plochým kusom medzi jeho okrajmi (82, 88) a rovnobežne s nimi, a rozdeľujúcu ho do dvoch k sebe navzájom pritiahnuteľných doskových členov (74, 75, 120, 121), vybavených tromi v podstate rovinnými plochami (78, 79, 86), z ktorých každá plocha (78, 79, 86) zviera ostrý uhol s druhou plochou (78, 79, 86), a to v takej vzájomnej konfigurácii, aby sa pri pritiahnutí doskových členov (74, 75, 120, 121) k sebe vytvorila dutina so všeobecne trojuholníkovým priečnym prierezom na zachytenie optických vlákien.

2. Spojovací element podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že plochy (78, 79, 86) prechádzajú na svojich pozdĺžnych koncoch do vydutých vybraní (80, 81, 94, 95), na vedenie optických vlákien.

3. Spojovací element podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že deformovateľný materiál má medzu pevnosti medzi 21 a 115 MPa.

4. Spojovací element podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že deformovateľným materiálom je kov.

5. Spojovací element podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že kovom je zliatina hliníka.

6. Spojovací element podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že deformovateľným materiálom je termoplastický polyetyléntereftalát.

2 výkresy

SK 280526 Β6

SK 280526 Β6

100