ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ РАЗЪЕМ ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ Российский патент 2013 года по МПК G02B6/38 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам передачи данных и более конкретно к системам соединения волоконно-оптических кабелей.

Уровень техники

Волоконно-оптические кабели широко применяются для передачи оптических сигналов с целью передачи данных с высокой скоростью. Волоконно-оптический кабель обычно включает: (1) волоконный световод или несколько волоконных световодов; (2) буфер или несколько буферов, окружающих световод или световоды; (3) упрочняющий слой, окружающий буфер или буферы; и (4) наружную оболочку. Волоконные световоды служат для передачи оптических сигналов. Типичный волоконный световод содержит внутренний сердечник, окруженный оболочкой, на которую нанесено покрытие. Буферы (например, свободные или плотно облегающие буферные трубки) обычно окружают и защищают волоконный световод с покрытием. Упрочняющий слой повышает механическую прочность волоконно-оптических кабелей, чтобы защитить внутренние волоконные световоды от механических нагрузок, воздействующих на кабели в процессе и после монтажа. Такой упрочняющий слой может быть выполнен, например, из арамидных нитей, стали или стекловолокнистых жгутов, пропитанных эпоксидной смолой. Наружные оболочки защищают от повреждений, вызываемых сдавливанием, абразивным воздействием и другими физическими повреждающими факторами. Наружные оболочки защищают также от химических повреждений (например, озоном, щелочью или кислотами).

Системы соединения волоконно-оптических кабелей используют для облегчения соединения и разъединения волоконно-оптических кабелей в полевых условиях, не требуя сращивания световодов. Типовая система соединения волоконно-оптических кабелей содержит волоконно-оптические разъемы, установленные на концах этих волоконно-оптических кабелей, и адаптер для механического и оптического соединения этих волоконно-оптических разъемов. Волоконно-оптические разъемы обычно содержат гильзы в качестве опоры для концов волоконных световодов волоконно-оптических кабелей. Торцевые поверхности гильз обычно полируют и часто делают наклонными. Адаптер имеет совмещенные коаксиально порты (т.е. гнезда), в которые вставляют подлежащие соединению волоконно-оптические разъемы. Адаптер содержит также внутреннюю втулку, принимающую и совмещающую гильзы волоконно-оптических разъемов, когда разъемы вставлены в порты адаптера. Когда гильзы и соответствующие волоконные световоды совмещены внутри втулки адаптера, оптический сигнал может проходить из одного световода в другой. Рассматриваемый адаптер обычно имеет систему механического крепления (например, с защелкиванием) для механического удержания волоконно-оптических разъемов внутри адаптера. Один из примеров известных систем соединения волоконных световодов описан в патентах US №6579014, 6648520 и 6899467.

Раскрытие изобретения

Одним из объектов настоящего изобретения является волоконно-оптический разъем с двумя фиксирующими системами для закрепления волоконно-оптического разъема в волоконно-оптическом адаптере.

Другим объектом настоящего изобретения является волоконно-оптический разъем, обеспечивающий относительно высокую плотность размещения волоконно-оптических схем внутри корпуса.

Еще одним объектом настоящего изобретения является волоконно-оптический разъем с коническим интерфейсом, обеспечивающим взаимодополняющее сопряжение с соответствующим ответным коническим интерфейсом волоконно-оптического адаптера.

Различные дополнительные аспекты настоящего изобретения будут рассмотрены в описании, следующем ниже. Эти аспекты изобретения могут относиться к индивидуальным признакам или к совокупностям признаков. Понятно, что и предшествующее общее описание, и последующее подробное описание даны только в качестве примеров и для пояснения и никак не ограничивают широкую область применения принципов, на которых базируются описываемые здесь варианты осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вариант системы соединения волоконных световодов согласно изобретению, вид в перспективе;

на фиг.2 - система соединения волоконных световодов, показанная на фиг.1, с установленным на конце волоконно-оптического кабеля разъемом рассматриваемой системы соединения волоконных световодов, вид в перспективе;

на фиг.3 - система соединения волоконных световодов согласно фиг.1 с адаптером системы соединения волоконных световодов, показанным штриховыми линиями воображаемого контура;

на фиг.4 - система соединения волоконных световодов согласно фиг.1 с адаптером системы соединения волоконных световодов, установленным на схематически показанном кожухе;

на фиг.5 - система соединения волоконных световодов, показанная на фиг.1, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;

на фиг.6 - сечение системы, показанной на фиг.5, по линии 6-6;

на фиг.7 - волоконно-оптический разъем системы соединения волоконных световодов, показанной на фиг.1, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;

на фиг.8 - основная часть корпуса волоконно-оптического разъема, показанного на фиг.7,вид в перспективе;

на фиг.9 - основная часть, показанная на фиг.8, вид сверху;

на фиг.10 - крышка корпуса волоконно-оптического разъема, показанного на фиг.7, вид в перспективе;

на фиг.11 - крышка, показанная на фиг.10, вид в плане;

на фиг.12 - волоконно-оптический адаптер системы соединения волоконных световодов, показанной на фиг.1, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;

на фиг.13 - вид сечения системы по линии 13-13, как показано на фиг.12;

на фиг.14 - увеличенный вид части изображения на фиг.3;

на фиг.15 - увеличенное изображение защелки волоконно-оптического адаптера системы соединения волоконных световодов, показанной на фиг.1;

на фиг.16 - система соединения волоконных световодов и волоконно-оптического кабеля согласно фиг.2, вид сбоку;

на фиг.17 - сечение изображения на фиг.16 по линии 17-17;

на фиг.18 - система соединения волоконных световодов и волоконно-оптического кабеля согласно фиг.2, вид сверху;

на фиг.19 - вид сечения изображения на фиг.18 по линии 19-19;

на фиг.20 - другая система соединения волоконных световодов, признаки которой являются примерами объектов изобретения, вид в перспективе;

на фиг.21 - система соединения волоконных световодов согласно фиг.20, вид сверху;

на фиг.22 - вид сечения изображения на фиг.23 по линии 22-22;

на фиг.23 - система соединения волоконных световодов согласно фиг.20, вид с торца.

Осуществление изобретения

На фиг.1-5 показана система 30 соединения волоконных световодов согласно изобретению для оптического соединения первого волоконно-оптического кабеля 20 (см. фиг.4) со вторым волоконно-оптическим кабелем 22 (см. фиг.4). Система 30 соединения волоконных световодов содержит волоконно-оптический адаптер 34, первый волоконно-оптический разъем 32 на конце первого кабеля 20 и второй волоконно-оптический разъем 33 (показан на фиг.3) на конце второго волоконно-оптического кабеля 22. Адаптер 34 расположен в кожухе 19 (показан схематично на фиг.4). Этот адаптер 34 содержит первый порт 35 для приема первого разъема 32 и второй порт 37 для приема второго разъема 33. Когда разъемы 32, 33 вставлены в соответствующие порты 35, 37 адаптера 34, первый кабель 20 оказывается оптически соединен со вторым кабелем 22.

Как показано на фиг.4, первый кабель 20 является внешним кабелем (например, внешний кабель оборудования, расположенный вне кожуха 19), а второй кабель 22 находится внутри кожуха 19. В этом варианте первый кабель 20 предназначен для передачи оптического сигнала извне к кожуху 19, а система 30 соединения волоконных световодов позволяет передать сигнал из первого кабеля 20 во второй кабель 22.

Каждый из кабелей 20 и 22 содержит один или несколько волоконных световодов для передачи оптических сигналов. Такой волоконный световод содержит сердечник, окруженный оболочкой. Сердечник является центральной областью волоконного световода, проводящей свет. Оболочка окружает сердечник и выполнена из материала с меньшим показателем преломления, чем материал сердечника. Передача оптического сигнала вдоль сердечника происходит за счет отражения света внутри сердечника. Волоконные световоды могут быть защищены буферными трубками. Волоконно-оптические кабели могут также содержать упрочняющие элементы для увеличения прочности волоконно-оптических кабелей на разрыв. Волоконные световоды, упрочняющие элементы, буферные трубки и другие компоненты кабеля могут быть окружены наружной оболочкой или рубашкой, образующей защитное покрытие для компонентов кабеля. Как показано на фиг.5, первый кабель 20 содержит центральную буферную трубку 220, внутри которой заключен по меньшей мере один волоконный световод 222. Упрочняющие элементы 224 находятся на противоположных сторонах центральной буферной трубки 220. Эти упрочняющие элементы 224 и буферная трубка расположены внутри наружной оболочки 226 кабеля 20.

Внутри кожуха 19 могут находиться самые разнообразные оптические устройства (например, терминалы для ответвления оптических сигналов, пьедесталы, оборудование сетевых интерфейсов, волоконно-оптические распределительные концентраторы, муфты для сращивания световодов, оптические сетевые терминалы и т.п.). В одном из вариантов осуществления изобретения адаптеры 34 могут быть установлены на терминале для ответвления оптических сигналов, описанном в заявке США на патент на изобретение №11/075847 под названием «Волоконно-оптический терминал доступа», поданной 8 марта 2005 г. и включенной в настоящее описание по ссылке во всей своей полноте. В таких вариантах осуществления изобретения кабель 20 может быть отводным кабелем, проложенным к аппаратуре абонента, а кабель 22 может представлять собой снабженный разъемом волоконный световод из состава ответвительного кабеля, проложенного от терминала для ответвления оптических сигналов к точке ответвления от распределительного волоконно-оптического кабеля. Пример такого ответвления волоконно-оптического кабеля описан в заявке США на патент на изобретение №11/491336, под названием «Конструкция ответвления волоконно-оптического кабеля с блоком крепления», поданной 21 июля 2006 г., и включенной в настоящее описание по ссылке во всей своей полноте. В другом варианте осуществления изобретения один или несколько рассматриваемых адаптеров могут быть установлены в аппаратуре сетевого интерфейса, например, описанной в заявке США на патент на изобретение №11/607676 под названием «Аппаратура сетевого интерфейса», поданной 1 декабря 2006 г. и включенной в настоящее описание по ссылке во всей своей полноте. В таком варианте осуществления изобретения первый кабель 20 может быть отводным кабелем, а кабель 22 может представлять собой снабженный разъемом кабель/волоконный световод, расположенный внутри аппаратуры сетевого интерфейса. В альтернативном варианте осуществления изобретения система 30 соединения волоконных световодов может быть также использована без отдельного кожуха (например, адаптер может быть установлен на панели).

В описываемом варианте осуществления изобретения первый разъем 32 и адаптер 34 имеют повышенную прочность или надежность. Повышенная прочность или надежность должны обеспечивать возможность работы первого разъема 32 и адаптера 34 вне помещений. Например, первый разъем 32 и адаптер 34 могут иметь герметичные уплотнители для предотвращения проникновения влаги/воды. Предпочтительно также, чтобы первый разъем 32, соединенный с адаптером 34, был способен выдержать осевое вытягивающее усилие 445 Н. Второй разъем 33 может быть обычным волоконно-оптическим разъемом, например разъемом абонентского канала ("SC"). Один пример такого SC-разъема показан и описан в патенте US №5317663, включенном в настоящее описание по ссылке во всей своей полноте.

Как показано на фиг.5 и 7, первый разъем 32 содержит корпус 39 разъема, имеющий основную часть 36 и крышку 41. Корпус 39 разъема протяжен от дальнего конца 52 к ближнему концу 54 (дальний и ближний концы определены по отношению к соединению волоконно-оптического кабеля 20 с разъемом 32). На дальнем конце 52 корпуса 39 разъема установлен блок 43 гильзы, а на ближнем конце 54 корпуса 39 разъема установлен колпачок 42 для разгрузки натяжения. Вокруг наружной стороны корпуса 39 разъема по периметру установлен уплотнительный элемент 49 (например, уплотнительное кольцо). Этот уплотнительный элемент 49 предназначен для создания уплотнения между корпусом 39 разъема и адаптером 34, когда первый разъем 32 вставлен в первый порт 35 адаптера 34. Первый разъем 32 содержит также обжимной бандаж 38, устанавливаемый поверх основной части 36 и крышки 41, и уплотнительную трубку 106, герметизирующую стык между кабелем 20 и корпусом 39 разъема. Обжимной бандаж 38 помогает удержать крышку 41 на основной части 36, а также помогает закрепить упрочняющие элементы 224 кабеля 20 на месте между крышкой 41 и основной частью 36. Первый разъем 32 содержит первую и вторую крепежные структуры для удержания (т.е. соединения, закрепления и т.п.) первого разъема 32 внутри первого порта 35 адаптера 34. Например, первый разъем 32 может иметь защелку 50 (см. фиг.3, 7, 14 и 15) для механического сцепления с адаптером 34, когда первый разъем 32 вставлен в первый порт 35. Первый разъем 32 содержит также стяжную гайку 40, заворачиваемую по резьбе в адаптер 34 для удержания первого разъема 32 внутри первого порта 35 адаптера 34.

Корпус 39 разъема 32 протяжен от дальнего конца 52 к ближнему концу 54. На дальнем конце 52 образована штекерная секция 56, а на ближнем конце 54 два лепестка 58. Один из лепестков 58 образован частью 36 корпуса, а другой лепесток 58 образован крышкой 41 корпуса 39. Часть 36 выполнена в виде единой литой детали (например, литой пластмассовой детали, как показано на фиг.7-9), а крышка 41 выполнена в виде отдельной единой литой детали (например, литой пластмассовой детали, как показано на фиг.7, 10 и 11). Внутри корпуса 39 разъема от ближнего конца 54 до дальнего конца 52 проходит центральный канал 118. Этот центральный канал 118 имеет дальний участок 118а, проходящий сквозь штекерную секцию 56 корпуса 39 разъема, и ближний участок 118b, ограниченный между частью 36 и крышкой 41. Ближний участок 118b центрального канала 118 ограничен частично частью 36 и частично крышкой 41. Снятие крышки 41 с части 36 открывает доступ сбоку к ближнему участку 118b центрального канала 118. Дальний участок 118а канала 118 полностью ограничен частью 36 и проходит сквозь штекерную секцию 56. Дальний участок 118а канала 118 имеет дальний конец на дальнем конце 52 корпуса 39 и ближний конец рядом с ближним участком 118b канала 118.

Размеры и форма штекерной секции 56 разъема 32 позволяют плотно вставить ее в первый порт 35 адаптера 34, как показано на фиг.3, 17 и 19. Дальний конец штекерной секции 56 предпочтительно имеет коническую форму, сопряженную или согласованную (например, вложенную или взаимодополняющую) с коническим участком первого штекерного гнезда 59, доступным через первый порт 35 (см. фиг.17). Как показано на фиг.17, коническая форма ограничена противоположными поверхностями (например, левой и правой поверхностями 61, 63), сходящимися по направлению вдоль центральной оси А1 разъема 32 в сторону дальнего конца. Конец штекерной секции 56 усечен. Когда штекерная секция 56 вставлена в первое штекерное гнездо 59, поверхности 61,63 входят в контакт с наклонными поверхностями 67, 69, ограничивающими первое штекерное гнездо 59, и располагаются параллельно или по существу параллельно этим наклонным поверхностям.

Как показано на фиг.14 и 15, защелка 50 первого разъема 32 выполнена на верхней стороне штекерной секции 56. Защелка 50 имеет консольный рычаг 90, основание 81 которого выполнено за одно целое со штекерной секцией 56. Рычаг 90 выступает в направлении дальнего конца разъема от основания 81 к свободному концу 83. Рядом со свободным концом 83 рычага 90 расположен зубец 51 фиксатора, имеющий восходящую область 92 и нисходящую область 94. Рычаг 90 изгибается, когда штекерную секцию 56 вставляют в первый порт 35 адаптера 34, для создания защелкнутого соединения между первым разъемом 32 и адаптером 34, когда штекерная секция 56 полностью вставлена в первый порт 35. Например, как показано на фиг.14, зубец 51 фиксатора входит со щелчком в паз 82 защелки, ограниченный адаптером 34. Паз 82 защелки частично ограничен удерживающей поверхностью 96.

Когда штекерную секцию 56 вставляют в первый порт 35 адаптера 34, этот адаптер 34 отгибает рычаг 90 защелки 50 к оси А1 в результате контакта восходящей области 92 с адаптером 34. Рычаг 90 выполнен из материала, способного изгибаться при нажатии, например из пластмассы. Введение штекерной секции 56 в порт 35 продолжается до тех пор, пока восходящая область 92 не пройдет мимо удерживающей поверхности 96 паза 82. После того как восходящая область 92 полностью пройдет мимо удерживающей поверхности 96, нисходящая область 94 входит в контакт с этой удерживающей поверхностью 96. Усилие, создаваемое изгибом рычага 90, заставляет зубец 51 фиксатора подняться после прохождения нисходящей области 94 мимо удерживающей поверхности 96. Введение продолжается до тех пор, пока нисходящая область 94 не пройдет полностью или почти полностью мимо удерживающей поверхности 96 паза 82. В этот момент адаптер 34 перестает сжимать рычаг 90, так что рычаг 90 возвращается в несжатое состояние. В альтернативном варианте осуществления изобретения адаптер 34 может при необходимости сохранять некоторую степень сжатия рычага 90.

Одним из достоинств рассматриваемой защелки является то, что он создает усилие, не допускающее удаления первого разъема 32 из первого порта 35 и тем самым препятствующее непреднамеренному разъединению первого разъема 32 и выходу его из первого порта 35. Если, например, первый разъем 32 начинает двигаться в направлении от первого порта 35, нисходящая область 94 входит в контакт с удерживающей поверхностью 96 паза 82 защелки. В этом положении для отделения первого разъема 32 от первого порта 35 необходимо приложить усилие в направлении от первого порта 35, достаточное для сжатия рычага 90, чтобы нисходящая область 94 отводилась от поверхности 96. Необходимое усилие регулируется жесткостью рычага 90, а также наклоном нисходящей области 94. Форма защелки 50 также обеспечивает физическую и звуковую индикацию того, что первый разъем 32 полностью вставлен в первый порт 35.

Восходящая область 92 зубца 51 фиксатора имеет угол подъема, обозначенный А2, а нисходящая область 94 этого зубца 51 фиксатора имеет угол снижения, обозначенный A3. В показанном на чертеже примере угол А2 меньше угла A3. Преимущество такой конфигурации заключается в том, что защелку 50 легче вставить, чем извлечь, поскольку уменьшенный угол подъема (А2) не создает столь же большого сопротивления введению разъема, как сопротивление, создаваемое увеличенным углом снижения (A3) для извлечения разъема. В одном примере угол A3 примерно вдвое больше угла А2. В другом примере угол А2 примерно равен углу A3. Однако понятно, что углы А2 и A3 могут иметь произвольную величину. В одном примере углы А2 и A3 лежат в диапазоне от 0° до 90° и предпочтительнее от 15° до 85°. В другом примере угол А2 лежит в пределах от 15° до 45°, а угол A3 - в пределах от 30° до 90°.

Восходящая и нисходящая области 92 и 94 сходятся в вершине на высоте H1. Рычаг 90 выступает на высоту Н2 над соседними участками штекерной секции 56. В одном примере высота HI примерно равна высоте Н2. В альтернативном варианте высота Н2 больше высоты HI, чтобы соседние участки штекерной секции 56 не мешали перемещению защелки 50. В другом варианте высота Н2 может быть меньше высоты HI на столько, чтобы оставалось достаточно места для входа защелки 50 в паз 82.

В другом примере угол A3 может быть около 90°, так что нисходящая область 94 выступает в основном перпендикулярно рычагу 90. В этом примере такая нисходящая область 94 не позволит извлечь защелку 50 путем простого приложения усилия в направлении от порта 35. Вместо этого защелку 50 можно освободить вручную путем нажатия на нее, например через паз 82. Защелка 50 может быть нажата, например, узким инструментом, вставленным через паз 82. В альтернативном варианте над пазом 82 может быть расположена кнопка. Эта кнопка может иметь рычажок, входящий в паз 82, который при нажатии на кнопку нажимает на защелку 50, позволяя извлечь первый разъем 32 из первого порта 35.

Стяжная гайка 40 первого разъема 32 образует второе средство крепления первого разъема 32 с адаптером 34. После того как защелка 50 вошла в зацепление и заблокировалась в адаптере 34, можно завернуть стяжную гайку 40 по соответствующей резьбе, нарезанной внутри первого порта 35, для создания второго соединения с адаптером 34. Соединение между стяжной гайкой 40 и адаптером 34 обеспечивает значительно большее сопротивление вытягиванию разъема из адаптера по сравнению с аналогичным сопротивлением, создаваемым защелкой 50. В рассматриваемом примере стяжная гайка 40 удерживает первый разъем 32 в первом порте 35, даже если на этот первый разъем 32 действует вытягивающее усилие по меньшей мере 445 Н.

Стяжная гайка 40 первого разъема 32 имеет первую область 180 и вторую область 182. В первой области 180 выполнены несколько бороздок 184, чтобы за первую область 180 можно было взяться рукой, например, когда техник или другой пользователь присоединяет разъем 32 к адаптеру 34 или отсоединяет разъем от адаптера. Бороздки 184 могут представлять собой несколько продольных канавок, чтобы пользователю было легче вращать стяжную гайку 40. Поворот стяжной гайки 40 позволяет соединительным элементам во второй области 182 входить в зацепление или выходить из зацепления с адаптером 34. В показанном на чертежах варианте осуществления изобретения вторая область 182 имеет соединительные элементы в виде наружной резьбы 75, сопрягаемой с внутренней резьбой 76 в первом порте 35 адаптера 34. В другом варианте осуществления изобретения могут быть использованы другие соединительные элементы.

Блок 43 гильзы для первого разъема 32 содержит гильзу 100 (например, керамическую гильзу), цилиндр 101, установленный на гильзе 100, пружину 102 и держатель 104 пружины. Блок 43 гильзы вставляют в первый разъем 32, когда с основной части 36 снята крышка 41. Чтобы вставить блок гильзы 43 в корпус 39 разъема, гильзу 100 помещают в дальний участок 118а центрального канала, вводя эту гильзу 100 через ближний конец дальнего участка 118а. При такой установке цилиндр 101 упирается в уступ 103, расположенный внутри штекерной секции 56 (см. фиг.17 и 18). После этого в дальний участок 118а сзади гильзы 100 вставляют пружину 102. Затем в карман 114 (см. фиг.8-11) основной части 36 сзади пружины вставляют держатель 104 пружины, так что пружина оказывается зажата в дальнем участке 118а канала между цилиндром 101 и держателем 104 пружины. Таким образом, гильза 100 оказывается подпружинена в направлении дальнего конца.

Конфигурация ближнего участка корпуса 39 разъема позволяет надежно соединить первый кабель 20 и первый разъем 32. Например, размеры ближнего участка 118b центрального канала 118 позволяют вставить в него буферную трубку 220 первого кабеля 20. На противоположных сторонах ближнего участка 118b центрального канала выполнены приемные элементы 120 (например, каналы, проходы, канавки и т.п.) для приема упрочняющих элементов 224 первого кабеля 20. Часть 36 имеет установочные отверстия 116, куда входят соответствующие установочные штырьки 117 крышки 41, обеспечивающие правильное совмещение крышки 41 с частью 36 при их соединении. Корпус 39 разъема имеет также выпускные отверстия 122, чтобы клей мог вытекать изнутри корпуса 39, когда крышка 41 соединена с частью 36. Во внутреннем объеме корпуса 39 выполнены структуры для улучшения адгезии между клеем и внутренними поверхностями корпуса. Например, внутри корпуса выполнены несколько пазов 123 для усиления адгезии внутренней поверхности корпуса 39. Другими структурами, усиливающими адгезию, могут быть накатка, шероховатость поверхности или иные структуры.

На наружной поверхности корпуса 39 разъема выполнена круговая канавка 112 для установки уплотнительного элемента 49. На наружной поверхности корпуса 39 образованы также круговые уступы 123 и 124 (см. фиг.7), в которые могут упираться обжимной бандаж 38 после сборки разъема, и круговой уступ 113 (фиг.8 и 9). В наружной поверхности лепестков 58 выполнено круговое углубление 128. На внутренней стороне лепестков 58 расположены крепежные зубцы 130.

Далее установка разъема 32 на конце волоконно-оптического кабеля 20 описана со ссылками на фиг.5. Для начала установки зачищают конец волоконно-оптического кабеля. В процессе зачистки удаляют наружную оболочку 226, чтобы открыть упрочняющие элементы 224 и буферную трубку 220. После завершения зачистки срезают часть буферной трубки 220, чтобы открыть волоконный световод 222.

Когда конец кабеля 20 подготовлен, как описано выше, посредством скольжения надевают колпачок 42 на этот конец волоконно-оптического кабеля 20 и затем устанавливают уплотнительную трубку 106 (например, термоусадочную трубку или термоусадочную ленту/оплетку), стяжную гайку 40 и обжимной бандаж 38. Зачищенный волоконный световод 222 затем пропускают через держатель 104 пружины и пружину 102 и устанавливают внутри гильзы 100. После этого вставляют блок 43 гильзы в штекерную секцию 56 корпуса 39 разъема.

После установки блока гильзы внутрь корпуса 39 разъема первый кабель 20 закрепляют в корпусе 39 разъема, так что кабель 20 выходит в продольном направлении из ближнего конца 54 корпуса 39. На фиг.5 и 7 показаны перспективные виды части 36 со снятой крышкой 41, как в положении для сборки с волоконно-оптическим кабелем. При сборке с кабелем упрочняющие элементы 224 волоконно-оптического кабеля 20 вставляют в приемные элементы 120 и вводят буферную трубку 220 в ближний участок 118b центрального канала 118, так что волоконный световод 222 проходит в основном вдоль оси А1. После этого наносят клей на буферную трубку 220, упрочняющие элементы 224, центральный канал 118 и приемные элементы 120, включая то, что находится внутри части 36 и крышки 41. В качестве клея можно использовать эпоксидную смолу или клей какого-либо иного типа. В альтернативном варианте можно также применить крепежные элементы для соединения крышки 41 с частью 36. Часть 36 и крышку 41 совмещают должным образом посредством расположенных на внутренней стороне крышки 41 штырьков 117, входящих при сборке в установочные отверстия 116 части 36. После этого прижимают крышку 41 к части 36, чтобы закрыть упрочняющие элементы 224, буферную трубку 220 и волоконный световод 222 внутри корпуса 39 разъема. Образованные в части 36 и крышке 41 выпускные отверстия 122 для выхода клея позволяют удалить излишки клея из корпуса 39. Когда крышку 41 прижимают к части 36, излишек клея вытекает из корпуса наружу через выпускные отверстия 122 и может быть затем стерт с поверхности.

Волоконно-оптический кабель 20 зачищают на предыдущем этапе предпочтительно таким образом, чтобы наружная оболочка 226 оканчивалась на уступе 136 (см. фиг.8-11) корпуса 39. Этот уступ 136 расположен у дальних концов лепестков 58 и у ближних концов приемных элементов 120 и центрального канала 118. Таким образом, когда крышка 41 соединена с частью 36, лепестки 58 закрывают конец наружной оболочки 226. Когда крышку 41 и часть 36 прижимают друг к другу, зубцы 130 лепестков 58 прижимаются к наружной оболочке 226 или вдавливаются в нее. Эти зубцы 130 ориентированы таким образом, чтобы препятствовать движению наружной оболочки 226 в направлении ближнего конца от части 36. Таким образом, зубцы 130 образуют еще одно средство крепления, удерживающее волоконно-оптический кабель в прочном зацеплении с корпусом 39 разъема.

После соединения крышки 41 с частью 36 и волоконно-оптическим кабелем 20 надвигают со скольжением обжимной бандаж 38 поверх части корпуса 39 разъема и обжимают на месте для надежного закрепления крышки 41 на части 36. Затем поверх участка обжимного бандажа 38 надвигают уплотнительную трубку 106, чтобы закрыть конец кабеля 20, ближний конец корпуса 39 разъема и по меньшей мере участок обжимного бандажа 38. Затем уплотнительную трубку 106 нагревают, чтобы вызвать усадку трубки и плотное облегание соседних участков корпуса 39 разъема, обжимного бандажа 38 и волоконно-оптического кабеля 20 и загерметизировать разъем против попадания посторонних веществ. После этого поверх обжимного бандажа 38, уплотнительной трубки 106 и корпуса 30 разъема надвигают со скольжением стяжную гайку 40. Затем поверх первого разъема 32 и уплотнительной трубки 106 надвигают со скольжением колпачок 42. Этот колпачок 42 выполнен, например, из гибкого полимерного/каучукового материала. На дальнем конце колпачка 42 может быть выполнена структура (например, выступающий внутрь фланец или бортик), образующая механическое взаимоблокирующее зацепление с канавкой 128 лепестков 58. Хотя лепестки 58 отделены от колпачка 42 уплотнительной трубкой 106, эта уплотнительная трубка 106 плотно охватывает лепестки 58, так что колпачок 42 может войти в зацепление с канавкой 128 на лепестках 58. Затем в канавку 112, окружающую корпус 39 разъема, помещают уплотнительный элемент 49, завершая установку разъема 32 на волоконно-оптическом кабеле 20. Колпачок 42 удерживает стяжную гайку 40 на корпусе 39 разъема.

Как показано на фиг.1, 2, 5 и 12, адаптер 34 системы 30 соединения волоконных световодов содержит наружный корпус 44, включающий в себя первую секцию 45 корпуса и соединенную с ней вторую секцию 47 корпуса. Первая секция 45 корпуса ограничивает первый конец 70 наружного корпуса 44, где расположен первый порт 35. Вторая секция 47 корпуса ограничивает второй конец 72 наружного корпуса 44, где расположен второй порт 37. Внутри наружного корпуса 44 установлен блок 140 адаптера. Адаптер 34 содержит также монтажное кольцо или гайку 46, установленную на наружном корпусе 44 снаружи.

Первая секция 45 корпуса адаптера 34 имеет первую область 60, отделенную от второй области 62 уступом 64. Первая и вторая области 60, 62 имеют в основном цилиндрическую наружную форму, а уступ 64 уменьшает диаметр от первой области 60 ко второй области 62. На второй области 62 рядом с уступом 64 выполнена наружная резьба 66. Эта наружная резьба 66 сопрягается с соответствующей внутренней резьбой 68 монтажной гайки 46, так что монтажную гайку 46 можно навернуть по резьбе на вторую область 62 первой секции 45 корпуса. На противоположных сторонах второй области 62 выполнена также пара защелок 167, используемых для крепления первой секции 45 корпуса ко второй секции 47 корпуса. Каждая из защелок 167 содержит гибкий консольный рычаг 170, основание которого выполнено за одно целое со второй областью 62. Каждый консольный рычаг 170 ограничивает отверстие 172 для приема соответствующего зубца 174 фиксатора второй секции 47 корпуса, когда первая и вторая секции 45, 47 корпуса соединены друг с другом.

Как показано на фиг.12, первая область 60 ограничивает первый порт 35 адаптера 34. В первой области рядом с первым концом 70 корпуса 44 нарезана внутренняя резьба 76. Эта внутренняя резьба 76 внутри первого порта 35 соответствует наружной резьбе 75 стяжной гайки 40, когда эту стяжную гайку 40 заворачивают по резьбе в первый порт 35 для создания надежного соединения между первым разъемом 32 и адаптером 34.

Как показано на фиг.17 и 19, первая секция 45 корпуса ограничивает кольцевую уплотнительную поверхность 78, расположенную внутри первой секции 45 корпуса рядом с внутренней резьбой 76. Наклонная переходная область 79 уменьшает внутренний диаметр первого порта 35 от внутренней резьбы 76 до кольцевой уплотнительной поверхности 78. Эта кольцевая уплотнительная поверхность 78 предпочтительно является по существу цилиндрической и предназначена для соединения с уплотнительным элементом 49 первого разъема 32, когда этот первый разъем 32 полностью вставлен в первый порт 35. Стык между кольцевой уплотнительной поверхностью 78 и уплотнительным элементом 49 создает внутреннее герметичное уплотнение между первым разъемом 32 и адаптером 34.

Как показано на фиг.17 и 19, первая секция 45 корпуса ограничивает внутренний карман 80 во второй области 62 для приема концевого участка второй секции 47 корпуса при соединении первой и второй секций 45, 47 корпуса. Карман 80 отделен от кольцевой уплотнительной поверхности 78 уступом 84, где происходит увеличение диаметра от кольцевой уплотнительной поверхности 78 к карману 80. Как показано на фиг.13, в кармане 80 выполнен выступ 150 (например, зубец или направляющая) для обеспечения правильного углового совмещения между первой секцией 45 корпуса и второй секцией 47 корпуса. При соединении первой и второй секций 45, 47 корпуса друг с другом выступ 150 входит в соответствующий паз 151, ограниченный второй секцией 47 корпуса.

Вторая секция 47 корпуса адаптера 34 имеет первую область 86, отделенную от второй области 88 уступом 89. Эти первая и вторая области 86 и 88 имеют по существу цилиндрическую наружную форму. Уступ 89 создает уменьшение наружного диаметра от первой области 86 ко второй области 88. В рассматриваемой второй области 88 выполнены крепежные зубцы 174 для соединения первой секции 45 корпуса с второй секцией 47 корпуса.

Первая область 86 второй секции 47 корпуса имеет пару расположенных на противоположных сторонах защелок 160 для закрепления блока адаптера 140 внутри второй секции 47 корпуса. Как показано на фиг.12 и 17, каждая из защелок 160 имеет консольный рычаг 161, основание 162 которого выполнено за одно целое со второй секцией 47 корпуса, а напротив основания 162 расположен свободный конец 163. На этих свободных концах 163 образованы зубцы 164 фиксатора. Зубцы 164 фиксатора имеют наклонные поверхности 166, которые ориентированы под углом к центральной оси адаптера 34, и удерживающие поверхности 168, ориентированные в основном поперек центральной оси адаптера 34. Первая область 86 второй секции 47 корпуса может также иметь паз 169 (см. фиг.3) для приема соответствующей направляющей 165 второго разъема 33, чтобы второй разъем 33 был вставлен во второй порт 37 гарантированно в правильной ориентации относительно поворота.

Вторая область 88 второй секции 47 корпуса ограничивает первое штекерное гнездо 59 для приема штекерной секции 56 первого разъема 32, когда первый разъем вставляют в первый порт 35 адаптера. Как было описано ранее, первое штекерное гнездо 59 имеет конический участок, ограниченный противоположными поверхностями 67, 69, сходящимися одна к другой в направлении второго конца 72 адаптера 34. Коническая конфигурация первого штекерного гнезда 59 и штекерной секции 56 первого разъема 32 способствует поддержанию прецизионного совмещения первого разъема 32 в адаптере 34. Первая область 86 второй секции 47 корпуса ограничивает также второе штекерное гнездо 97, соответствующее второму порту 37 адаптера. Это второе штекерное гнездо 97 предназначено для приема второго разъема 33.

Блок 140 адаптера 34 содержит зажим 201 для крепления разъема, разрезную втулку 202 и упорную деталь 204. Разрезная втулка 202 предназначена для приема гильз первого и второго разъемов 32, 33, когда эти разъемы вставлены в адаптер 34, чтобы обеспечить совмещение между волоконными световодами 222 разъемов 32, 33. Зажим 201 для крепления разъема содержит пару рычагов 206 защелок, входящих в зацепление с вторым разъемом 33, когда этот второй разъем вставлен во второй порт 37 адаптера 34. Таким образом, рычаги 206 защелки удерживают второй разъем 33 во втором порте 37. Зажим 201 для крепления разъема имеет также цилиндрическое гнездо 208 для приема одного конца разрезной втулки 202. Другой конец этой разрезной втулки вставлен в цилиндрическое гнездо 209 упорной детали 204. Таким образом, разрезная втулка зажата между зажимом 201 для крепления разъема и упорной деталью 204. Фланцы 211 и 212 зажима 201 для крепления разъема и упорной детали 204 прикреплены один к другому для закрепления разрезной втулки 202 между зажимом 201 для крепления разъема и упорной деталью 204. Когда разрезная втулка 202 установлена между зажимом 201 для крепления разъема и упорной деталью 204, эта разрезная втулка 202 имеет лишь ограниченное пространство для осевого скольжения в цилиндрических гнездах 208, 209. Однако это ограниченное пространство позволяет разрезной втулке 202 «плавать» внутри цилиндрических гнезд 208, 209 для обеспечения должного совмещения между гильзами 100 разъемов 32,33.

При установке собранного блока 140 адаптера во второй секции 47 корпуса вставляют этот блок адаптера 140 во второе штекерное гнездо 97 через второй порт 37 адаптера. Когда блок адаптера вставлен во второе штекерное гнездо 97, фланцы 211, 212 блока адаптера входят в контакт с наклонными поверхностями 166 консольных рычагов 161, заставляя консольные рычаги отгибаться наружу. После того как фланцы 211, 212 под давлением прошли мимо наклонных поверхностей 166, консольные рычаги 161 защелкиваются радиально внутрь, а удерживающие поверхности 168 зубцов 164 фиксатора захватывают и удерживают блок 140 адаптера внутри второй секции 47 корпуса (см. фиг.17). В таком положении конец, где находится зажим крепления разъема, блока 140 адаптера доступен из второго порта 37 адаптера 34, а конец, где находится упорная деталь, блока адаптера 140 доступен из первого порта 35 адаптера 34. Фланцы 211, 212 зажаты между удерживающими поверхностями 168 зубцов 164 фиксатора и уступом 213 второй секции 47 корпуса. Цилиндрическое гнездо 208 зажима 201 для крепления разъема расположено внутри второго штекерного гнезда 97, а цилиндрическое гнездо 209 упорной детали 204 расположено внутри первого штекерного гнезда 59. Разрезная втулка 202 ориентирована в основном вдоль центральной оси адаптера 34. В описываемом варианте осуществления изобретения адаптер не содержит структур (например, пружины или другой отжимающей или упругой структуры), которые позволили бы блоку 140 адаптера «плавать» внутри наружного корпуса 44. Вместо этого зубцы 164 фиксатора не дают блоку 140 адаптера «плавать» или иным образом перемещаться внутри наружного корпуса 44. Однако, как указано выше, между разрезной втулкой 202, расположенной внутри блока 140 адаптера, и цилиндрическими гнездами 208, 209 имеется ограниченное пространство, позволяющее разрезной втулке «плавать» внутри цилиндрических гнезд 208, 209.

После того как блок 140 адаптера защелкнут внутри второй секции 47 наружного корпуса 44, первую и вторую секции 45, 47 корпуса соединяют одну с другой. Например, вторую область 88 второй секции 47 корпуса вставляют в карман 80, ограниченный во второй области 62 первой секции 45 корпуса. В процессе этого соединения обеспечивают должное совмещение по углу поворота, вставляя выступ 150 первой секции 45 корпуса в соответствующий паз 151 второй секции 47 корпуса. Когда вторая секция 47 корпуса вставлена в первую секцию 45 корпуса, консольные рычаги 170 зацепляют крепежные зубцы 174, что приводит к изгибу консольных рычагов 170 радиально наружу. Когда отверстия 172 этих консольных рычагов 170 совмещаются с крепежными зубцами 174, консольные рычаги со щелчком перемещаются радиально внутрь в заблокированное положение, в котором эти крепежные зубцы 174 входят в отверстия 172.

Адаптер 34 предназначен для установки в отверстии в стенке кожуха 19. Для установки адаптера 34 в этом отверстии сначала снимают монтажную гайку 46. После этого второй конец наружного корпуса 44 вставляют снаружи кожуха в монтажное отверстие, пока уступ 64 не упрется в наружную поверхность стенки кожуха. Затем монтажную гайку 46 заворачивают по резьбе 66, пока эта гайка не упрется во внутреннюю поверхность стенки кожуха. Когда стенка кожуха зажата между уступом 64 и монтажной гайкой 46, адаптер 34 прочно и надежно установлен на кожухе.

Как указано выше, адаптер 34 создает оптическое соединение между первым разъемом 32 и вторым разъемом 33. Для создания такого соединения первый разъем 32 устанавливают в первом порте 35, а второй разъем устанавливают во втором порте 37 адаптера. Для установки первого разъема 32 в первом порте 35 адаптера этот первый разъем 32 вставляют вдоль оси в первый порт 35, пока штекерная секция 56 не войдет плотно в первое штекерное гнездо 59, а защелка 50 не защелкнется в пазе 82. В таком положении гильза 100 плотно входит в один конец разрезной втулки 202, а уплотнительный элемент 49 прижимается к кольцевой уплотнительной поверхности 78. Процесс соединения завершают, заворачивая стяжную гайку 40 по внутренней резьбе 76 адаптера 34, пока торцевая поверхность 115 (показана на фиг.7 и 17) стяжной гайки 40 не упрется в круговой уступ 113 корпуса 39 разъема, прикрепляя тем самым корпус 39 разъема ко второй области 88 второй секции 47 корпуса адаптера 34 (как показано на фиг.17). Второй разъем 33 устанавливают во втором порте 37 адаптера, вставляя разъем в осевом направлении в порт 37, пока разъем 33 не защелкнется между рычагами 206 зажима 201 для крепления разъема. В таком положении гильза 230 разъема 33 входит в другой конец разрезной втулки 202, так что гильзы 230, 100 оказываются совмещены одна с другой в осевом направлении.

Система 30 соединения волоконных световодов предпочтительно имеет компактную конструкцию, позволяющую реализовать относительно высокую плотность компоновки схем. В одном из вариантов осуществления изобретения диаметр D1 уплотнительного элемента 49 и диаметр D2 кольцевой уплотнительной поверхности не превышают каждый 15 мм. В альтернативном варианте осуществления изобретения диаметр D1 уплотнительного элемента 49 и диаметр D2 кольцевой уплотнительной поверхности не превышают каждый 12,5 мм. В другом варианте осуществления изобретения диаметр D1 уплотнительного элемента 49 и диаметр D2 кольцевой уплотнительной поверхности не превышают каждый 10 мм.

На фиг.20-23 изображена другая система 330 соединения волоконных световодов, признаки которой являются примерами объектов настоящего изобретения в соответствии с принципами, изложенными в настоящем описании. Система содержит первый разъем 332 и адаптер 334 для оптического соединения первого разъема 332 с другим разъемом. Рассматриваемая система соединения волоконных световодов конструктивно имеет в основном такую же конфигурацию, как и система 30 согласно фиг.1-22, за исключением того, разъем 332 содержит «многожильную» гильзу 301 (например гильзу, в которой установлены больше одного волоконного световода) и адаптер 334 предназначен для соединения первого многожильного разъема с вторым многожильным разъемом. Многожильная гильза 301 имеет в основном прямоугольную форму, а адаптер 334 содержит в основном прямоугольные гнезда для приема многожильных гильз.

Из приведенного выше подробного описания очевидно, что возможны различные изменения описываемых устройства, не выходящие за пределы существа и объема настоящего изобретения.

Настоящее изобретение относится к системам соединения волоконно-оптических кабелей. Волоконно-оптический разъем для использования вместе с волоконно-оптическим адаптером содержит корпус разъема, имеющий конец, образующий штекерную секцию. Внутри корпуса разъема установлен блок гильзы. Вокруг наружной стороны корпуса разъема установлен уплотнительный элемент для создания уплотнения между корпусом разъема и адаптером. Волоконно-оптический разъем также содержит первое и второе раздельные средства крепления волоконно-оптического разъема внутри волоконно-оптического адаптера. Корпус содержит основную часть, протяженную от дальнего конца к ближнему концу, и крышку. Через корпус разъема проходит канал. Технический результат - компактная конструкция, позволяющая реализовать высокую плотность компоновки схем. 11 з.п. ф-лы, 23 ил.

1. Волоконно-оптический разъем (30), предназначенный для применения с волоконно-оптическим адаптером (34) и содержащий:
корпус (39) разъема, имеющий конец, образующий штекерную секцию;
блок (43) гильзы, установленный по меньшей мере частично внутри корпуса разъема и содержащий гильзу (100), расположенную в штекерной секции корпуса разъема;
уплотнительный элемент (49), установленный вокруг наружной стороны корпуса разъема и имеющий наружный диаметр менее 15 мм;
первое средство крепления разъема внутри адаптера, содержащее крепежную гайку (40), установленную на наружной стороне корпуса разъема с возможностью вращения и имеющую наружную резьбу;
причем корпус разъема содержит противолежащие дальний и ближний концы (52,54), при этом на дальнем конце корпуса разъема расположена штекерная секция, а к ближнему концу корпуса разъема присоединен оптический кабель, корпус разъема содержит выполненную в виде единой детали основную часть (36), протяженную от дальнего конца к ближнему концу и полностью образующую штекерную секцию корпуса разъема, при этом через корпус разъема проходит канал (118),
отличающийся тем, что корпус разъема содержит крышку (41), устанавливаемую на основной части рядом с ближним концом корпуса разъема, при этом канал имеет дальний участок (118а), проходящий сквозь штекерную секцию, и ближний участок (118b), расположенный между основной частью (36) и крышкой (41).

2. Волоконно-оптический разъем по п.1, в котором штекерная секция имеет конец усеченной конической формы.

3. Волоконно-оптический разъем по п.1, в котором наружный диаметр уплотнительного элемента не более 12,5 мм.

4. Волоконно-оптический разъем по п.1, в котором наружный диаметр уплотнительного элемента не более 10 мм.

5. Волоконно-оптический разъем по п.1, дополнительно содержащий бандаж (38), установленный на ближнем конце корпуса разъема поверх по меньшей мере части крышки и по меньшей мере части основной части, для удержания крышки на основной части.

6. Волоконно-оптический разъем по п.1, в котором основная часть имеет наружную круговую канавку (112), расположенную рядом со штекерной секцией корпуса разъема, при этом уплотнительный элемент по меньшей мере частично установлен внутри наружной круговой канавки.

7. Волоконно-оптический разъем по п.1, дополнительно содержащий уплотнительную трубку (106), расположенную на стыке между волоконно-оптическим кабелем и корпусом разъема.

8. Волоконно-оптический разъем по п.1, в котором основная часть содержит внешний уступ (113), в который упирается крепежная гайка.

9. Волоконно-оптический разъем по п.1, в котором волоконно-оптический кабель содержит оболочку (226), окружающую по меньшей мере один упрочняющий элемент (224) и волоконный световод (222) волоконно-оптического кабеля, при этом корпус разъема содержит два ближних лепестка (58), между которыми расположен конец оболочки, ближние лепестки (58) содержат крепежные элементы, удерживающие оболочку, причем один из ближних лепестков образует часть основной части, а другой ближний лепесток образует часть крышки.

10. Волоконно-оптический разъем по п.9, в котором удерживающие оболочку крепежные элементы содержат удерживающие зубцы.

11. Волоконно-оптический разъем по п.1, в котором блок гильзы содержит пружину (102) для подпружинивания гильзы в направлении дальнего конца и держатель пружины (104) для удержания ближнего конца пружины, причем гильза и пружина вставлены в штекерную секцию через ближний конец дальнего конца центрального канала при снятой с основной части крышки.

12. Волоконно-оптический разъем по п.1, в котором волоконно-оптический кабель содержит волоконный световод (222), проходящий через ближнюю и дальнюю части канала в гильзу, причем волоконно-оптический кабель дополнительно содержит по меньшей мере один упрочняющий элемент (224), расположенный между крышкой и основной частью.

13. Волоконно-оптический разъем по п.1, дополнительно содержащий второе средство крепления разъема внутри адаптера.