Центрирующий элемент Советский патент 1992 года по МПК G02B6/36 

сл С

Изобретение относится к технике разъемного соединения световодов. Целью изобретения является улучшение центровки наконечников световодов. Элемент представляет собой упругую втулку с продольными прорезями, расположенными равномерно по окружности поперечного сечения втулки. Концы втулки и ее средняя часть выполнены сплошными. Внутренний диаметр втулки в области прорезей меньше диаметра наконечника световода, а в средней части втулки и на ее концах - больше диаметра наконечника. При введении наконечников световодов с обоих концов втулки конструкция последней обеспечивает центровку наконечников независимо друг от друга, а также независимо от диаметра наконечников. 6 ил.

Изобретение относится к технике разъемного соединения волноводов, предназначено для соединения армированных наконечниками волноводов и может быть использовано в волноводных системах передачи оптического диапазона.

Практический интерес при создании волноводных систем различного назначения представляют разъемные соединители, в которых волноводы оконцованы армирующими наконечниками, обеспечивающими как совмещение волноводов, так и их защиту и позволяющими прочно, надежно и жестко закрепить волновод в соединителе.

Известны соединительные элементы, обеспечивающие соединение армированных наконечниками волноводов. В основном они представляют собой втулку с одной продольной прорезью по всей длине втулки.

Втулка имеет круглое поперечное сечение и постоянную толщину стенки.

При вставлении наконечников круглого сечения, которыми сконцованы волноводы, с противоположных сторон в разрезную втулку, внутренний радиус которой несколько меньше наружного радиуса наконечников, втулка упруго разжимается и частично аккомодирует наконечники, поджимая их наружные образующие поверхности к своей внутренней поверхности.

Однако при разжимании разрезной втулки наконечниками ее внутреннее сечение перестает быть круглым, в силу чего поджатие асимметрично, наконечники испытывают неоднородные по азимутальной координате сдавливающие усилия, в итоге фиксация и центровка наконечников в известном соединительном элементе неидеальна.

ч|. со со

о

Кроме того, при вставлении в такую втулку с противоположных концов наконечников с несколько различающимися наружными радиусами (что зачастую может иметь место на практике) наконечники не центрируются втулкой друг относительно друга, поскольку каждый из них стремится разжать свой участок механически единой втул- ки по-своему, переводя ее круговое внутреннее сечение в свое некруговое и сбивая продольную центральную ось внутреннего объема втулки. В силу этого создается поперечное взаимное смещение наконечников, что влечет за собой, в частности, нежелательное увеличение потерь излучения в соединении.

Для устойчивого центрирования наконечников необходимо, чтобы они обжимались в соединительном элементе радиально-симметрично, причем даже в случае некоторого различия наружных радиусов вставляемых наконечников.

. Цель изобретения - улучшение центровки наконечников световодов.

На фиг. 1-6 показаны примеры конкретного выполнения центрирующего элемента,

В соответствии с фиг. 1 центрирующий элемент содержит цилиндрическую упругую втулку 1, на каждой половине длины которой выполнено по восемь продольных прорезей 2 длиной 6/15 длины втулки. На концах и посередине втулка 1 сплошная, длина сплошных участков втулки 1/15 длины втулки. Прорези 2 равномерно распределены по окружности поперечного сечения втулки, т.е. отстоят одна от другой на угол 360°/8 45°. Внутренний диаметр втулки 1 на длине сплошной части превышает диаметр наконечников: на концах втулки -для свободного вставления соединяемых наконечников; посередине втулки -для развязывания наконечников и их независимой центровки. Внутренний диаметр втулки 1 на длине прорезей 2 несколько меньше внешнего диаметра наконечников для центровки и фиксации последних. Для удобства смещения наконечников при вводе-выводе в уз- ких зажимных частях на внутренних поверхностях выполнены фаски.

Вся структура симметрична относительно продольной оси.

Тем самым на каждой половине длины втулки 2 создается зажимная цанга с восемью зубьями, причем обе цанги обеспечивают зажим независимо.

Для облегчения ввода наконечников во втулку на внешних торцовых кромках внутренней поверхности втулки могут быть выполнены дополнительные фаски.

При вставлении наконечников круглого сечения с противоположных концов в предлагаемый центрирующий элемент - втулку, внутренний радиус которой на разрезных

участках незначительно меньше радиуса поперечного сечения наконечников, втулка несколько разжимается за счет уширения прорезей, причем она разжимается на каждой из механически развязанных половин

0 по-своему, радиально-симметрично зажимая оба наконечника. Наконечники стыкуются рабочими торцами посередине длины втулки, где внутренний диаметр велик. В силу симметричности всей конструкции и

5 развязанное™ ее половин упругие сжимающие силы, воздействующие независимо на каждый из наконечников со стороны соответствующих цанг радиально-симметричны даже при некотором различии радиусов со0 единяемых наконечников, поэтому продольная ось внутреннего объема втулки не сбивается и наконечники центруются.

В других примерах конкретного выполнения число прорезей (и, соответственно,

5 число зубьев цанг) может быть иным. Предпочтительно число прорезей должно быть не менее 3. Прорези на одной половине втулки могут быть азимутально повернуты относительно прорезей на другой половине

0 втулки.

Длина сплошных участков на концах и посередине втулки не должна быть слишком короткой, иначе упругая деформация цанги может перерасти в пластическую при встав5 лении наконечников и втулка может разрушиться (лопнуть в тонком месте). С другой стороны, прорези не могут быть слишком короткими, иначе вставление наконечников будет сопровождаться значительными сила0 ми сопротивления. Для обеспечения симметричности конструкции все прорези имеют одинаковую длину.

Прорези на втулке могут представлять собой разрезы очень малой (фактически тех5 нологической) ширины. Плоскости разрезов проходят через продольную ось соединительного элемента.

В примере конкретного выполнения по фиг. 2 внутренний диаметр втулки меньше

0 диаметра наконечника не на всей длине прорезей, а на более коротком участке. То, что втулка на просвет уже наконечника, обеспечивает фиксацию и центровку наконечника.

5 Центрирующий элемент может быть выполнен не только за единое целое на базе единой втулки, но и собран (свинчен, сварен, склеен) из отдельных деталей. В примере конкретного выполнения по фиг. 3 центрирующий элемент собран из разрезных трубок 3 и 4, скрепленных концевыми кольцами 5 и 6 и центральным кольцом 7.

Центрирующий элемент может быть сформован методом обжатия из заготовки с одинаковой толщиной стенки (фиг. 4), при этом обжатые части образуют участки, фиксирующие и центрирующие наконечники.

Участки фиксации и центровки наконечников могут быть сформированы простым вдавливанием зубьев, при котором внутренний диаметр центрирующего элемента, меньший диаметра наконечника, получается переменным по длине прорезей, как на фиг. 5. причем могут вдавливаться не все зубья, а, например, череэ один, как на фиг. 6. При этом под внутренним диаметром соединительного элемента на участке фиксации и центровки понижается диаметр описанной окружности на просвет. Существенной здесь является радиальная симметричность устройства.

Для наиболее оптимального взаимного центрирования наконечников круглого поперечного сечения и центрирующем элементе он должен отвечать следующим конструкционным требованиям: независимость при центрировании каждого из двух соединяемых наконечников, обеспечивающая раздельность и индивидуальность аккомодации своего наконечника соответствующей половиной длины центрирующего элемента; конструкционное единство центрирующего элемента, обеспечивающее центрирование соединяемых наконечников относительно общей продольной оси; радиальная симметричность при вставленном наконечнике, обеспечивающая плотность и равномерность кругового обжатия центрирующим элементом наружной образующей поверхности наконечника.

В предлагаемом центрирующем элементе каждая половина длины фиксирует свой наконечник независимо от другой, центровка наконечников осуществляется относительно продольно; оси единой втулки, обеспечивающей конструкционное единство устройства, упругие зубья цанг обжимают соединяемые наконечники равномерно по окружности.

В соединительном элементе наконечники испытывают радиально-симметричное сжатие, центрирующее их относительно друг друга даже в случае некоторого различия их радиусов.

При использовании данного элемента в соединителе тре&ования к точности внешнего радиуса наконечников облегчаются. Формулаизобре те н и я

Центрирующий элемент, выполненный в виде упругой продольно-разрезной втулки, отличающийся тем, что, с целью улучшения центровки наконечников световодов, прорези расположены равномерно

по окружности поперечного сечения втулки, причем концы втулки и ее средняя часть выполнены сплошными, внутренний диаметр втулки в области прорезей меньше диаметра наконечника световода, а в средней

части втулки и на ее концах - больше диаметра наконечника.

Фиг. 1

Фиг.г

5

f

Р«л . Н

«i

Фиг.З

A-A

Р«г.5

SV. 6

ij

-A-J