Центрирующий элемент — SU 1718179 (original) (raw)
(9) 2 В 6/ 51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕЛЬСТВ ТОРСКОМУ С ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР. 1(57) Изобретение относится к технике разьемного соединения световодов. Целью иэобретения является улучшение центровки наконечников световодовЭлемент выполнен в виде упругой продольно-разрезной втулки 1. На концах последней попарно напротив друг друга имеются прорези 2 и 3, расположенные равномерно по окружности поперечного сечения втулки 1. Посередине между парами концевых прорезей 2 и 3 выполнены .дополнительные прорези 4, При этом длина пары прорезей 2 и 3 и каждой из прорезей 4 меньше длины втулки. При введении наконечников световодов с. обоих концов втулки конструкция последней обеспечивает центровку наконечников вне зависимости от их диаметров и независимо друг от друга. 1 ил.4 щИзобретение относится к технике раэьемного соединения волноводов, предназначено для соединения армированныхнаконечниками волноводов и может бытьиспользовано в волноводных системах передачи оптического диапазона.Практический интерес при созданииволноводных систем различного назначения представляют разъемные соединители,в которых волноводы оконцованы армирующими наконечниками, обеспечивающимикак совмещение волноводов, так и их защиту и позволяющими прочно, надежно и жестко закрепить волновод в соединителе,Большинство известных центрирующих 15элементов, обеспечивающих соединениеармированных наконечниками волноводов,представляют собой втулку с одной продольной прорезью по всей длине втулки.Втулка имеет круглое поперечное сечение и 20постоянную толщину стенки.При вставлении наконечников круглогосечения, которыми оконцованы волноводы,с противоположных сторон в разрезнуювтулку, внутренний радиус которой незначительно меньше наружного радиуса наконечников, втулка упруго разжимается ичастично аккомодирует наконечники, поджимая их наружные образующие поверхности к своей внутренней поверхности, 30Однако при разжимании разрезнойвтулки наконечниками ее внутреннее сечение перестает быть круглым, поджатиеасимметрично, наконечники испытываютнеоднородные по азимутальной координате 35сдавливающие усилия и в итоге фиксация ицентровка наконечников в известном соединительном элементе неидеальна.При вставлении наконечника в разрезную втулку постоянной толщины на внутреннюю поверхность втулки воздействуетазимутально-распределенная. нагрузка интенсивностью Р. Элементарные силы создают моменты в некотором осевой сечении,характеризующемся азимутальной коордиратной Ф- углом, отсчитываемым от середины разреза.Элементарный момент, создаваемый всечении с углом Ф элементарной силой, характеризующейся углом Х, который отсчитывается от.Ф, определяется выражениемсов Х О 9 Х,где Р - внутренний радиус втулки.Суммирование всех элементарных моментов дает момент М (Ф), действующий в 55сечении с углом ФМ(Ф)- ф РО сои Х 1 дХ 0 Х -РОхх(1 - соз Ф) щф 2 РО 3 п ( Ф /2). Момент М( Ф), действующий в.сечении с углом Ф, вызывает изменение кривизны внутренней поверхности втулки в этом сечении (относительно исходной кривизны), определяющееся выражениемЬ (/О) = - М(Ф)/(Е),где Е - модуль Юнга;- момент инерции;Е - изгибная жесткость сечения с углом Ф,поэтому изменение кривизны внутренней поверхности втулки составляет-(2 РО/Е) зи ( Ф/2),откуда видно, что в цилиндрической разрезной втулке с постоянной толщиной стенки изменение кривизны под действием радиальных разжимающих сил максимально на стенке напротив середины разреза и минимально у самого разреза, Зависимость изменения кривизны от азимутальной координаты Фозначает, что при разжатии втулки ее внутреннее исходно-круговое сечение переходит в некруговое, И при вставлении в такую втулку с противоположных концов цилиндрических наконечников они не обжимаются ею, В результате этого от- сутствует надежная фиксация наконечников и подверженность их вибрационным, ударным и иным механическим воздействием, что влечет за собой увеличение и нестабильность потерь излучения при соединении волноводов.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 втулки посвоему, 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 обжима- лись в соединительном элементе радиально-симметрично.Для центрирования наконечников необходимо, кроме того, чтобы центральная ось внутреннего объема соединительного элемента не сбивалась даже в случае некоторого различия наружных радиусов вставляемых наконечников,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В известном соединительном элементе при достаточно значительной разнице внешних радиусов наконечник с меньшим наружным радиусом может оказаться со-. всем незакрепленным: наконечник большего радиуса раздвинет разрезную втулку настолько широко, что она не будет охватывать наконечник меньшего радиуса на всей его длине, и не будет обеспечена не только центровка, но даже фиксация наконечников во втулке.Цель изобретения - улучшение центровки наконечников волноводов.На чертеже показан центрирующий элемент.Центрирующий элемент представляет . собой цилиндрическую упругую втулку 1 постоянной длины и с постоянной толщиной стенки, На каждом конце втулки выполнено по четыре продольные прорези 2 и 3, длине каждой из которых составляет 7/16 длины втулки. Концевые прорези равномерно распределены по окружности поперечного сечения втулки (т.е. отстоят одна от другой на угол 360 /4 = 90 ). Азимутальная ориентация прорезей 2 на одном, конце втулки совпадает с ориентацией прорезей 3 на другом конце втулки. В центральной части длины втулки выполнены четыре прорези 4, длина которых составляет 14/16 длины втулки. Центральные прорези 4 расположены посередине (по углу) между двумя соседними концевыми прорезями. Вся структура симметрична относительно центральной плоскости поперечного сечения втулки, Центральные прорези 4 имеют "перехлест" по длине с концевыми прорезями, Длина "перехлеста" 6/16 длины втулки,Тем самым на каждом конце втулки создается зажимная чанга с четырьмя зубьями, причем обе цанги обеспечивают зажимнезависимо,Для обеспечения ввода армирующихнаконечников во втулки на торцовых кромках внутренней поверхности. втулки могут быть выполнены фаски,При вставлении наконечников круглого сечения с противоположных концов в предлагаемый центрирующий элемент - втулку,внутренний радиус которой незначительно меньше радиуса поперечного сечения наконечников, втулка несколько разжимается за счет уширения как концевых, так и центральных прорезей, причем втулка разжимается . на каждом из механически развязанных концов по-своему, радиально- симметрично зажимая оба наконечника. Наконечники стыкуются рабочими торцами посередине длины втулки. В силу симметричности всей конструкции упругие сжимающие силы, воздействующие независимо на каждый из наконечников со стороны соответствую щих цан г, радиально-симметричны даже при некотором различии радиусов соединяемых наконечников, поэтому продольная ось внутреннего объема втулки не сбивается и наконечники центрируются даже в случае некоторого различия радиусов вставляемых наконечников,В других примерах конкретного выполнения число прорезей (и, соответственно, число зубьев цанг) может быть иным. Предпочтительно число прорезей должно быть не менее 3. Длина прорезей должна быть по возможности более протяженной для обеспечения "перехлеста", необходимого для аккомодации наконечников. С другой стороны, длина как центральной прорези, так и пары концевых прорезей не должна быть слишком близкой к длине втулки, ина.че упругая деформация цанги может перерасти в пластическую при вставлении наконечников (произойдет отгиб зубьев цанги) или даже цанга может разрушаться (лопнуть в тонком месте). Для обеспечения симметричности конструкции все концевые прорези имеют одинаковую длину, центральные тоже.Прорези на втулке могут представлять собой разрезы очень малой (фактически технологической) ширины, Плоскости разрезов проходят через продольную ось центрирую- .щего элемента.Радиально-симметричный обжим наконечников в предлагаемом соединительном элементе обеспечивает надежную независимую фиксацию наконечников, сохраняя тем самым их центровку в условиях неблагоприятных внешних воздействий и некоторого различия радиусов.При использовании данного элемента в соединителе требования к точности внешнего. радиуса наконечников облегчаются. Формул а и зоб рете ни я Центрирующий элемент, выполненный в виде упругой продольно-разрезной втулки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения центровки наконечников световодов, прорези выполнены на концах втулки попарно одна напротив другой и расположены равномерно по окружности поперечного сечения втулки,.в средней части втулки посередине между парами концевых прорезей выполнены дополнительные прорези, причем длина пары концевых прорезей и каждой иэ дополнительных прорезей меньше длины втулки,