Brevet FR2024308A1 — publié le 19700828

La présente invention se rapporte à un connecteur malle pour cabale coaxial, du type très généralement utilisé dans la connexion d'un cable coaxial à un châssis d'amplificateur, par exemple pour un ensemble de porte de télévision à antenne communie Le châssis comprend habituellement un élément sous une pression différente de celle de l'atmosphère, ctest-å-dåre soit en dépression, soit en surpression.La partie masle du connecteur comprend deux organes associés dont le premier est monté directement sur ledit élément du châssis amplificateur et comprend des pièces destinées à venir en prise avec des contacts situés à l'intérieur dudit élément Le second organe est un capuchon ajusté sur le corps du connecteur et les deux organes sont solidarisés du cable coaxial ; quand ces organes sont fixés l'un à l'autre, un contact électrique est établi entre les conducteurs du câble et les dispositifs se trouvant dans l'élément du châssis de l'amplificateur. Le capuchon peut être monté sur le corps du connecteur et en être retiré un certain nombre de fois par exemple pour vérifier si la connexion au cable est bien établie.Lorsque le capuchon est retiré du corps, l'élément du chawssis amplificateur doit rester fermé hermétiquement et le cable doit rétablir une connexion sûre après chaque déconnexion. L'invention a pour objet un connecteur mâle nouveau du type général mentionné, susceptible de présenter des avantages qu'il n'était pas possible d'obtenir jusqu'à présent, établi sant une connexion sûre avec les conducteurs du cabale, et-com- portant des organes associés 5 placés en position de connexion par rotation au cours de laquelle la torsion du capable ou sa rotation avec l'un ou l'autre de ces organes est empêchée. les organes du connecteur comportent des butées associées 11- mitant ce mouvement de rotation, le- connecteur étant réelisé de façon à empêcher un endommagement du câble si les tolérances des différentes pièces ou organes sont telles qu'il se produirait autrement un serrage excessif Le connecteur malle de l'invention est particulièrement efficace pour obturer hermétiquement l'espace intérieur de l'élément du nhaXssis amplificateur sur lequel il est branché, que le chable soit raccordé ou non > il est robuste et il établit non seulement une connexion électrique efficace, ainsi qu'il a été signalé, mais encore une connexion du cable opposant une résistance mécanique inhabituellement grande à des forces tendant à extraire le câble ou à désassembler les organes qui le composent.Ce connecteur est destiné plus particulièrement à un cable coaxial du type comportant une gaine conductrice extérieure et un conducteur central, et destiné à être monté dans une installation dans laquelle il est soumis à des forces intenses, tendant à le déplacer,qui apparaissent en exploitation ou par suite de dilatations ou contractions thermiques, ainsi que sous l'effet d'un effort pondéral.Le connecteur comprend un corps et un capuchon destinés à être branchés sur le câble coaxial et il est réalisé de manière que, lors de son utilisation, un simple mouvement de fixation d'un élément sur le corps établit une connexion électrique bonne et efficace du conducteur central et de la gagne extérieure conductrice, fixe ces deux conducteurs individuellement, de façon à empercher leurs déplacements par des forces extérieuress et assure en outre de bonnes caractéristiques de transmission électriques. En outre, ce connecteur présente une structure nouvelle telle que, quand le capuchon est enlevé du corps, toutes les pièces internes sont empêchées de tomber accidentellement ce qui facilite le travail de l'opérateur dans la mise en service d' installations0 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à Sur ces dessins La figure 1 est une vue semi-schématique d'un ensemble amplificateur sur chassis et d'un câble connecté à cet ensembles par connecteur selon l'invention. La figure 2 est une vue explosée des deuxjéîénienta principaux du connecteur et d'un câble auquel il est destiné à être fixé. La figure 3 est une coupe axiale, à une écuelle agrandie du connecteur en cours d'assemblage les éléments se trouvant dans les positions correspondant au d.but de l'opération de serrage. La figure 4 est une vue semblable à la figure 3, mais à un premier stade du serrage La figure 5 est 're vue emblable aux figures 3 et 4, mais sur laquelle ïC -1 ments sont dans les positions supposées occupées dans l'état ?"r normalement ; et La figure 6 est une vue semblable aux figures 3, 4 et-5, sur laquelle les éléments principaux d, connecteur sont dans la position serrée, les butées étant appliquées l'une contre l'autre mais certains éléments étant dans une position de serrage excessif. La figure 1 représente un ensemble 10 amplificateur sur châssis d'un type connu, comportant un certain nombre de composants électroniques 12. L'ensemble 10 comprend une enveloppe 14 à paroi 16 sur laquelle un connecteur 18 selon l'invention est monté. L'espace intérieur de l'ensemble 10 est normalement à une pression différente de la pression atmosphériquea par exemple, sous un vide partiel. Le connecteur 18 comprend deux éléments principaux, à savoir un corps 20 et un capuchon 22 que l'on va décrire ciaprès dans le détail. Le connecteur est destiné à eAtre utilisé pour le branchement d'un cable coaxial 24 aux éléments 12 situés à l'intérieur de l'ensemble 10 > ce chable étant d'un type connu et comprenant un conducteur central 26, par exemple en cuivre, entouré par une couche de matière diélectrique 28 qui est, de préférence, une matière élastique alvéolaire et qui est entourée par un manchon 30 > en aluminium, constituant le conducteur extérieur et coaxial au conducteur central 26. La matière diélectrique 28 et le conducteur extérieur 30, en aluminium, forment ensemble un épaulement 32, tourné vers l'avant, et une gaine extérieure en une matière isolante ou diélectrique 34 entoure ' onducteur extérieur 30 Le corps 20, tei qu'il est représenté sur les figures 3 à 69 a une forme tubulaire à ouverture centrale 35, une partie intermédiaire filetée 36, élargie, et une partie antérieure réduite 38, ayant un filetage 39 > servant à monter le connecteur sur la paroi 16 de l'ensemble 10. La partie 36 a un épaulement 40, tourné vers l'avant et ayant une gorge annulaire 42 qui reçoit un joint 44 pour fermer hermétiquement l'espace intérieur de l'ensemble 10 vis-å-vis de l'extérieur quand le connecteur est fixé à cet ensemble, comme sur la figure 1. Â l'extrémité opposée ou extrémité postérieurea le corps a une partie 46, de diamètre réduit, formant un épaulement 47, fileté en 48 et ayant un rebord 49, dirigé vers l'intérieur, de dimension radiale réduite, formant un épaulement 50 dirigé vers l'avant. Le rebord a une surface conique 52 qui est dirigée généralement vers l'intérieur et qui converge vers l'avant. Le corps a une partie antérieure principale 54 qui se termine en avant par un épaulement intérieur 56.Une pièce rapportée 58 est moulée dans sa position définitive à l'extrémité avant, et un contact 60 est encastré dans cette pièce rapportée et a un doigt 62 antérieur qui s'étend à l'intérieur de l'ensemble 10 , ou vers l'arrière et qui a une partie tubulaire 66 fendue 3 ainsi qu'il est indiqué en 68, de façon à former des branches de pince 70 pourvues de dents intérieures 72, ces branches de pince 70 servant de mandrin pour agripper le conducteur central du câbler ainsi quiil sera exposé ci-aprèsO les branches de pince 70 ontX à leur extrémité postérieure, une forme telle qu'elles présentent une surface conique extérieure 7W, qui converge vers l'arrières L'extrémité postérieure du doigt 64 est entourée par une pièce isolante de serrage 76, en une matière isolante ou diélectrique appropriée résistant au fluage, qui est percée d'une ouverture centrale 78 limitée par une surface conique 80 qui diverge vers l'avant, qui est disposée à l'avant et qui peut venir en prise avec la surface 74, cette piece comportant de préférence une ouverture d'entrée 81, divergeant vers l'arrière. la pièce isolante de serrage 76 comprend un rebord périphérique extérieur 82 qui peut venir en prise avec ltépaulement 50, et un bossage central réduit 84, sJéten- dant vers l'arrière. Un ressort de compression 86 est disposé dans l'ouverture 35 autour du doigt 64 et est comprimé entre l'épaulemene 56 et la pièce isolante de serrage 76. le capuchon 22 a aussi une forme tubulaire à ouverture centrale indiquée dans son ensemble en 88, et comporte un tronçon postérieur extrême 90 aboutissant à un-tronçon élargi 92- > un épaulement tourné vers l'avant 94 se trouvant entre eux. Devant le tronçon 92 se trouve un autre tronçon ou contrealésage 95 formant un épaulement 96, tourné vers l'avant, le tronçon 95 étant creusé d'une rainure 98 dans laquelle un anneau de retenue 100, fendu, est logé. Le tronçon 95 aboutit à un autre tronçon 102, plus grand, creusé d'une gorge circulaire 104 dans laquelle un joint torique 106 est disposé. Un taraudage 108 se trouve devant la gorge 104 et se visse sur le filetage 48 du corps. La surface d'extrémité 110 et l'épaulement 47 du corps forment des butées pour limiter le mouvement relatif entre le capuchon et le corps d'une manière qui sera encore considérée ci-après. Un joint torique 112 est monté dans le capuchon et peut venir en prise avec l'épaulement 94, et un anneau de butée 114 se trouve devant cet épaulement et peut venir en prise avec celui-ci et comporte un épaulement extérieur 116, tourné vers l'arrière et pouvant venir en prise avec l'épaulement 96, et un rebord orienté axialement généralement annulaire, 118 > se trouve devant ce dernier épaulement et est destiné à glisser librement dans le tronçon d'ouverture 95.La forme particulière et les proportions particulières de cet anneau de butée sont importantes selon les principes de l'invention, ainsi qu'il sera exposé ci-aprèsO L'anneau de butée est réalisé de préférence séparément du capuchon proprement dit, pour faciliter sa fabrication et l'introduction de la bague torique 112 dans le capuchon. le rebord 118 a une surface antérieure-extreme conique formant came 120 qui diverge vers l'avant, qui est dirigée en général vers l'intérieur et qui comporte une petite extrémité, indiquée par la ligne pointillée 120a ; derrière cette surface se trouve une autre surface intérieure 122, qui a également la forme d'un côte, mais dont l'angle au sommet est plus petit que celui de la surface 120.Par exemple, les génératrices de la surface 120 sont inclinées de préférence d'un angle de l'ordre de 450 sur l'axe central, et celles de la surface 122 sont inclinées d'un angle de Tordre de 70 sur cet axe. Ces angles d'inclinaison ne sont pas stricts et une latitude raisonnable dans leur choix est laissée. Une virole 124, fendue, ainsi qu'il est indiqué en 126, et qui est, par suite, susceptible de se contracter et de se dilater radialement, est contenue dans le capuchon. La virole a des saillies circulaires internes 128 qui peuvent s'étendre suivant une hélice et former ainsi un filetage ou bien former des dents séparées non jointes. Une surface extérieure conique 130 divergeant vers l'avant, se trouve à I'extaémité,-I~os- térieure de la virole et comporte une petite extrémité, représentée par la ligue 130a, qui peut venir en prise avec la surface en coin 120 et qui a, de préférence, la meme inclinaison, c'est-à-dire 450, sur l'axe central.Une surface 131, qui peut etre cylindrique ou conique, suivant un angle du même ordre que celui de la surface 122 et qui peut venir en prise avec celle-ci, se trouve devant la surface 130. La virole a une go-rge circulaire extérieure 132, qui est délimitée par des épaulements opposés 134, 136, et qui reçoit l'anneau de retenue 100 pour retenir la virole dans le capuchon quand ce dernier est enlevé du corps. La virole a, à son extrémité antérieure, une surface extérieure conique 138, convergeant vers l'avant, d'une inclinaison du même ordre que celle de la surface 52 et pouvant venir en prise avec celle-ci, l'inclinaison de ces surfaces étant nettement inférieure à celle des surfaces 130, 120, c'est-à-dire à 45 . l'inclinaison des surfaces 138, 52 n'est pas stricte et peut varier dans une gamme étendue, tant qu'elle reste nettement inférieure à l'inclinaison-des surfaces 130, 120. Derrière la surface 138, la surface extérieure de la virole, indiquée en 140, peut etre à peu près cylindrique. La virole comporte, à son extrémité antérieure, un rebord 142, tourné vers l'intérieur délimitant une ouverture 144 d'une forme voisine de celle d'un cylindre, et d'une dimension telle qu'elle peut recevoir librement le bossage 84 de la pièce isolante de serrage 76. Lors de l'utilisation du connecteur, le corps est monté sur l'enssemble 10 d'une manière connue. Le câble 24 est ensuite dénudé, comme représenté sur la figure 2, et introduit en avant dans le 'capuchon, de gauche à droite, compte-tenu des conventions précédentes sur la signification des termes "antérieur" et "postérieur". Ce-cable est ainsi introduit jusqutau moment où son conducteur extérieur 30 en aluminium touche, par son épaulement 32, le rebord 142, la virole étant, à ce moment, hors de contact de l'anneau de butée t14 et dilatée, permettant un déplacement libre du capable dans cette virole. On applique ensuite le capuchon 22 par-dessus le corps et on le fait tourner au moyen des filets 48 et 708 et, lorsqu'il se déplace le long du corps, la surface 120 vient en prise avec la surface conique 130 (figure ) et déplace la virole t24 vers l'avant, et dans ce mouvement, la surface conique 138 vient en prise avec la surface conique 52, et > du fait que l'inclinaison de ces deux dernières surfaces est plus petite que celle des surfaces 120, 130, l'extrémité antérieure de la virole est comprimée immédiatement et les dents ou filets 128 situées à l'extrémité antérieure viennent immédiatement en prise avec le conducteur extérieur en aluminium et empêchent le capable de tourner avec le capuchon, le frottement entre ce dernier et la virole étant bien moindre que celui entre la virole et la cabale. Lorsque ltopération de serrage continue, la surface conique 138 dépasse la surface conique 52 (figure 4) et le rebord 142 s'applique comme la pièce isolante de serrage 76 et, juste avant cette dernière phase, la matière diélectrique 28 entre en contact avec le bossage 84 et se contracte légèrement à cause de son élasticité.On comprendra que, lors de l'assemblage du capuchon et du câble avec le corps, le conducteur central 26 du cabale pénètre dans le contact tubulaire 64 en pince ; un mouvement ultérieur de la virole, accompagnant celui du capuchon, contraint la pièce isolante de serrage 76 à avancer, à l'rencontre de l'action du ressort 86, amenant la surface intérieure conique SO en prise avec la surface extérieure conique 74, et comprimant les branches 70 de la pince tubulaire en les serrant contre le conducteur central. lorsque la pièce isolante de serrage 76 atteint sa posi- tion limite à la fin du serrage du conducteur central, le mouvement d'avancement de la virole 124 est évidemment arrenté} et une continuation du mouvement du capuchon contraint l'anneau de butée 114 à avancer pareillement, et la surface intérieure conique 120 agissant sur la surface extérieure conique 130 contraint la partie postérieure de la virole à se contracter autour du manchon conducteur extérieur 30 du câble en agrippant celui-ci0 La figure 5 représente la position limite déterminée par les parties de butée 110 et 47, c'est-à-dire que la première St applique contre la seconde et limite le mouvement du capuchon autour du corps.Lorsque les éléments sont dans cette position, la ligne 120e de la surface 120 coSncide pratiquement d'une manière idéale avec la ligne 130a de la surface 130. On réalise des cibles coaxiaux avec lesquels le dispositif selon l'invention doit eAtre utilisé suivant des tolérances relativement étroites pour des fonctions de transmission de signaux Quand le capuchon et le corps sont dans une telle position d'arrêt par les éléments 110, 47 et que les parties et pièces du connecteur sont réalisées suivant une tolérance moyenne' les lignes 120a et 130a concident pratiquement quand cette position d'arrêt est atteinte. Toutefois, par suite de telles tolérances pratiques, il arrive que le câble soit soumis à un serrage excessif. Un endommagement risquant d'en résulter est évité par les formes relatives des surfaces 120, 122 de l'anneau de butée 114.Si les tolérances sont telles que le point 130e dépasserait le point 120a, le guidage de la surface 130 parla surface 120 cesserait et les surfaces 122 et 131 seraient en prise l'une avec l'autre, c'est-à-dire que la ligne 130a toucherait la surface 122, mais > par suite de la faible inclinaison de cette dernière surface, tout dépassement produirait une contraction minimale de la virole.En fait, la surface 122 peut s'écarter seulement légèrement d'une surface cylindrique, du fait qu'on souhaite-que la contraction n'at- teigne pas un degré appréciable, et qu'il soit maintenu seulement un frottement suffisant pour empêcher la possibilite d'une dilatation de la virole à cette extrémité, après que le point 130a a dépassé le point 120au Gette construction assure une fixation inhabituellement solide à la fois du conducteur central 26- et du manchon conducteur extérieur 30, chacun séparément de autre) de façon à empêcher à la fais un déplacement mécanique et une interruption de la transmission électrique par des forces extérieures. 'l'espace intérieur dû connecteur male est efficacement fermé hermétiquement par la bague torique 106 interposée entre le capuchon et le corps et par le point torique 112 interposé entre le capuchon et le conducteur extérieur en aluminium du câble. La bague de retenue 100 retient la virole 1Z4, l'anneau de butée 114 et le joint torique 112 dans le capuchon quand ce dernier est enlevé du corps, par exemple, en exploitation ou sur le chantier, quand l'opérateur sépare ces éléments. '11 anneau de retenue 100 a une structure bon marché du fait qu'il est fendu, ce qui permet de l'appliquer contre la virole et le capuchon. Cet anneau de retenue empeche aussi la virole astre penchée ou placée en biais dans le capuchon quand ce dernier est séparé du corps, ce qui facilite l'alignement de la virole sur le corps lors de l'assemblage des éléments. Le ressort de compression 86 a pour effet de dégager la pièce isolante de serrage 76 de la pince de contact tubulaire 64 > ce ressort étant particulièrement efficace du fait de la faible inclinaison des surfaces coniques 74, 80 de sorte que, lorsque l'on dévisse le capuchon du corps, le conducteur central est libéré immédiatement, ce qui permet un enlèvement rapide et facile du capuchon. Les différents éléments du connecteur sont dimensionnés en proportion de la dimension du capable avec lequel il doit etre utilisé et, par suite, l'espacement entre les surfaces de butée 110 et 47, d'après la figure 3, doit etre sensiblement proportionnel aux dimensions absolues rencontrées mais, en pratique, les valeurs les plus courantes du diamètre-extérieur du conducteur extérieur en aluminium dEun capable coaxial que l'on rencontre sont comprises entre 10 mm et 19 mm et > pour un cible dont le diamètre appartient à cette gamme de valeurs, la distance entre les épaulements 110 et 47 peut ttre par exemple de 9,5 mm. les tolérances des éléments constituant le connecteur sont calculées en fonction de tolérances moyennes se présentant dans des opérations pratiques, et il a été trouvé que de telles tolérances donnent, en s'ajoutant, une valeur qui dépasse rarement une quantité correspondant à un écartement de 1 ,3 mm entre les surfaces 110 et 47 quand les points 120a et 130a sont dans la position optimale souhaitée. Quand 11 opérateur serre ensuite le capuchon de telle sorte que les surfaces 110 et 47 se touchent, il n'est plus astreint à vérifier exactement le degré de serrage du câble, puisque le déplacement supplémentaire du capuchon sur le corps de la distance susmentionnée, à savoir 1,3 mm, est insuffisant pour provoquer une déformation appréciable par la virole par les surfaces 122 et 132, et endommager le cabale. Cette caractéristique de sécurité empoche aussi un endommagement de la virole 124 par exemple par une contraction exces sive. Elle permet l'emploi d'une virole d'une paroi relativement mince, qui a une plus grande élasticité qu'une paroi épaisse et qui-, par suite, ploie plus facilement sans rupture ou endom- magement. La structure possédant la caractéristique de sécurité décrite permet une plus grande tolérance sur les dimensions des éléments et rend, par suite, le dispositif moins coûteux et celui-ci peut Aetre produit plus facilement-par des procédés de fabrication en série. Le ressort 86 peut aussi ere utilisé dans un élément d'équilibrage diélectrique en association avec le contact 60 et la paroi du corps 20. Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre indicatif et nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS lo Connecteur malle destiné à être fixé à une extrémité d'un câble coaxial comportant un conducteur central caractérisé en ce qu il comprend plusieurs pièces associées destinées à oestre fixées par assemblage sur le cible coaxial, une première de ces pièces au moins comportant un élément de contact central susceptible de se contracter radialement et de recevoir librement une extrémité du conducteur central du câble quand lesdites pièces ne sont pas assemblées complètement, et une seconde deces pièces au moins étant manoeuvrable pour contracter radialement l'élément de contect central de façon que celui-ci énserre le conducteur central quand lesdites pièces sont assemblées complètement0 2.Connecteur selon la revendication- - 1, pour un- table coaxial ayant un conducteur -extérieur coaxial au conducteur central, caractérisé en ce qu'une troisième desdites pièces comporte un élément de contact extérieur destiné à recevoir librement le conducteur extérieur du cable quand lesdites pièces ne sont pas assemblées complètement, ladite seconde pièce étant manoeuvrable de façon à contracter radialement l'élément de contact extérieur pour qu'il enserre le conducteur extérieur du cible quand lesdites pièces sont complètement assem blées. 3. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qutune première extrémité de l'élément de contact central comporte des parties fendues orientées axialement et des surfaces à denture interne pour agripper le conducteur du câble quand lesdites pièces sont assemblées complètement. 4. Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites pièces comprennent un corps et un capuchon monté sur ce dernier et destiné à être déplacé sur celui-ci, vers l'avant, dans le sens de la fixation du connecteur, le corps et le capuchon étant tous deux de forme tubulaire pour recevoir le cabale, le corps comprenant ledit élément de contact central destiné à venir en contact électrique avec le conducteur central du capable, le capuchon comprenant ledit élément de contact extérieur destiné à venir en contact avec le conducteur extérieur du chablez et le corps et le capuchon ayant pour effet, ensemble, lorsqu'ils se déplacent ltun par rapport à autre dans le sens de la fixation, de mettre lesdits éléments de contact et les conducteurs respectifs progressivement en contact électrique. 5. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capuchon et le corps sont mobiles longitudinalement l'un par rapport à l'autre dans la direction de la fixation- les éléments de contact et les conducteurs du cable ayant des points de contact répartis le long de l'axe longitudinal du connecteur, et le déplacement, l'un par rapport à l'autre, du capuchon et du corps, dans le sens de la fixation} établissant un contact électrique entre les conducteurs du cible et les éléments de contact. 6. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un contact électrique est établi entre le conducteur extérieur et ledit élément de- contact extérieur et, ensuite, entre le conducteur intérieur et ledit élément de contact intérieur. 7 . Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capuchon et le corps sont mobiles l'un par rapport à l'autre par vissage de l'un sur l'autre, et les pièces du connecteur comprennent des surfaces de guidage ayant pour effet d'établir des contacts électriques entre les conducteurs et les éléments de contact, 8. Gonnecteur selon la revendication 7 > caractérisé en ce que les éléments de contact peuvent se resserrer et s'écarter radialement et lesdites surfaces de guidage sont sensiblement circulaires et resserrent lesdits éléments de contact radialement vers l'intérieur lorsque le capuchon et le corps sont déplacés longitudinalement l'un par rapport à l'autre. 9. Connecteur selon la revendication 7 > w caractérisé en ce que le mouvement progressif des éléments de contact qui les applique contre les conducteurs est produit au moins partiellement par une différence d'inclinsisons des différentes surfaces de guidage. 10. Connecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mouvement progressif des éléments de contact pour établir la connexion électrique est produit- au moins partiellement par un déplacement longitudinal limité d'au moins une des pie ces com postant une desdites surface8 de guidage