Brevet FR2463985A1 — publié le 19810227

La présente invention concerne d'une façon générale des connecteurs électriques du type comportant une protection contre les interférences électromagnétiques (EMI). Plus particulièrement, l'invention concerne un connecteur de filtrage à contacts multiples susceptible de transmettre des courants de radiofréquence élevés et un procédé de fabrication de ce connecteur pour un prix de fabrication fortement réduit. Pour de nombreuses applications où de longs câbles non blindés pénètrent dans un boitier blindé contenant un circuit sensible aux signaux extérieurs transmis par câbles, il est nécessaire de disposer d'un réseau de filtrage faisant partie intégrale d'un connecteur pour supprimer les signaux transitoires indésirables, telles que les interférences électromagnétiques,qui seraient, en l'absence de ces dispositifs, transmis aux circuits raccordés par le connecteur. Un connecteur de filtrage selon l'art antérieur, et destiné à cet usage, est illustré par le brevet américain No 3 854 107. Le connecteur de filtrage décrit dans ce brevet comporte un corps diélectrique supportant une série de contacts de filtrage, et une plaque de terre conductrice, constituée par une feuille de métal mince. Chaque contact électrique comprend un réseau de filtrage composé par une série d'éléments de filtrage concentriques montés coaxialement sur une partie à diamètre réduit du contact, et une électrode de masse extérieure. Les contacts de filtrage ont une dimension et une configuration adaptées pour l'insertion et le retrait du corps diélectrique sur les électrodes de terre, en contact par frottement avec l'électrode de terre en feuille métallique mince. Bien que les connecteurs de filtrage à contacts multiples du type susmentionné aient été utilisés avec efficacité pour transmettre des courants radiofréquence faibles ayant une intensité d'environ un quart d'ampère, il ne sont pas appropriés à la transmission de courants forts, par exemple des courants ayant une intensité égale ou supérieure à trois ampères. Du fait que la plaque de terre est mince, la chaleur engendrée par ces courants de forte intensité ne peut pas être convenablement dissipée. I1 en résulte une surchauffe des connecteurs aboutissant finalement à leur destruction. Pour pallier cet inconvénient, certains connecteurs de l'art antérieur utilisent une plaque de terre de grande dimension. Bien que ces plaques de terre aient une masse et une conductivité suffisantes pour dissiper la forte chaleur engendrée par les courants de forte intensité, elles ne sont pas flexibles et ne permettent pas de réaliser un contact à frottement de faible résistance avec la surface des électrodes de masse du réseau de filtrage. En conséquence, d'autres moyens doivent être prévus pour établir la connexion électrique requise entre la plaque de terre et les électrodes de masse du réseau de filtrage. Pour certains connecteurs de l'art antérieur, l'élec- trode de masse et par conséquent le filtre lui-même, est électriquement reliée à la plaque de terre par un conducteur adhésif telle qu'une résine époxy conductrice.Ce moyen engendre toutefois d'autres désavantages. Par exemple, chaque électrode de masse doit être individuellement reliée à la plaque de terre. De façon connue, un seul connecteur peut comporter jusqu'à cent vingts filtres de réseau, de sorte que le coût de la fabrication d'un tel connecteur s'avère extrêmement élevé. Additionnellement, après la fabrication, si l'un des filtres de réseau est défectueux, tout le connecteur doit être remplacé parce que la réparation du filtre défectueux n'est guère possible. En outre, le retrait du filtre défectueux, s'il était possible, serait dangereux pour la liaison existant entre la plaque de base et les autres filtres du réseau. Une des solutions proposées à ce problème consiste à tester chaque filtre individuellement avant sa mise en place et son collage sur le connecteur.Toutefois cette manière de procéder ne fournit pas une solution satisfaisante du fait qu'il est toujours possible qu'un ou plusieurs des filtres particulièrement fragiles soient endommagés pendant leur mise en place et leur liaison avec le connecteur. Une partie de ces considérations ont été solutionnées par l'art antérieur par l'utilisation de résines époxy conductrices pour constituer une plaque de terre commune en liaison électrique avec une série de condensateurs tubulaires agissant comme des filtres. Une telle construction est capable de dissiper la chaleur à une vitesse suffisamment rapide. Les plaques de terre en résine époxy sont agencées pour encapsuler les bottiers de connecteurs ou sont directement connectées électriquement à ces boitiers par l'intermédiaire de ressorts de mise à la masse. On a cependant constaté qu'une conductivité améliorée entre les plaques de terre et les boîtiers serait souhaitable. C'est pourquoi l'un des principaux objets de la présente invention est de réaliser un connecteur de filtrage nouveau et perfectionné pour les courants de radiofréquence élevés qui suppriment les inconvénients et les désavantages des problèmes associés aux connecteurs de l'art antérieur. Un autre objet essentiel de la présente invention consiste à mettre au point un procédé de fabrication nouveau et perfectionné pour réaliser des connecteurs de filtrage des courants de radiofréquence intenses pour un prix de fabrication réduit. Un autre objet de la présente invention consiste à réaliser un connecteur de filtrage dans lequel on supprime le raccordement individuel des électrodes de masse du filtre du réseau avec la plaque de terre du connecteur. Un autre objet de la présente invention consiste à réaliser un connecteur de filtrage comportant une plaque de terre en résine époxy conductrice comportant un organe annulaire pour établir une connexion électrique perfectionnée entre la plaque de terre et le boîtier de connecteur. En conséquence, l'invention se propose d'une façon générale de réaliser un connecteur de filtrage comportant une coquille conductrice extérieure, un corps intérieur disposé à l'intérieur de cette coquille et comportant une plaque de terre couplée électriquement à la coquille, et au moins un canal s'étendant à travers le corps et la plaque de terre. Le connecteur comporte d'autre part des moyens de filtrage des signaux extérieurs disposés à l'intérieur d'au moins une partie de canal et comportant des électrodes mâles et de terre, l'électrode de terre étant électriquement couplée à la plaque de terre. Un élément de contact est couplé électriquement à l'électrode mâle lorsqu'elle est disposée dans le canal. La plaque de terre comprend, partiellement, un matériau de remplissage conducteur logé dans une cavité qui s'étend transversalement par rapport au canal qu'elle coupe. Le matériau de filtrage est électriquement couplé à la coquille par l'intermédiaire de la bague conductrice métallique, et contacte l'électrode de masse pour constituer une plaque de terre en liaison avec la bague métallique. La bague métallique est en réalité connectée électriquement à la coquille du connecteur par l'intermédiaire d'un ressort élastique. Selon cet arrangement, dans lequel la résine époxy est fermement liée à la bague, qui est par exemple plaquée d'argent, un circuit fortement conducteur est établi à travers la résine et la bague vers la coquille du connecteur. Additionnellement, des plaques métalliques conductrices peuvent être introduites de façon à s'étendre transversalement en direction de la bague et de l'électrode de masse de façon à être en contact électrique avec chacun d'eux. Les plaques peuvent constituer les faces d'extrémité de la cavité et être collées à l'époxy pour accroître la liaison électrique et structurale du sous-ensemble de plaque de terre. La présente invention concerne par ailleurs un procédé de fabrication d'un sous-ensemble de plaques de terre pour un connecteur de filtrage du type comportant un boîtier extérieur conducteur ayant une surface intérieure et un corps intérieur, et un assemblage de contacts à filtres de réseau disposés à l'intérieur de ce corps et comportant des électrodes de terre. Le procédé comprend les étapes consistant à réaliser une cavité à l'intérieur du boîtier autour de l'électrode de terre en plaçant dans le boîtier une bague conductrice et en introduisant un matériau de remplissage conducteur dans la cavité constituée en partie par cette bague. Le matériau de remplissage est amené en contact avec l'électrode de masse et en contact électri que avec la bague et les plaques transversales, lorsqu'elles sont prévues. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation et des dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente une vue en perspective, partiellement en coupe, illustrant un connecteur de filtrage comportant un réseau de filtrage en liaison avec l'une des formes de réalisation de la plaque de terre selon la présente invention, la figure 2 représente une vue de l'extrémité gauche dû connecteur de la figure 1, la figure 3 représente une vue détaillée d'une forme de réalisation d'une plaque de terre coupée selon la ligne III-III de la figure 2, la figure 4 représente une vue détaillée similaire à celle de la figure 3, illustrant une autre forme de réalisation de la plaque de terre réalisée conformément à la présente invention et comprenant des disques ou des plaques conducteurs pour constituer les faces d'extrémité du sous-ensemble de la plaque de terre, et la figure 5 représente une vue longitudinale partiellement coupée de la plaque de terre représente dans la figure 4, illustrant cette dernière en combinaison avec des circuits de filtrage multiples. En référence à la figure 1, le connecteur 10 représenté est du type connecteur de filtrage en ligne. En général, il comporte un boî- tier conducteur extérieur 11, un corps intérieur 12 et un sous-ensemble de filtres de réseau à contacts 13. Le boîtier conducteur extérieur est de préférence réalisé en un métal tel que l'aluminium. I1 comporte une extrémité antérieure 14, une section intermédiaire 15 et une extrémité postérieure 16. L'extrémité antérieure 14 comporte un flasque annulaire 17 définissant une cavité 18 qui est agencée pour recevoir un isolant diélectrique approprié. Une fiche 19 s'étend radialement autour du flasque 17 pour constituer une clef de verrouillage. La clef est dimensionnée de façon à pouvoir s' engager dans un évidement ménagé dans le boîtier extérieur du connecteur correspondant, de façon à aligner les contacts du connecteur enmplémentaire avec ceux du connecteur 10.La clef 19 peut également servir à réaliser une connexion à baïonnette avec le connecteur complémentaire lorsque ce connecteur comporte des évidements inclinés du type à baïonnette. L'extrémité postérieure 16 comporte également un flasque annulaire 20 qui est également dimensionné pour permettre une connexion avec un autre connecteur complémentaire. La coquille ou boîtier 11 comporte d'autre part entre l'extrémité antérieure 14 et la section intermédiaire, un flasque circonférentiel 23 s'étendant radialement. Le flasque 23 a une surface antérieure 24. La surface antérieure 24 peut être utilisée comme appui servant de butée à un connecteur complémentaire pour limiter sa pénétration dans la cavité 18. La surface antérieure 24 peut additionnelle ment être utilisée comme surface servant d'appui à une cloison étanche si celle-ci s'avère nécessaire. Le flasque antérieur 17 comporte une fente circonférentielle 25 destinée à recevoir un anneau de scellement 27. L'anneau de scel riment 27 est de préférence réalisé en un matériau élastique tel que le caoutchouc ou fluorosilicone. Le joint 27 permet l'assemblage étanche du connecteur 10 avec son connecteur complémentaire. Une construction similaire peut être disposée à l'autre extrémité du connecteur. La partie du corps intérieur 12 est disposée dans la section intermédiaire 15 du boîtier 11. Le corps intérieur comporte unesérie de blocs isolants en forme de lamelles disposées côte à côte pour constituer ledit corps intérieur. Les lamelles isolantes constituent une face de scellement antérieure 30, un premier bloc diélectrique 32, un premier joint non conducteur 33 pour monter le sous-ensemble de plaques de terre constituant l'objet principal de la présente invention qui sera décrit ci-dessous, un second joint de montage 33a et un second bloc diélectrique 34. Chacun des blocs diélectriques comprend un alésage traversant. Ces alésages sont alignés pour constituer un canal 35 s'étendant à travers le corps intérieur 12.Bien qu'un canal soit illustré par les figures 3 et 4, on comprendra que le connecteur de filtrage du type représenté peut comporter une série de tels canaux comme le montrent les figures 1 et 5. Les alésages ménagés à l'intérieur des blocs isolants sont dimensionnés individuellement de façon que le canal traversant 35 ait des dimensions qui correspondent aux dimensions extérieures de l'assemblage de réseaux à filtres de contact 13. Chaque assemblage de réseaux à filtres de contact s'étend à travers un canal 35 et comporte un élément de contact 4û, et un filtre de réseau 41. L'élément de contact 40 comporte une extrémité antérieure 42 qui s'étend dans la cavité antérieure 18 d'une façon prédéterminée lorsque l'assemblage de réseaux à filtres de contact est disposé dans le canal 35 dans sa position axiale prédéterminée.De façon analogue, l'élément de contact 40 comprend une partie de contact postérieur 43 s'étendant en direction de la partie arrière du connecteur. Les parties de contact 42 et 43 sont tous deux des contacts mâles ce qui est caractéristique d'un connecteur en ligne. Le sous-ensemble 13 est porté par un organe de contact 40 dans une position axiale disposée entre ses extrémités. Le réseau de filtrage comporte un organe tubulaire en ferrite 45 disposé autour du l'élément de contact 40 et un organe tubulaire en céramique 46 disposé coaxialement autour de l'élément de contact 40 et de l'organe en ferrite 45. L'organe céramique 46 est plaqué sur sa surface extérieure au moyen d'un matériau conducteur pour constituer l'électrode de masse 47 du réseau de filtrage. L'organe céramique 46 comporte également un placage conducteur sur sa surface intérieure pour constituer l'électrode mâle 50 du filtre de réseau. Un manchon antérieur élastomère conducteur 51 et un manchon postérieur élastomère conducteur 52 sont montés sur l'organe de contact 40 et partiellement disposés entre l'organe en céramique 46 et l'organe de contact 40, pour coupler électriquement l'électrode mâle 50 à l'organe de contact 40. Il en résulte la réalisation d'un filtre de réseau équivalent à une fiche montée sur l'organe de contact 40. Une forme de réalisation de la présente invention est représentée par la figure 3. Comme le montre cette figure, une cavité transversale est définie par des éléments 33 et 33a du corps intérieur. Un organe annulaire 50 est disposé entre les éléments 33 et 33a pour entourer l'élément de filtrage 46. La cavité annulaire définie par la surface intérieure de la bague 60, la surface extérieure de l'élément de filtrage 46 et les faces opposées des éléments 33 et 33a du corps intérieur, est remplie à l'aide d'un matériau de remplissage polymérisable 62, qui constitue en combinaison avec la bague 60 la plaque de terre du connecteur. Le matériau de remplissage adhère intégralement à la bague 60 et de ce fait réalise une connexion électrique très efficace avec elle. La surface de la bague 60 peut être plaquée à l'argent pour accroître l'efficacité de la connexion électrique.La bague 60 comporte une ouverture 64 à travers laquelle on injecte le matériau de remplissage 62. Bien que non représentée, une ouverture 64 diamétralement opposée peut être ménagée dans la bague 60 pour faciliter le remplissage à l'aide du matériau de remplissage. La plaque de base formée par le matériau de remplissage 62 et la bague 60 est couplée électriquement au boîtier du connecteur à l'aide d'un organe à ressort 66 qui est disposé dans un évidement annulaire 68 ménagé dans le boîtier. Comme matériau de remplissage, on peut utiliser une résine époxy polymérisable conductrice, telle qu'une résine comportant des charges d'argent. L'utilisation d'un matériau de remplissage conducteur pour réaliser la plaque de terre du connecteur de filtrage est avantageuse du fait que le matériau de filtrage peut être introduit dans la cavité autour des filtres du réseau de sorte que chaque filtre est couplé à la plaque de base pendant la phase correspondant à la fabrication. De ce fait, la liaison manuelle individuelle de chaque filtre avec la plaque de terre est supprimée. Additionnellement, les parois latérales de la cavité transversale formée par les élements 33 et 33a, doivent être suffisamment-grandes pour permettre la réalisation d'une plaque de terre de dimension suffisante pour permettre son utilisation avec des courants intenses. I1 est souhaitable que le réseau de filtrage et la bague de mise àlaterre ne soient soumis à aucune tension appliquée sur les organes de contact de sorte que la liaison avec le matériau de remplissage, le réseau de filtrage et la bague 60 soient protégés. Une telle protection est obtenue par les manchons élastomère conducteurs 51 et 52 qui absorbent les mouvements axiaux susceptibles d'être reportés sur l'organe de contact. En référence aux figures 4 et 5, on notera que la bague de mise à la terre 70 et respectivement 72, comporte un épaulement formé à la face d'extrémité pour recevoir les plaque conductrices transversales 74. Les plaques conductrices 74 se trouvent en contact avec le matériau de remplissage conducteur sur une grande surface. Du fait que les plaques 74 sont collées au matériau de remplissage et se trouvent en contact électrique avec l'organe annulaire et l'électrode de masse 47, on obtient une mise à la terre hautement efficace de l'électrode de masse raccordée au bolier du connecteur. Comme pour la bague 64, les bagues 70 et 72 peuvent comporter des ouvertures diamétralement opposées pour permettre l'injection de matériau de remplissage dans la cavité définie par une partie de ces bagues. Comme le montre la figure 3, le ressort 66 est prévu pour connecter les bagues au boîtier du connecteur. On notera que la bague de mise à la terre 72 comporte une découpure en relief 72a disposée sur sa surface radiale intérieure. Cette partie est prévue pour le cas où une cavité plus grande est nécessaire entre l'électrode de masse et la bague de mise à la terre. Toutefois si un usinage additionnel était nécessaire pour former la bague 72, on suppose que la bague 70 serait préférée à la bague 72 si l'on utilise des plaques conductrices 74. Lorsqu'on utilise la forme de réalisation illustrée par les figures 4 et 5, la plaque conductrice 74 et la bague de mise à la terre constituent une pièce intégrale avec le matériau de remplissage, ce qui permet de réaliser une plaque de mise à la terre globale par rapport au réseau de filtrage. D'après ce qui précède, on remarque que le procédé de fabrication d'une plaque de mise à Ia terre pour connecteurs de filtrage, conforme à la présente invention, permet d'obtenir une conductivité améliorée entre le réseau de filtrage et le boîtier deconnecteur. Du fait que les plaques de terre sont réalisés en un matériau de remplissage conducteur telle que la résine époxy qui est injectée dans une cavité ménagée dans le corps intérieur du connecteur pour réaliser le-contact avec les électrodes de masse de l'ensemble des éléments de filtrage au cours d'une même et unique phase de fabrication, le raccordement laborieux et manuel des filtres individuels avec la plaque de terre est supprimé. Bien que la présente invention ait été décrite en référence à des formes de réalisation particulières, elle peut subir différentes modifications évidentes pour l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Procédé pour constituer un sous-ensemble de plaques de terre pour un connecteur de filtrage du type comportant un boîtier conducteur et un sous-ensemble de contacts filtrés comportant des moyens de la mise à la terre disposés dans ledit boîtier, ledit procédé comprenant les étapes suivantes consistant : à placer un organe annulaire de matériau métallique conducteur de façon concentrique autour desdits moyens de mise à la terre; à former une cavité annulaire autour des moyens de la mise à la terre, cette cavité étant partiellement formée par ledit organe annulaire; et à couler un matériau de remplissage conducteur dans ladite cavité autour et en contact électrique avec lesdits moyens de mise à la terre, et en contact électrique avec ledit organe annulaire. 2. Procédé selon la revendication 1, comportant en outre une étape consistant à réaliser un alésage à travers ledit organe annulaire débouchant dans ladite cavité, et à injecter ledit matériau de remplissage conducteur à travers ladite cavité. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de mise à la terre comportent une électrode tubulaire, et dans lequel l'étape de mise en forme de la cavité inclut la mise en place d'une paire de plaques longitudinales conductrices, espacées l'une de l'autre, par-dessus lesdits moyens de mise à la terre, ladite paire de plaques étant disposée transversalement par rapport aux moyens de mise à la terre et en contact électrique avec ladite électrode et ledit organe annulaire, et également en contact électrique avec le matériau de remplissage dans ladite. cavité. 4. Sous-ensemble de filtrage agencé pour être monté dans un connecteur électrique comportant un boîtier conducteur, ledit sousensemble comprenant : des moyens de filtrage ayant une électrode de masse et une électrode mâle, ladite électrode mâle étant destinée à réaliser une connexion électrique avec des moyens de contact; un matériau de remplissage conducteur entourant ladite électrode de masse et étant en contact électrique avec elle; et un organe annulaire réalisé en un matériau conducteur et ayant une forme annulaire entourant ledit matériau de remplissage et étant électriquement relié avec lui, ledit organe annulaire étantagencépour être électriquement connecté au boîtier d'un connecteur, de sorte que le matériau de remplissage et ledit organe annulaire constituent une plaque de terre pour un réseau de filtrage. 5. Sous-ensemble de filtrage selon la revendication 4, dans lequel le réseau de filtrage est tubulaire, et dans lequel ledit sousensemble comporte d'autre part une paire de plaques conductrices longitudinales s'étendant transversalement par rapport audit réseau de filtrage entre ce réseau et ledit organe annulaire1 l'une au moins de ces plaques étant en contact électrique avec ladite électrode de masse et ledit organe annulaire, et la cavité définie par ledit organe annulaire,lesdites plaques et ladite électrode de masse étant remplies par un matériau de remplissage conducteur connecté audit organe annulaire auxdites plaques et à ladite électrode de masse de façon à former ladite plaque de terre dudit réseau de filtrage. 6. Sous-ensemble de filtrage selon la revendication 5, dans lequel ledit organe annulaire comporte des épaulements à sa surface périphérique intérieure agencé pour recevoir ladite paire de plaques espacées lune de l'autre. 7. Sous-ensemble de filtrage selon la revendication 6, dans lequel ladite surface circonférentielle intérieure dudit organe intérieur comporte une entaille en relief disposée entre lesdits épaulements. B. Sous-ensemble de filtrage selon la revendication 5, dans lequel ledit organe annulaire comporte des moyens permettant l'injection dudit matériau de remplissage dans ladite cavité. 9. Connecteur de filtrage comprenant : un boîtier conducteur; un corps intérieur disposé dans ce boîtier et comprenant au moins une ouverture s'étendant longitudinalement et une cavité transversale communiquant avec ladite ouverture et ledit boîtier; un réseau de filtrage disposé dans ladite ouverture et dans au moins une partie de ladite cavité, ledit réseau de filtrage comprenant une électrode de terre extérieure disposée à l'intérieur d'au moins une partie de ladite cavité, et une électrode mâle; des moyens de contact montés dans ledit réseau de filtrage, ces moyens de contact étant électriquement couplés à ladite électrode mâle; un matériau de remplissage conducteur disposé dans ladite cavité, entourant et étant en contact électrique avec ladite électrode de masse; et un organe annulaire réalisé en un matériau rigide électriquement conducteur entourant ledit matériau de remplissage et étant électriquement connecté à lui, ledit organe annulaire étant également électriquement couplé audit boîtier de façon que ledit matériau de remplissage et ledit organe annulaire constituent une plaque de terre pour ledit réseau de filtrage. 10. Connecteur de filtrage selon la revendication 9, comprenant d'autre part des moyens ressorts conducteurs disposés entre ledit organe annulaire et ledit boîtier pour coupler électriquement ladite plaque de terre constituée par ledit organe annulaire et ledit matériau de remplissage audit boîtier.