Brevet FR2501424A1 — publié le 19820910

" Connecteur pour câble multiconducteur " La présente invention concerne de façon générale les connecteurs électriques et elle porte plus particuliè- rement sur des connecteurs destinés à terminer des câbles de transmission d'une manière assurant une mise à la masse sélective de plusieurs conducteurs des câbles. Dans certaines applications de transmission de signaux qui emploient des câbles multiconducteurs plats, les exigences de blindage pour les signauximposent que chaque conducteur de signal soit placé entre une paire de conducteurs de masse affectés exclusivement à ce conduc- teur de signal. La succession des affectations de conduc- teurs dans la direction latérale du câble allongé est donc M (masse), S (signal), M, M, S, M, M, S, M, etc. Bien qu'il soit préférable de réaliser simultanément les connexions d'un tel câble dans un connecteur, par des techniques de perçage d'isolant telles que celles indiquées dans la de- mande de brevet US 143 003 déposée le 23 avril 1980, ainsi que dans le brevet US 4 027 941, ces techniques ne sont pas applicables lorsque l'écartement entre conducteurs est faible au point de laisser une place inférieure à ce qui est nécessaire pour le perçage d'isolant. Dans un cas pra- tique, l'écartement entre les conducteurs de signal qui se suivent latéralement dans le système MS11MSM peut être de 1,27 mm. Cependant, l'écartement entre chaque conduc- teur de signal et chacun de ses conducteurs de masse spé- cialisés peut descendre jusqu'à 0,25 mm entre axes. Les conducteurs eux-mêmes ayant 0,18 mm de diamètre, le problè- me de l'obtention d'une résistance mécanique suffisante dans un contact à perçage d'isolant, dans un espace aussi limité, fait que la réalisation de connexions simultanées est pour le moins difficile. Diverses tentatives ont été faites dans l'art antérieur pour résoudre le problème de la réalisation simul- tanée des connexions de masse d'un câble multiconducteur plat, en préparant le câble de façon qu'il présente des ex- trémités de conducteurs dénudées qui sont ensuite insérées dans des connecteurs et placées en relation avec des con- tacts pour réaliser les connexions. Ces tentatives de l'art antérieur présentent une limitation dans la mesure o elles n'assurent pas la sélectivité du placement de contacts de masse de sortie du connecteur, comme par exemple une dispo- sition alignée ou coplanaire, par rapport aux contacts de signal de sortie du connecteur. Le but essentiel de l'invention est de réaliser une configuration de connexion perfectionnée pour un c9ble multiconducteur plat. L'invention a plus particulièrement pour tut de réaliser simultanément les connexions de masse de conduc- teurs de masse d'un câble de transmission multiconducteur. Pour parvenir à ces buts, ainsi que d'autres, l'invention consiste en un connecteur qui comporte un bot- tier définissant des premier et second canaux, non alignés mutuellement, qui sont destinés à recevoir un premier grou- pe (groupe de signal) et un second groupe (groupe de masse) des extrémités de conducteurs dénudées d'un cCble multicon- ducteur plat. Le boîtier supporte des contacts électriques en coïncidence avec le premier canal, pour établir des con- nexions avec les extrémités de conducteurs dénudées du premier groupe. Des moyens conducteurs de l'électricité sont disposés dans le second canal du bottier en cornciden- ce avec le second groupe d'extrémités de conducteurs dénu- dées, pour établir une connexion électrique commune avec celles-ci. Une interconnexion électrique est établie entre les moyens conducteurs et l'un au moins des contacts et, du fait que le bottier permet d'accéder par son extérieur à tous les contacts, la connexion électrique commune et l'in- formation de signal peuvent Ctre acheminées vers un dispo- sitif accessoire. Dans le mode de réalisation préféré, particuliè- rement adapté à la réalisation simultanée de connexions de masse d'un ceble ayant une affectation de conducteurs selon la disposition MSMMSM précitée, les extrémités dénudées des conducteurs de signal sont courbées pour permettre de les disposer dans le premier canal et les extrémités dénudées des conducteurs de masse pénètrent dans le second canal. Les moyens conducteurs situés dans le second canal se présentent sous la forme d'une barrette qui est contiguë aux extrémités dénudées des conducteurs de masse. L'interconnexion peut se faire par des lèvres formées d'un seul tenant avec la barret- te, et d'une manière redondante entre la barrette et tous les contacts qui ne sont pas en coïncidence avec les extré- mités dénudées des conducteurs de signal. Des éléments de serre-câble placés face à face évitent la transmission des efforts s'exerçant sur le câble et ces éléments sont retenus prisonniers par le boîtier, avec un mécanisme à déclic, à partir du moment o le boXtier reçoit le câble. Du fait qu'on peut disposer les contacts de masse de sortie selon n'importe quelle relation d'alignement dési- rée avec les contacts de signal dans le premier canal et du fait que les contacts de masse sont interconnectés à la barrette par des lèvres, on peut former n'importe quelle configuration sélectionnée de contacts de sortie de signal et de masse. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, don- né à titre non limitatif. La suite de la description se ré- fère aux dessins annexés sur lesquels les éléments sembla- bles sont toujours désignés par les mêmes numéros de réfé- rence et sur lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'un câble de transmission multiconducteur plat, préparé pour l'éta- blissement de connexions conformément à l'invention. la figure2est une représentation de face en élé- vation d'un connecteur conforme à l'invention, avec le câble de la figure 1 assemblé et connecté avec le connecteur. La figure 3 est une représentation latérale en élévation de la combinaison connecteur - câble de la figure 2, vue selon la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en plan, de dessous, du connecteur de la figure 2. La figure 5 est une vue éclatée des éléments constitutifs de la combinaison connecteur - câble de la figure 2. La figure 6 est une coupe agrandie des éléments constitutifs assemblés de la figure 5, en vue depuis le plan VI-VI de la figure 5. On va maintenant considérer la figure 1 sur la- quelle on voit un câble 10 qui est un type de c9ble de transmission multiconducteur plat en utilisation commercia- le à l'heure actuelle, qui comporte un arrangement de con- ducteurs allongés 12, uniformément espacés dans la direc- tion latérale du câble. Des couches électriquement isolan- tes 14 et 16 enferment les conducteurs et sont de façon caractéristique plaquées sur les conducteurs. On emploie fné-- ralement pour ce placage une matière d'un type ne se pra- tant pas aisément au perçage de l'isolant, comme, par exem- ple du polytétrafluoréthylène tel que celui commercialisé sous la marque TEFION par la firme E.I. Du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware. La structure composite formée par les conducteurs 12 et l'isolant 14-16 est en- tourée par un blindage 18 qui peut.tre une tresse métalli- que. A l'extérieur du blindage 18, le câble 10 comporte une gaine 20 en une matière électriquement isolante qui est conçue de façon à assurer la résistance aux efforts méca- niques et qui est habituellement du chlorure de polyvinyle. On peut préparer le càble 10 pour la réalisation des connexions conformément à l'invention en enlevant la gaine 20 et le blindage 18 pour faire appara tre une lon- gueur d'isolant 14-16. On arrache l'isolant 14-16 lui-même sur une longueur donnée pour faire apparaître les extrémi- tés dénudées des conducteurs 12. Conformément à la spécia- lisation des conducteurs envisagée ci-dessus, les condue- teurs 12-1, 12-3, 12-4, 12-6, 12-7, 12-9, 12-10, 12-12, 12-13 et 12-15 servent de conducteurs de masse, ce qui dé- finit des paires de masse spécialisées pour les conducteurs de signal 12-2, 12-5, 12-8, 12-11 et 12-14. On va maintenant considérer les figures 2 et 3- qui montrent que le connecteur 22 comprend un boîtier 24 ayant une partie supérieure 24a et une partie inférieure 24b, et la partie supérieure est prévue pour la réception du câble 10 tandis que la partie inférieure est prévue pour 250142 4 l'interconnexion avec un dispositif accessoire. La partie de boîtier 24a comprend une cavité centrale destinée à recevoir des éléments de serre-câble 26 et 28 et elle com- porte des ouvertures 24a-1 et 24a-2 sur des surfaces op- posées respectives qui sont destinées à retenir par déclic des saillies extérieures 26a et 28a des éléments de serre- câble 26 et 28. Le câble 10 est lui-même retenu entre les éléments 26 et 28 du fait que la structure intérieure com- plémentaire de ces éléments donne au chemin du câble une configuration sinueuse entre les éléments. Ainsi, une ca- vité 26b est formée dans l'élément 26 et une nervure 28b est formée sur l'élément 28, avec une configuration complé- mentaire et des emplacements en regard, afin de dévier le câble 10 vers la gauche, sur la représentation de la figure 3, à son passage à travers le boîtier 24. La partie supé- rieure 24a du boîtier applique des forces élastiques diri- gées vers l'intérieur aux éléments 26 et 28, pour que ceux- ci viennent en contact avec le câble 10 et l'emprisonnent. Dans un but qu'on décrira ci-après en relation avec la figure 5, le bord terminal de l'isolant 14-16 qui est adja- cent aux extrémités dénudées des conducteurs est disposé en affleurement avec les bords inférieurs (figure 3) des éléments de serre-c9ble 26 et 28, grâce à quoi les extré- mités dénudées des conducteurs se trouvent dans une posi- tion présélectionnée à l'intérieur du boîtier 24 lorsqu'el- lessortent, à nu, de l'isolant 14-16. Comme il est repré- senté en pointillés sur la figure 3, dans le but de présen- ter les figures 5 et 6, l'extrémité dénudée du conduc- teur 12-15 s'étend verticalement à partir d'une telle po- sition présélectionnée, l'extrémité dénudée du conducteur 12-14 s'étend vers la droite sur la figure 3, en étant courbée horizontalement et l'extrémité dénudée du conduc- teur 12-11 s'étend vers la gauche sur la figure 3, en étant courbée horizontalement. En considérant les éléments constitutifs repré- sentés de façon éclatée sur la figure 5, on voit qu'un élément rapporté 30 du boîtier peut reposer sur un siège inférieur 32.du boîtier et que sa surface supérieure 30a présente une configuration qui définit des surfaces de portée 34 destinées à supporter des extrémités de base agrandies 36 de contacts 38. Les contacts 38 comprennent également des parties rétrécies 40 qui traversent des par- ties crénelées 42 de l'élément rapporté 30, en étant em- prisonnées dans ces dernières. Les contacts 38 comportent des queues 44 qui sont représentées sous la forme de bornes consistant en lames qui définissent un réceptacle. En po- sition centrale entre des ensembles opposés de surfaces d'appui 34, l'élément rapporté 30 définit une fente 46 qui est destinée à recevoir et à supporter des moyens conduc- teurs de l'électricité se présentant sous la forne d'une pièce métallique en U, 48. Dans le mode de réalisation représenté, des moyens d'interconnexion, représentés sous la forme d'une languette 50, s'étendent vers l'extérieur à partir des moyens 48, dans un but indiqué ci-après. Le siège 32 de l'élément rapporté définit dans sa surface su- périeure des ouvertures destinées à recevoir les contacts 38, l'ouverture 56-2 recevant le cont;act 38-6, et il com- porte également une fente 54 destinée à recevoir les moyens conducteurs 48 qui s'étendent sous l'élément rapporté 30. On va maintenant considérer la figure 6 sur lacuel- le les composants du mode de réalisation préféré du connec- teLr de l'invention sont représentés tels qu'on les voit lorsqu'on se place dans le plan VI-VI de la figure 5, avec les éléments éclatés entièrement assemblés. Les élements de serre-câble 26 et 28 sont représentés dans une position dans laquelle ils exercent respectivement un serrage sur les couches d'isolant 14 et 16. L'élément rapporté 30 est appliqué sur le siège d'élément rapporté 32, avec les con- tacts 38-5 et 38-6 accessibles à travers des ouvertures 56-5 et 56-6 dans le fond 24b-1 du bottier, à l'extérieur du connecteur, pour des broches (non représentées) d'un dispositif accessoire. Dans le mode de réalisation considé- ré à titre d'exemple, le connecteur représenté est mun con- necteur à six contacts (figure 4), dans lequel des ouver- tures 56-1 à 56-6 sont formées dans le fond 24b-1, pour permettre l'accès aux contacts 38-1 à 38-6. Comme le montre la figure 6, le conducteur de signal 12-14 est courbé vers la gauche de façon à être logé dans un canal 58a, défini entre l'élément rapporté 30 et le bord inférieur de l'élément de serre-c9ble 28, dans lequel les contacts 38, par exemple le contact 38-6 qui est repré- senté, sont en coïncidence avec les conducteurs courbés vers la gauche, par exemple le conducteur 12-14, pour per- mettre la connexion. La référence 58b sur la figure 6 dé- signe un canal de signal ou premier canal supplémentaire. Ce canal de signal supplémentaire contiendrait (figure 5) les conducteurs de signal 12-5 et 12-11. Le canal 58a con- tiendrait également les conducteurs de signal 12-2 et 12-8. L'autre canal ou second canal (masse) du bottier 24 est dé- fini par la fente 46 dans l'élément rapporté 30 et la fente 54 dans le siège 32. Comme indiqué, ce canal contient des moyens conducteurs 48 qui sont placés en coïncidence pour établir des connexions avec les conducteurs de masse du cCble mutliconducteur do-nt les connexions sont réalisées simultanément par le connecteur de l'invention. Bien qu'on voie le conducteur 12-15 dans le second canal sur la repré- sentation de la figure 6, les autres conducteurs de masse, c'est-à-dire 12-1, 12-3, 12-4, 12-6, 12-7, 12-9, 12-10, 12-12 et 12-13, sont également disposés dans ce canal pour être connectés à la barrette 48. Dans sa forme préférée, la barrette comporte des extrémités 48a et 48b qui sont en corncidence longitudinale le long de l'axe 48c de part et d'autre duquel la barrette 48 comporte des parties succes- sives qui s'étendent longitudinalement et sont raccordées au niveau d'un axe de pliage 48d. A l'état assemblé, l'axe 48c coïncide avec l'axe longitudinal 30b de l'élément rap- porté 30, le long duquel les contacts 38 sont espacés et arrangés en groupes opposés latéralement. Dans l'assemblage du câble et du connecteur re- présenté sur la figure 6, la languette 50 est placée sur le contact 38-5, en contact avec ce dernier et, du fait qu'il s'agit d'une seule languette associée aux moyens 48, elle établit une seule connexion de masse pour le connec- teur. Des signaux sont ainsi disponibles par l'intermédiai- re des contacts 38-1 (conducteur 12-5), 38-2 (conducteur 12-2), 38-3 (conducteur 12-11), 38-4 (conducteur 12-8) et 38-6 (conducteur 12-14), et la masse pour ces signaux est obtenue par le contact 38-5. Bien que le mode de réalisation préféré ait été représenté en considérant un câble de transmission MSpSM à quinze conducteurs avec cinq lignes de signal et un seul contact de masse disponibles pour un dispositif accessoire par l'intermédiaire du connecteur de l'invention, diverses autres configurations entrent dans le cadre de l'invention. De façon caractéristique, on peut souhaiter reproduire sur les bornes, c'est-à-dire les contacts de sortie du connec- teur, la totalité de la configuration de conducteurs du câble MSMMSM. Dans ce cas, il existe des languettes 50 pour chaque conducteur de masse. Ainsi, dans le câble de la fi- gure 1, par exemple, une languette 50 serait disposée sur tous les contacts 38 qui ne sont pas associés, dans les canaux 58a ou 58b, à un conducteur de signal du cible. Pour des configurations autres que MSMMSM, le second canal (fen- tes 46 et 54) ne reçoit que les conducteurs de masse pour lesquels on désire réaliser des connexions simultanées et, comme on l'a indiqué pour l'exemple décrit et représenté, on peut accéder aux contacts de masse de la manière désirée. On voit que les languettes 50 permettent de réa- liser n'importe quelle configuration désirée de contacts de sortie, ce qui permet d'obtenir une succession coplanaire et en ligne, par exemple MSMMSM,en sortie du connecteur, de chaque côté ou d'un coté ou de l'autre du siège 32, dans le fond 24b-1. Dans sa version préférée représentée, les moyens conducteurs 48 s'étendent longitudinalement le long de l'axe 48c en étant formée par exemple par un élément continu di- rigé longitudinalement qui s'étend le long, et de préférence sur toute la longueur, de la série-longitudinale d'éléments de contact 38, espacés longitudinalement le long de l'axe correspondant 30b de l'élément rapporté 30. A titre d'alter- native à la forme auto-portante des moyens conducteurs 48, consistant en une barrette de matière conductrice de l'élec- tricité, les moyens 48 peuvent consister en une matière électrique déposée sélectivement face aux extrémités dénudées des conducteurs, sur les parois intérieures d'un tel second canal, c'est-à-dire sur l'élément rapporté 30 en position adjacente à la fente 46, sur le siège 32 de l'élément rappor- té en position adjacente à la fente 54, ou sur les deux. Bien que l'élément rapporté 30 soit représenté sous lEt forme d'un élément qui est une partie séparable du boîtier 24 et est conçu de façon à reposer sur une partie intégrante de la partie inférieure 24b du bottier, c'est-à-dire le siège 32, on peut insérer les contacts 38 et les moyens conducteurs 48 dans une structure de boîtier d'un seul tenant, comprenant l'équivalent de l'élément rapporté 30. De plus, bien que les moyens d'interconnexion 50 soient représentés comne des moyens formés d'un seul tenant avec les moyens conducteurs 48, ces moyens d'interconnexion 50 peuvent être réalisés sous la forme d'un élément séparé établissant une interconnexion électrique entre l'un au moins des contacts 38 et la barrette conductrice 48. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les contacts 38 peuvent avoir une autre configuration et peuvent ne pas comporter les saillies de retenue 60 de la figure 6 destinées à la retenue dans le connecteur. De plus, bien que dans la structure représentée, le serrage destiné à éviter la trans- mission des efforts s'exerçant sur le ceble soit appliqué aux couches isolantes 14 et 16, par une structure intérieure complémentaire formée par des éléments de serre-c1ble séparés et associés, 26 et 28, on peut appliquer ce serrage à la gaine 20 du câble si on le désire. REVEfIDICATTi OS 1. Connecteur destiné à la réalisation de conne- xions aux extrémités dénudées d'un câble multiconducteur (10), caractérisé en çe qu'il comprend un bottier (24) des- tiné à recevoir le câble et à supporter les extrémités dénudées dans des premier et second canaux (58a, 58b) non alignés mutuellement qui sont formés dans le boîtier, plu- sieurs éléments de contact électriques (38) qui sont sup- portés dans le bottier, avec les bases (36) de ces éléments de contact en coincidence avec le premier canal en vue de la connexion avec les extrémités dénudées qui s'y trcuvent, et avec les queues (44) des éléments de contact accessibles par l'extérieur du bottier, des moyens conducteurs de l'1élec- tricité (48) qui sont supportés dans le bottier en cornci- dence avec le second canal en vue de la connexion avec les extrémités dénudées qui s'y trouvent, et des moyens d'in- terconnexion(50) qui sont destinés à connecter les moyens conducteurs de l'électricité à l'un au moins des éléments de contact. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les éléments de contact (38) sont supportés dans des positions espacées le long d'un axe longitudinal (30b) dans le boîtier, et les moyens conducteurs comprennent une pièce allongée (48) qui s'étend le long de cet axe lon- gitudinal. 3. Connecteur selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que la pièce allongée (48) s'étend longitudinale- ment sur toute la longueur qu'occupent les 6l1drnts de con- tact (38) espacés, et elle consiste en une barrette auto- portante de matière conductrice. 4. Connecteur selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que la barrette comporte des longueurs successives dirigées.longitudinalement qui ont des extrémités respecti- ves (48a, 48b) en coïncidence longitudinale. 5. Connecteur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les moyens d'interconnexion (50) sont formés d'un seul tenant avec les moyens conducteurs (48). 6. Connecteur selon la revendication 5, caractéri- 1 1 se en ce que les moyens conducteurs consistent en une barrette autoportante (48) de matière conductrice, et les moyens d'interconnexion sont constitués par des moyens à languette (50) qui s'étendent vers l'extérieur de la barret- te. 7, Connecteur selon la revendication 6, caracté- * risé en ce que la barrette comporte des longueurs succes- sives dirigées longitudinalement qui ont des extrémités respectives (48a, 48b) en coïncidence longitudinale, et les moyens à languette (50) comprennent au moins une languette espacée longitudinalement par rapport aux extrémités de la barrette. 8. Connecteur selon l'une quelconque des reven- dications l à 7, caractérisé en ce que le premier canal (58a) et le second canal (58b) s'étendent dans des directions mutuellement perpendiculaires. 9. Connecteur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de serrage de câble (26, 28) destinés à éviter la transmission des efforts qui s'exercent sur le câble, qui reçoivent le câble et lui donnent un parcours sinueux entre eux. 10. Connecteur selon la revendication 9, caracté- risé en ce que le bottier (24) est conçu de façon à recevoir et à retenir prisonniers les moyens de serrage de câble, et en ce que ces moyens de serrage de câble comprennent des premier et second éléments de serrectble (26, 28) ayant des structures respectives complémentaires conçues de façon à donner un tel parcours sinueux au câble.