Brevet FR2700223A1 — publié le 19940708

Connecteur coaxial 7/16 L'invention se rapporte à un connecteur coaxial 7/16, aussi bien sous la forme d'un connecteur femelle que sous la forme d'un connecteur mâle Les deux sont normalisés par la norme DIN 47 223 ainsi que par plusieurs normes étrangères et internationales et sont extrêmement répandus dans le monde entier. Sur la figure 1, on a représenté un connecteur 7/16, composé d'un connecteur femelle et d'un connecteur mâle, dans cette forme de réalisation normalisée Le connecteur femelle comprend un boîtier 1 de connecteur formant le conducteur extérieur, dont la surface frontale côté connexion représente le plan de référence mécanique et électrique E, ainsi qu'un conducteur intérieur 2 qui prend appui dans le boîtier 1 du connecteur par l'intermédiaire d'une rondelle 3 en matière isolante, et qui, sur le côté connexion, forme une douille 2 a fendue longitudinalement Le connecteur mâle comprend de façon analogue un boîtier 4 de connecteur formant le conducteur extérieur, dont la surface frontale de contact représente aussi le plan de référence mécanique et électrique E, ainsi qu'un conducteur intérieur 5 qui prend appui dans le boîtier 4 du connecteur par l'intermédiaire d'une rondelle 6 en matière isolante et qui, sur le côté connexion, forme un téton 5 a qui s'engage dans la douille 2 a du conducteur intérieur 2 du connecteur femelle Pour la fixation mécanique, il est prévu un écrou de raccord 7 et, pour l'étanchéité, une bague torique 8 Ces deux éléments se trouvent radialement à l'extérieur des surfaces frontales de contact des boîtiers de connecteurs, 1 et 4 respectivement. En vue d'assurer la compatibilité mécanique et les propriétés électriques d'une connexion 7/16, les normes précitées prescrivent pratiquement toutes les cotes essentielles, y compris leurs tolérances Pour le diamètre dl, aussi bien celui du conducteur intérieur femelle 2, 2 a que celui du conducteur intérieur mâle 5, 5 a, on n'indique dans les normes que la valeur nominale de 7 mm, avec cette précision que la cote précise dl doit être choisie de telle manière que la connexion présente l'impédance caractéristique normalisée de 50 ohms. Comme on peut le voir sur la figure 1, le conducteur intérieur femelle 2 aussi bien que le conducteur intérieur mâle 5 présentent un diamètre considérablement réduit dans la région de la rondelle de matière isolante, 3 ou 6 respectivement, qui leur correspond Cette réduction du diamètre compense la composante capacitive, résultant des propriétés diélectriques de la rondelle isolante, qui, autrement, pourrait conduire à une modification de l'impédance caractéristique à cet endroit et, de ce fait, à des réflexions Toutefois, les deux modifications brusques du diamètre des conducteurs intérieurs 2 et 5 abaissent la fréquence limite de la connexion et ont l'inconvénient additionnel consistant en ce que les conducteurs intérieurs doivent être réalisés en deux parties pour des raisons de technique de montage, en ce sens qu'après le soudage du conducteur intérieur du câble (non représenté) sur le conducteur intérieur femelle 2 ou sur le conducteur intérieur mâle 5, chacune des parties douille 2 a et téton 5 a doit être vissée par le côté connexion respectif. L'invention a pour but de créer un connecteur 7/16 qui, tout en présentant une compatibilité totale avec les connecteurs 7/16 connus et normalisés, possède une plus haute fréquence limite et soit à la fois plus simple à fabriquer et plus facile à monter. Pour le connecteur femelle, ce problème est résolu par le fait que le conducteur intérieur femelle possède un diamètre extérieur d 3 d'environ 6 mm et que le bottier du connecteur présente, à une distance axiale & 1 du plan de référence, un diamètre intérieur qui diminue du diamètre normalisé de 16 mm à un diamètre d'environ 13,6 mm, tà 1 étant choisie de façon à compenser exactement, sur le plan électrique, le saut de diamètre d'environ 7 mm à environ 6 mm, qui est présent sur la zone de contact des conducteurs intérieurs (plan de joint des conducteurs intérieurs) après l'accouplement avec un connecteur mâle 7/16 normalisé. Pour le connecteur mâle, le même problème est résolu par le fait que le conducteur intérieur mâle a un diamètre extérieur d'environ 5 mm et que l'espace entre le conducteur extérieur et le conducteur intérieur mâle est rempli d'un diélectrique, de préférence du PTFE, dont la surface frontale côté connexion déborde au-delà du plan de référence d'une distance h 2 qui est choisie de manière à compenser exactement, sur le plan électrique, le saut de diamètre, d'environ 5 mm à environ 7 mm, qui est présent après l'accouplement avec un connecteur femelle 7/16 normalisé. Dans les revendications secondaires, on indique des formes de réalisation préférées. A la base des deux solutions, on trouve la reconnaissance du fait que les diamètres des conducteurs intérieurs, aussi bien celui du connecteur femelle que celui du connecteur mâle, peuvent être réduits et que la fréquence limite peut ainsi être augmentée puisque les dispositions mécaniques qui sont rendues nécessaires par la réduction du diamètre des conducteurs intérieurs pour maintenir constamment l'impédance caractéristique à 50 ohms, peuvent être prises dans des régions qui ne compromettent pas la compatibilité mécanique avec les connecteurs conjugués normalisés. En particulier, la réduction de diamètre des conducteurs intérieurs a l'avantage consistant en ce que, maintenant, ces conducteurs ont le même diamètre dans la région de la traversée de la rondelle en matière isolante correspondante, et au-delà de cette rondelle du côté connexion Ceci signifie que les conducteurs intérieurs peuvent être fabriqués en une seule pièce et peuvent être mis en place dans le boîtier du connecteur par le côté câble du connecteur considéré On peut obtenir un montage plus résistant à l'arrachage du conducteur intérieur dans la rondelle en matière isolante correspondante par des dispositions mécaniques connues, en particulier une embase annulaire sur le côté câble du conducteur intérieur, et un profil de surface en dent de scie dans la région entourée par la rondelle de matière isolante considérée. Sous la condition supplémentaire, mais facile à respecter, consistant en ce que le diamètre maximum du conducteur intérieur du connecteur mâle (en règle générale, le diamètre à la hauteur de l'embase annulaire précitée) est inférieur ou égal au diamètre du diélectrique du câble à raccorder, la présente proposition offre pour la première fois la possibilité de réaliser l'assemblage entre le conducteur intérieur du câble et le conducteur intérieur du connecteur sous la forme d'un assemblage par sertissage, ce qui permet d'économiser un temps de montage considérable, aussi bien dans le cas de câbles préparés par le fabricant que dans le cas o les connecteurs sont montés sur le câble par le client. En raison de la large diffusion des connecteurs 7/16 normalisés, on aura en général à raccorder un tel connecteur normalisé avec un connecteur correspondant à la présente proposition; naturellement, un connecteur femelle et un connecteur mâle selon la présente proposition peuvent cependant s'accoupler entre eux. Le connecteur selon l'invention est décrit ci- après de façon plus détaillée ci-après en regard du dessin Sur ce dessin, on a représenté à titre d'exemple en coupe longitudinale et par une vue schématique simplifiée, sur la figure 2, un connecteur femelle selon l'invention, accouplé à un connecteur mâle normalisé selon l'état de la technique; et, sur la figure 3, un connecteur femelle normalisé selon l'état de la technique accouplé à un connecteur mâle selon l'invention. Le connecteur mâle normalisé représenté à droite sur la figure 2 et le connecteur femelle normalisé représenté à gauche sur la figure 3 correspondent aux connecteurs correspondants représentés sur la figure 1 et, ils sont donc munis des mêmes numéros de référence et ne seront donc pas décrits une nouvelle fois. Le connecteur femelle, à gauche sur la figure 2, comprend un boîtier 21 de connecteur, un conducteur intérieur 22 présentant côté connexion une partie formant douille 22 a, et une rondelle 23 en matière isolante L'extrémité côté câble du conducteur intérieur 22 est connectée au conducteur intérieur 42, simplement esquissé, du câble, d'une façon non représentée en détail, de préférence par sertissage, et, en direction de la rondelle 23 en matière isolante, il s'épaissit en deux étages, pour atteindre un diamètre maximum d 2 dans la région d'une embase annulaire 22 b, par laquelle le conducteur intérieur 22 prend appui contre la rondelle 23 en matière isolante, du côté câble Le diamètre d 2 est légèrement plus petit que le diamètre d 6, qui est ici celui du diélectrique 43, simplement esquissé, du câble, ou de façon plus générale, celui de la section frontale de la liaison coaxiale, rigide ou flexible, qui est raccordée Pour obtenir une impédance caractéristique constante, le diamètre intérieur du boîtier 21 du connecteur est lui aussi en gradins d'une façon qui correspond aux gradins du diamètre du conducteur intérieur 22 Du côté connexion, à partir de l'embase annulaire 22 b, le conducteur intérieur 22 a un diamètre constant d 3 d'environ 6 mm Dans la région de la partie formant douille 22 a, on obtient donc, en combinaison avec le diamètre normalisé de l'extrémité pénétrante du téton du conducteur intérieur 5 a, qui est de 5 mm, une épaisseur de paroi d'environ 0,5 mm qui suffit, en combinaison avec la précontrainte élastique de la partie douille 22 a, qui est obtenue de la façon habituelle par la formation de fentes longitudinales, pour obtenir la même résistance à l'arrachement et la même sécurité de contact que dans le cas du connecteur femelle normalisé selon la figure 1 A une distance à 1 d'environ 2,5 mm du plan de référence E, le boîtier de connecteur présente un diamètre intérieur qui diminue du diamètre intérieur normalisé d 4 de 16 mm à environ 13,6 mm, qui compense, sur le plan de l'impédance caractéristique, le diamètre réduit de la partie formant douille 22 a du conducteur intérieur, qui est ramené à d 3 = 6 mm, comparativement à la mesure normalisée de dl = 7 mm Dans l'exemple de réalisation, ce diamètre intérieur réduit du boîtier de connecteur est réalisé par un manchon 29 emmanché à f orce qui, en même temps, sert à la fixation de la position de la rondelle 23 en matière isolante Toutes les cotes qui sont nécessaires pour assurer la possibilité d'accouplement avec le connecteur mâle normalisé sont aux normes. Le connecteur mâle représenté à droite sur la figure 3 comprend un boîtier 34 de connecteur, un conducteur intérieur 35, possédant une partie formant téton 35 a du côté connexion, et une rondelle 36 en matière isolante L'extrémité côté câble du conducteur intérieur 35 est assemblée au conducteur intérieur 42, simplement esquissé, du câble d'une façon non représentée, et il s'épaissit en direction de la rondelle 36 en matière isolante, pour atteindre un diamètre maximum d 2 dans la région d'une embase annulaire 35 b par laquelle le conducteur intérieur 35 s'appuie contre la rondelle 36 en matière isolante du côté du câble Le diamètre d 2 est légèrement plus petit que le diamètre d 6, qui est ici celui du diélectrique 43, simplement esquissé, du câble, ou, de façon plus générale, de la section frontale de la liaison coaxiale raccordée Pour obtenir une impédance caractéristique constante, le diamètre intérieur du boîtier 34 du connecteur est également réalisé en gradins, d'une façon qui correspond aux gradins du diamètre du conducteur intérieur 35 Du côté connexion, à partir de l'embase annulaire 35 b, le conducteur intérieur 35 possède un diamètre d 5 de 5 mm, c'est-à-dire le diamètre normalisé de l'extrémité pénétrante du téton 5 a du conducteur intérieur sur la figure 1 Le diamètre du conducteur intérieur mâle, qui est par conséquent ramené de la cote normalisée dl de 7 mm à d 5 = 5 mm, est compensé, sur le plan de l'impédance caractéristique, par le fait que l'espace entre le conducteur extérieur, c'est-à-dire la paroi intérieure du boîtier 34 du connecteur, et le conducteur intérieur mâle, est rempli d'un diélectrique. Dans l'exemple de réalisation, ce diélectrique est représenté sous la forme d'un prolongement en une seule pièce de la rondelle 36 en matière isolante, en direction du plan de référence E Pour assurer la compensation précise, il est nécessaire de faire déborder la surface frontale, du côté connexion, du diélectrique, au-delà du plan de référence E d'une longueur a 2 à peu près égale à 0,5 mm Ceci ne compromet pas l'aptitude du connecteur mâle à s'accoupler au connecteur femelle normalisé représenté à gauche puisque le contact se produit dans le plan de référence E et que les cotes dans ce plan et de part et d'autre de celui-ci (vu du côté câble du connecteur mâle), restent aux normes sans changement Le diamètre extérieur du diélectrique dans la région de la partie débordante au-delà du plan de référence E ne doit cependant pas être supérieur à d 4 = 16 mm Dans l'exemple de réalisation, le boîtier 34 du connecteur est réalisé en deux pièces, plus précisément avec une bague 39 emmanchée à force qui fixe la rondelle 36 en matière isolante, et le diélectrique d'une seule pièce avec cette rondelle, en position entre le conducteur intérieur et le conducteur extérieur Toutefois, le même résultat peut aussi être atteint avec d'autres moyens de construction, même lorsque la rondelle 36 en matière isolante et le diélectrique compris entre le conducteur intérieur et le conducteur extérieur sont des éléments sépares. il R E V E N D I C A T I O N S 1 Connecteur femelle coaxial 7/16, composé d'un boîtier ( 21) de connecteur qui forme le conducteur extérieur, dont la surface frontale côté connexion est le plan de référence mécanique et électrique (E), et d'un conducteur intérieur ( 22), réalisé en forme de douille ( 22 a) au moins du côté connexion, soutenu par une rondelle ( 23) en matière isolante, caractérisé en ce que le conducteur intérieur femelle ( 22 a) possède un diamètre extérieur (d 3) d'environ 6 mm et en ce que le boîtier ( 21) du connecteur présente, à une distance axiale ( t 1) du plan de référence (E), un diamètre intérieur qui diminue du diamètre normalisé (d 4) de 16 mm à un diamètre d'environ 13,6 mm, ( à 1) étant choisie de façon à compenser exactement, sur le plan électrique, le saut de diamètre d'environ 7 mm à environ 6 mm, qui est présent sur la zone de contact des conducteurs intérieurs (plan de joint des conducteurs intérieurs) après l'accouplement avec un connecteur mâle 7/16 normalisé. 2 Connecteur femelle selon la revendication 1, caractérisé en ce que ( a 1) est à peu près égal à 2,5 mm. 3 Connecteur mâle coaxial 7/16, composé d'un boîtier ( 34) de connecteur qui forme le conducteur extérieur, dont la surface frontale de contact est le plan de référence mécanique et électrique (E), et d'un conducteur intérieur ( 35) qui forme, au moins sur le côté connexion, un téton ( 35 a) soutenu par une rondelle ( 36) en matière isolante, caractérisé en ce que le conducteur intérieur mâle ( 35 a) a un diamètre extérieur (d 5) d'environ 5 mm et en ce que l'espace entre le conducteur extérieur ( 34) et le conducteur intérieur mâle ( 35 a) est rempli d'un diélectrique, de préférence du PTFE, dont la surface frontale côté connexion déborde au-delà du plan de référence (E) d'une distance ( t 2) qui est choisie de manière à compenser exactement, sur le plan électrique, le saut de diamètre, d'environ 5 mm à environ 7 mm, qui est présent après l'accouplement avec un connecteur femelle 7/16 normalisé. 4 Connecteur mâle selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diélectrique entourant le conducteur intérieur mâle ( 35 a) et la rondelle ( 36) en matière isolante forment un composant d'une seule pièce. Connecteur 7/16 selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le conducteur intérieur ( 22; 35) a un diamètre maximum (d 2) qui est inférieur ou égal au diamètre (d 6) de la section frontale côté connexion de la liaison coaxiale à raccorder. 6 Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité côté câble du conducteur intérieur ( 22; 35) est conformée pour établir un assemblage par sertissage avec le conducteur intérieur ( 42) du câble à raccorder.