Brevet FR2847727A1 — publié le 20040528

I L'invention concerne les connecteurs coaxiaux, et plus particulièrement les connecteurs destinés à être montés à l'extrémité d'un câble coaxial. Elle est notamment applicable aux connecteurs de type dit "7/16", qui sont des connecteurs coaxiaux 50 0 définis de façon précise par la norme IEC169-4: il s'agit de connecteurs pour fréquences radioélectriques dont le diamètre extérieur du conducteur intérieur (âme du connecteur) est de 7 mm, et le diamètre intérieur du conducteur extérieur, de 16 mm. Ces connecteurs sont utilisés notamment dans le domaine de la radiotéléphonie (GSM, UMTS, etc.) pour le raccordement des équipements des sta10 tions relais et autres organes des parties terrestres et aériennes du réseau. Cette application particulière n'est cependant pas limitative de l'invention, qui peut être mise en oeuvre pour d'autres types de connecteurs coaxiaux, par exemple les connecteurs de type "3,5/12" d'impédance caractéristique 75 n, utilisés notamment dans les réseaux de télédistribution. Tous ces connecteurs, qu'ils soient mâles ou femelles, présentent un coté dit "coté interface" correspondant à leur extrémité libre destinée à coopérer avec un autre organe de connexion (connecteur ou embase), et un coté opposé ou "coté câble" qui est celui o ils sont reliés au câble coaxial à l'extrémité duquel ils sont montés. Pour le montage du connecteur sur l'extrémité du câble coaxial, il peut être rationnel d'opérer en deux étapes, avec une première étape de préparation o l'âme centrale du câble coaxial est d'abord soudée ou sertie sur le conducteur intérieur du connecteur, suivie d'une seconde étape de 25 montage du tout dans le corps de connecteur (formant le conducteur extérieur du connecteur), par le coté câble. Cette manière de procéder impose cependant une configuration particulière pour le corps de connecteur, avec une structure bibloc o un couvercle arrière vient fermer la partie avant du corps de connecteur, ainsi qu'une réduction du diamètre nominal des conducteurs intérieur et extérieur du connecteur. Du fait de cette réduction des diamètres nominaux (respectivement 16 et 7 mm, ou bien 12 et 3,5 mm, pour les connecteurs normalisés évoqués plus haut), il devient nécessaire de modifier la structure interne du connecteur de manière à maintenir l'impédance à sa valeur caractéristique (75 ou 50 ) malgré le transfert des diamètres. Ces caractéristiques (nécessité d'un corps bibloc et modification de la structure interne du connecteur du fait de la réduction des diamètres) permettent, certes, la fabrication en une seule pièce du conducteur intérieur et sa mise en place dans le corps de connecteur par le coté câble, mais induisent un surcot (du fait de la structure bibloc du corps) et une géométrie des connecteurs plus complexe, donc plus onéreuse à réaliser. L'un des buts de l'invention est de proposer une structure de connecteur coaxial qui s'affranchisse de ces inconvénients et permette de réaliser un connecteur coaxial avec un corps qui ne soit pas nécessairement bibloc, donc avantageusement monobloc, et qui puisse s'affranchir du transfert de diamètre intérieur du conducteur extérieur, permettant donc de respecter les normes des connecteurs "7/16" ou "3, 5/12" (ou autre) avec une géométrie interne simplifiée et ainsi plus économique à réaliser. cet effet, l'invention propose un connecteur du type précité, c'est-àdire un connecteur coaxial présentant un côté interface apte à être relié à un connecteur homologue, et à l'opposé un côté câble apte à recevoir une extrémité de câble coaxial, ce connecteur comportant: une âme centrale cylindrique formant conducteur interne, avec côté interface une partie de connexion en saillie et côté câble une partie de liaison apte à être solidari20 sée à un conducteur central du câble coaxial, le diamètre de la partie de connexion étant un diamètre nominal normalisé et le diamètre de la partie de liaison étant inférieur à ce diamètre nominal; un corps métallique formant conducteur externe, avec côté interface une cavité interne cylindrique logeant l'âme et, côté câble, un passage de câble recevant le câble 25 coaxial, le diamètre de la cavité étant un diamètre nominal normalisé et le diamètre du passage de câble étant inférieur à ce diamètre nominal; et une bague diélectrique cylindrique s'étendant radialement entre la partie de liaison de l'âme et la paroi intérieure de la cavité du corps. De façon caractéristique de l'invention, la bague diélectrique comprend deux manchons distincts, intérieur et extérieur, emboîtés l'un dans l'autre, le manchon extérieur présente un diamètre extérieur correspondant au diamètre nominal de la cavité du corps et un diamètre intérieur supérieur au diamètre du passage de câble, et le manchon intérieur présente un diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur du manchon inté35 rieur, et un diamètre intérieur correspondant au diamètre de la partie de liaison de l'âme. De cette manière, il est possible d'introduire au travers du passage de câble et depuis le côté câble, un premier ensemble formé par l'âme préalablement pourvue du manchon intérieur et solidarisée au câble, dans un second ensemble formé par le corps préalablement pourvu du manchon extérieur. Le corps de connecteur peut ainsi être avantageusement une pièce monobloc dépourvue d'élément démontable côté câble. D'autre part, la partie de connexion de l'âme centrale est de préférence monobloc avec la partie de liaison recevant l'extrémité de l'âme du câble coaxial. La cavité du corps recevant le manchon extérieur peut porter sur sa surface intérieure des crans aptes à permettre la solidarisation du manchon extérieur après insertion à force de ce dernier dans la cavité. De façon comparable, la partie de liaison de l'âme peut porter sur sa surface exté15 rieure des crans aptes à permettre son insertion à force sur le manchon intérieur et la solidarisation à ce dernier après insertion. Dans une forme de réalisation préférentielle, l'ajustement entre le diamètre extérieur du manchon intérieur et le diamètre intérieur du manchon extérieur est un ajustement autorisant un coulissement axial relatif, sans jeu, des deux manchons. On peut alors prévoir sur le corps, côté câble, une face de butée tournée en direction axiale et positionnée axialement de manière que, après introduction complète dudit premier ensemble dans ledit second ensemble, la face frontale de l'isolant du câble vienne en appui contre la face de butée et les faces frontales respectives des man25 chons extérieur et intérieur soient alors en affleurement côté interface. On va maintenant décrire un exemple de réalisation d'un connecteur met30 tant en oeuvre les enseignements de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale, dans un plan axial, d'un connecteur mâle selon l'invention, monté en extrémité de câble. La figure 2 est homologue de la figure 1, pour un connecteur femelle. La figure 3 est une vue perspective d'ensemble illustrant le montage, par le coté câble, de l'ensemble câble-conducteur intérieur dans le corps de connecteur. La figure 1 est une coupe longitudinale, par un plan axial, d'un connecteur mâle selon l'invention, monté à l'extrémité d'un câble coaxial. La figure 2 illustre le même type de connecteur, mais de type femelle; sur cette figure 2, les mêmes références numériques désignent des éléments identiques ou fonctionnellement semblables à ceux de la figure 1, de sorte que cette figure 2 ne sera pas décrite à nouveaux en détail, si ce n'est pour souligner les particularités tenant au type de connecteur différent. Sur les figures, ont a illustré un connecteur de type "7/16" conforme à la norme IEC169-4. Comme on l'a indiqué plus haut, cette norme prescrit une impédance caractéristique de 50 n, un diamètre extérieur D1 = 7 mm pour le conducteur intérieur et un diamètre intérieur D2 = 16 mm pour le conducteur extérieur. Ce connecteur est par exemple monté à l'extrémité d'un câble coaxial Q 10 de diamètre D3 = 1/2 pouce (12,70 mm) comportant une âme centrale 12 de diamètre D4 = 3, 5 mm. Cette âme centrale 12 est entourée par un isolant interne 14, et un con20 ducteur de masse 18, formant le conducteur extérieur du câble coaxial, est interposé entre cet isolant interne 14 et l'isolant externe 16 définissant la surface extérieure, cylindrique, du câble coaxial 10. L'extrémité de ce câble coaxial 10 est raccordée à un connecteur normalisé "7/16" mâle (figure 1) ou femelle (figure 2) d'impédance caractéristique 25 50 n identique à celle du câble, et constitué d'une âme centrale cylindrique 100, définissant le conducteur interne du connecteur, et d'un corps métallique 200, par exemple en laiton massif argenté, formant le conducteur externe de ce connecteur. L'âme centrale 100 comporte un organe de connexion 102 terminé coté interface par une partie en saillie 104 (pour le connecteur mâle, figure 1) ou une partie creuse 106 pourvue de lames parallèles élastiques (pour l'élément femelle, figure 2). Cet organe 102 est conforme aux caractéristiques dimensionnelles de la norme, avec un diamètre D, = 7 mm. L'âme centrale 100 est prolongée, coté câble, par une partie cylindrique 110 portant une broche creuse 1 12, monobloc ou non avec l'élément 110, apte à recevoir l'extrémité 12 de l'âme du câble coaxial, qui sera serti ou soudé sur cette broche 112. Le corps de connecteur 200 présente coté interface une partie saillante cylindrique 202 venant s'insérer dans un logement cylindrique homologue 204 du connecteur femelle (figure 2). l'intérieur du corps de connecteur 200 est définie une cavité cylindrique 206 dont le diamètre interne correspond à la valeur normalisée D2 = 16 mm. Cette cavité de diamètre normalisé s'étend coté interface à partir du plan de référence P, qui est le plan radial le long duquel les deux élé10 ments de connecteur, mâle et femelle, viennent en contact mutuel pour assurer la continuité électrique du conducteur extérieur du connecteur. Cette cavité normalisée 206 peut être constituée d'un alésage directement usiné dans la partie centrale 208 du corps de connecteur 200 (comme pour le connecteur femelle illustré figure 2) ou, en variante, être usinée dans une pièce 210 rapportée à l'intérieur de cette partie centrale 208 (comme pour le connecteur mâle illustré figure 1). A l'arrière de cette partie centrale 208, c'est-à-dire dans la direction du câble, le diamètre interne de la cavité est réduit à une valeur D5 inférieure au diamètre normalisé D2, de manière à créer un gradin compensant, du point de vue de l'impé20 dance, la réduction de diamètre du conducteur central du diamètre normalisé Dl = 7 mm du conducteur jusqu'au diamètre plus réduit D4 = 3,5 mm de l'âme du câble. Enfin, le corps de connecteur est prolongé, coté câble, par une partie tubulaire 212 terminée à son extrémité libre par un logement 214 de diamè25 tre légèrement supérieur au diamètre D3 du câble 10, de manière à pourvoir loger ce dernier avec son isolant externe 16, pour ensuite surmouler le tout afin d'assurer l'étanchéité entre câble et connecteur. Cette cavité comporte par ailleurs, à l'endroit o l'isolant interne 14 viendra en butée après montage du câble, une face de référence 216 s'étendant radiale30 ment et tournée vers l'ouverture de la cavité; on exposera plus bas le rôle de cette face de référence au moment de l'assemblage final du connecteur. L'un des éléments du connecteur, ici l'élément mâle illustré figure 1, est pourvu d'une bague externe de verrouillage 218, par exemple une bague portant un taraudage 220 permettant le vissage de la bague sur le con- necteur femelle homologue pourvu d'un filtrage externe 222 (figure 2), ou sur une embase ou platine de connexion configurée de manière semblable et montée par exemple sur un boîtier. Enfin, si nécessaire, des joints toriques 224 et/ou 226 peuvent être prévus pour renforcer l'étanchéité entre, respectivement, le connecteur et l'élément homologue sur lequel il est vissé (joint 224), et entre le corps et la gaine de surmoulage venant entourer la partie arrière de ce dernier (joint 226). Le connecteur est également pourvu d'une bague diélectrique 300 s'éten10 dant radialement entre l'âme centrale du conducteur 100 et la cavité 206 du corps de connecteur 200, de manière à assurer le maintien mécanique, dans l'axe, de l'âme 100 avec conservation de l'impédance caractéristique prévue par la norme. Cette bague diélectrique est par exemple réalisée en PTFE. De façon caractéristique de l'invention, la bague diélectrique 200 est réalisée sous forme de deux manchons distincts emboîtables l'un dans l'autre, avec un manchon extérieur 302 et un manchon intérieur 304. Le diamètre extérieur du manchon extérieur 302 est choisi de manière à permettre son insertion à force dans le logement intérieur 206 du corps 200, avec avantageusement sur la surface intérieure de la cavité 206 recevant le manchon extérieur 302 des crans périphériques tels que 228 permettant de renforcer la solidarisation mécanique de ce manchon extérieur 302 avec le corps de connecteur 200. De même, le diamètre intérieur du manchon intérieur 304 est choisi de manière à requérir une insertion à force sur l'élément tubulaire 112, éventuellement à l'aide de crans périphériques (non représentés). Par ailleurs, le diamètre extérieur du manchon intérieur 304 est égal ou supérieur au diamètre D1 de l'âme centrale 100 du connecteur, de manière que cette âme ne crée pas d'obstacle au moment de l'insertion dans le logement intérieur du manchon extérieur 302. Le diamètre intérieur du manchon extérieur 302 et le diamètre extérieur du manchon intérieur 304 sont déterminés de manière à permettre un emmanchement de ces deux pièces avec un ajustement autorisant un coulissement axial relatif, librement mais sans jeu. On va maintenant décrire la manière dont est effectué le montage de ce connecteur sur le câble, en référence notamment à la figure 3. La première étape consiste à préparer l'extrémité du câble 10, dont l'isolant externe 16 et l'isolant interne 14 ont été préalablement dénudés de manière à laisser émerger l'âme centrale 12 et l'isolant interne 14 sur une longueur précisément définie en direction axiale. L'âme 12 du conducteur est solidarisé électriquement et mécaniquement, par exemple par brasure ou sertissage, à un ensemble constitué de l'âme centrale du connecteur (éléments référencés 102, 110 et 112 sur les figures) sur laquelle a été préalablement emmanché, par exemple à la presse, le manchon diélectri10 que intérieur 304. Cet ensemble est illustré globalement en A figure 3. Par ailleurs on prépare le corps de connecteur 200 en le munissant de la bague extérieure 302, cette dernière étant par exemple enfoncée à force à la presse. On obtient ainsi un ensemble référencé B sur la figure 3. L'étape suivante d'assemblage final consiste à introduire la partie A (c'est15 à-dire le câble muni de l'âme du connecteur et du manchon diélectrique intérieur) dans la partie B (c'est-à-dire le corps de connecteur muni du manchon diélectrique extérieur) par le coté câble, c'est-à-dire par la cavité arrière 214 du corps de connecteur. Du fait de l'ajustement relatif des deux manchons permettant un coulis20 sement sans jeu, le manchon intérieur 304 pénètre librement dans l'ouverture centrale du manchon extérieur 302, et son coulissement est poursuivi jusqu'à ce que, coté interface, les faces frontales respectives 308, 310 (figure 1) des deux manchons 302, 304 viennent en affleurement, dans leur position définitive. Le positionnement précis des deux manchons est 25 obtenu en donnant à la cote L (figure 1), définie entre la face radiale arrière du manchon extérieur 302 et la face de référence 216, une valeur telle que, lorsque l'isolant intérieur 14 vient en butée contre cette face 216, les deux manchons (et donc, par le fait même, l'âme centrale 100) atteignent leur position axiale définitive. L'ensemble ainsi obtenu peut être enfin solidarisé par brasure entre les parties 212 du corps de connecteur et le conducteur extérieur 18 du câble, puis surmoulé d'un isolant couvrant le câble et la partie arrière du connecteur, de manière à assurer une étanchéité de l'ensemble, d'autres techniques pouvant bien entendu être envisagées, par exemple l'utilisa35 tion d'un presse-étoupe. REVENDICATIONS 1. Un connecteur coaxial, présentant un côté interface apte à être relié à un connecteur homologue, et à l'opposé un côté câble apte à recevoir une extrémité de câble coaxial, ce connecteur comportant: - une âme centrale cylindrique (100) formant conducteur interne, avec côté interface une partie de connexion (102, 104, 106) en saillie et côté câble une partie de liaison (112) apte à être solidarisée à un conducteur central (12) du câble coaxial (10), le diamètre (D,) de la partie de connexion (102, 104, 106) étant un diamètre nominal normalisé et le diamètre de la partie de liaison (D4) étant inférieur à ce diamètre nominal, - un corps métallique (200) formant conducteur externe, avec côté interface une cavité interne cylindrique (206) logeant l'âme et, côté câble, un passage de câble (212) recevant le câble coaxial (10), le diamètre (D2) de la cavité (206) étant un diamètre nominal normalisé et le diamètre du passage de câble étant inférieur à ce diamètre nominal, et - une bague diélectrique cylindrique (300) s'étendant radialement entre la partie de liaison (112) de l'âme (100) et la paroi intérieure de la cavi20 té (206) du corps (200), connecteur caractérisé en ce que: - la bague diélectrique (300) comprend deux manchons distincts, intérieur et extérieur, emboîtés l'un dans l'autre, - le manchon extérieur (302) présente un diamètre extérieur correspon25 dant au diamètre nominal de la cavité du corps et un diamètre intérieur supérieur au diamètre du passage de câble, et - le manchon intérieur (304) présente un diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur du manchon intérieur, et un diamètre intérieur correspondant au diamètre de la partie de liaison de l'âme, de manière à permettre, au travers du passage de câble et depuis le côté câble, l'introduction d'un premier ensemble (A) formé par l'âme (100) préalablement pourvue du manchon intérieur (304) et solidarisée au câble (10), dans un second ensemble (B) formé par le corps (200) préalablement pourvu du manchon extérieur (302). s- 2. Le connecteur de la revendication 1, dans lequel le corps de connecteur est une pièce monobloc (200) dépourvue d'élément démontable côté câble. 3. Le connecteur de la revendication 1, dans lequel la partie de connexion (102,104, 106) de l'âme centrale (100) est monobloc avec la partie de liaison (112) recevant l'extrémité (12) de l'âme du câble coaxial. 4. Le connecteur de la revendication 1, dans lequel la cavité (206) du corps recevant le manchon extérieur (302) porte sur sa surface intérieure des crans (228) aptes à permettre la solidarisation du manchon extérieur après insertion à force de ce dernier dans la cavité. 5. Le connecteur de la revendication 1, dans lequel la partie de liaison (112) de l'âme (110) porte sur sa surface extérieure des crans aptes à permettre son insertion à force sur le manchon intérieur (304) et la solidarisation à ce dernier après insertion. 6. Le connecteur de la revendication 1, dans lequel l'ajustement entre le diamètre extérieur du manchon intérieur (304) et le diamètre intérieur du manchon extérieur (302) est un ajustement autorisant un coulissement axial relatif, sans jeu, des deux manchons. 7. Le connecteur de la revendication 6, dans lequel le corps (200) pré25 sente côté câble une face de butée (216) tournée en direction axiale et positionnée axialement (L) de manière que, après introduction complète dudit premier ensemble (10, 100, 304) dans ledit second ensemble (200, 302), la face frontale de l'isolant (14) du câble (10) vienne en appui contre la face de butée et les faces frontales respectives (308, 310) des man30 chons extérieur et intérieur (302, 304) soient alors en affleurement côté interface.