EP0051098B1 - Connecteur pour câble coaxial - Google Patents

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EP0051098B1
EP0051098B1 EP19800401565 EP80401565A EP0051098B1 EP 0051098 B1 EP0051098 B1 EP 0051098B1 EP 19800401565 EP19800401565 EP 19800401565 EP 80401565 A EP80401565 A EP 80401565A EP 0051098 B1 EP0051098 B1 EP 0051098B1
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EP
European Patent Office
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connector
cable
insulating
disposed
conductor
Prior art date
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EP19800401565
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German (de)
English (en)
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EP0051098A1 (fr
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Jacques Labbe
Roland Bernollin
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Alcatel Cable France Sa alcatel Cit Sa alcatel
Alcatel Cit Sa alcatel Telspace Sa arelec
Original Assignee
Cables de Lyon SA
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00—Two poles

Definitions

  • the present invention relates to a connector for coaxial cable.
  • the Applicant has therefore sought to produce a connector capable of simultaneously ensuring the electrical connection function and the mechanical force recovery function while ensuring absolute sealing and high dielectric strength, for a coaxial cable comprising from the inside to the exterior, a central conductor or core, an electronically insulating coating, an external conductor and a sheath.
  • the connector according to the invention comprises an outer carcass surrounding an insulating screen sleeve placed around a conductive clip whose rear end is connected by means of a hoop to the external conductor of said cable, said conductive clip itself surrounding on the one hand at its front end an annular conductor emerging at the front end of the connector and on the other hand at its middle part two concentric pieces of conical sections between which is fixed the end of said electronically insulating coating, said conical pieces being tightened to the by means of a clamping member abutting on a spacer, an insulating jacket being disposed between said annular conductor, said conductive fastener and an annular part linked to the front part of said outer carcass and surrounding the front end of the connector, a insulating part being further disposed at the front end of said annular connector and a pin connected to the core of said cable, insulating barrels being also provided around said core in the central part of the connector.
  • FIG. 1 therefore shows a cable structure 7 to which the connector according to the invention is adapted, a structure moreover described by the Applicant in French patent application n ° 24 14 243 of January 10, 1978 and in the application of first certificate of addition N ° 24 47 081 of January 18, 1979 for "Electric cable with longitudinal carrying element".
  • Such a structure comprises a central conductor or core 1 formed for example of seven stranded wires of red copper, not shrunk.
  • This conductor is surrounded by an electronically insulating coating formed by 6 cords 2 of the brand "Cef” formed by fine aromatic polyamide fibers of the brand “Kevlar” marketed by Dupont de Nemours, impregnated with a hardenable resin and braided. These strings are embedded in a polyethylene insulation 3 not shown by hatching for clarity of the figure.
  • the external conductor consists of a braid 4 of red copper wires.
  • the assembly is surrounded by a sheath 5 made of polyvinyl chloride or polyethylene.
  • Figures 2, 3A and 3B show the connector according to the invention of the cable 7 arriving at the rear part of said connector.
  • This connector has a generally cylindrical shape. It comprises an external metal carcass 10 secured to a flange 11 pierced for example with 6 bores 12 suitable for receiving the connector fixing bolts (not shown).
  • the carcass 10 surrounds an electrically insulating screen sleeve 13.
  • This sleeve 13 itself surrounds a conductive fastener 14 extending substantially from the middle part to the front part of the screen sleeve.
  • an external cable gland seal 15 cooperates with washers 16, the assembly being arranged between the rear part of the carcass 10 and the sleeve 13. This cable gland 15 is tightened by means of a hollowed out external nut 17 .
  • Said conductive fastener 14 is arranged via its front end around an annular conductor 18 opening out at the front end of the connector and, via its middle part, it secures two pieces of concentric conical sections 19 and 20.
  • an internal gland seal 21 cooperates with washers 22, the assembly being disposed between the rear part of the sleeve 13 and the cable 7; this joint is tightened by means of an internal nut 23.
  • the figures also show a guide part 24 arranged around the cable 7, inside the recess of the nut 17.
  • the object of such a part is to avoid any bending stress on said cable.
  • Reference 25 designates a part suitable for assu rer clamping of the conical parts 19 and 20, this part 25 also coming into abutment on a spacer 26 by means of a flexible washer 27 or a stack of metal washers whose exact length is defined at the time of mounting the connection and thus makes it possible to make up for the game as much as possible.
  • insulating barrels such as 35, 36 and 37 are provided in contact with and around the core 1 of the cable (not shown) in the center of the connector.
  • connection of the various components of the cable 7 to the connector device according to the invention is carried out as follows:
  • the cable 7 is introduced into the rear part of the connector.
  • the central conductor or core 1 (not visible in the figures) is connected directly to pin 34 of the front of the connector.
  • the ends of the Kevlar strings 2 are secured between the parts of conical section 19 and 20, a polymerizable insulating compound 38 being advantageously cast in spaces defined by said parts 19 and 20, the fastener 14, the part 25, and the insulating guns 35 and 37, a cannula 40 also being provided to hold the strings of Kevlar 2.
  • this cannula 40 one end of which is inserted under the braid 4 of the cable, also aims to mechanically reinforce said cable thereby preventing it from being crushed under the pressure exerted by the seal 21. It also ensures the continuity of the screen and the preservation of the impedance.
  • end of the braid 4 is hooped and welded to the rear end of the conductive clip 14.
  • sheath 5 it is stopped substantially at the end of the cannula 40 and held by the hoop of the braid 4.
  • a screen sleeve 13 ensures, in addition to the separation of the potentials, the transmission of the mechanical compression force, this force possibly being at least 2000 kg.
  • gaskets and cable glands makes it possible to seal it at external pressures of the order of 100 bars minimum.

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

    Connecteur pour câble coaxial
  • La présente invention concerne un connecteur pour câble coaxial.
  • On sait que dans le domaine des hautes fréquences les dispositifs connecteurs pour câbles doivent à la fois assurer la connexion sans perturber les caractéristiques électriques, tout en présentant une bonne résistance mécanique.
  • En outre de tels connecteurs doivent souvent également présenter une étanchéité absolue, notamment dans le cas d'applications sousmarines où ils peuvent se trouver soumis à des pressions hydrostatiques élevées.
  • Dans les connecteurs connus, la fonction connexion électrique entre un câble coaxial classique et le connecteur lui-même se trouve dissociée de la fonction de reprise de l'effort mécanique s'exerçant au niveau du câble et du connecteur. A cet effet, on associe d'une part une armure ou une tresse métallique au câble, et d'autre part des moyens mécaniques classiques au connecteur, par exemple un serre-câble.
  • De telles dispositions se révèlent d'une structure complexe, d'une géométrie encombrante, et d'un coût de réalisation élevé.
  • La Demanderesse a donc cherché à réaliser un connecteur apte à assurer simultanément la fonction connexion électrique et la fonction de reprise de l'effort mécanique tout en assurant une étanchéité absolue et une rigidité diélectrique élevée, pour un câble coaxial comprenant de l'intérieur vers l'extérieur, un conducteur central ou âme, un revêtement électroniquement isolant, un conducteur externe et une gaine. Le connecteur selon l'invention comporte une carcasse extérieure entourant un manchon-écran isolant disposé autour d'une attache conductrice dont l'extrémité arrière est liée au moyen d'une frette au conducteur externe dudit câble, ladite attache conductrice entourant elle même d'une part à son extrémité avant un conducteur annulaire débouchant à l'extrémité avant du connecteur et d'autre part à sa partie médiane deux pièces concentriques de sections coniques entre lesquelles est assujettie l'extrémité dudit revêtement électroniquement isolant, lesdites pièces coniques étant serrées au moyen d'un organe de serrage venant en butée sur une entretoise, une chemise isolante étant disposée entre ledit conducteur annulaire, ladite attache conductrice et une pièce annulaire liée à la partie avant de ladite carcasse extérieure et entourant l'extrémité avant du connecteur, une .pièce isolante étant en outre disposée à l'extrémité avant dudit connecteur annulaire et une broche connectée à l'âme dudit câble, des canons isolants étant par ailleurs prévus autour de ladite âme dans la partie centrale du connecteur.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels:
    • La figure 1 représente une structure de câble auquel est adapté le connecteur selon l'invention.
    • La figure 2 représente une vue extérieure du connecteur selon l'invention.
    • Les figures 3A et 3B représentent en demi- coupe longitudinale le connecteur selon l'invention.
  • On a donc représenté figure 1 une structure de câble 7 auquel est adapté le connecteur selon l'invention, structure d'ailleurs décrite par la Demanderesse dans la demande de brevet fran- cais n° 24 14 243 du 10 janvier 1978 et dans la demande de premier certificat d'addition N° 24 47 081 du 18 janvier 1979 pour "Câble électrique à élément porteur longitudinal".
  • Une télle structure comprend un conducteur central ou âme 1 formé par exemple de sept fils toronnés de cuivre rouge, non rétreint. Ce conducteur est entouré d'un revêtement électroniquement isolant formé de 6 cordes 2 de la marque "Cef" formées par de fines fibres de polyamide aromatique de la marque "Kevlar" commercialisée par Dupont de Nemours, imprégnées d'une résine durcissable et tressées. Ces cordes sont noyées dans un isolant 3 en polyéthylène non représenté par des hachures pour plus de clarté de la figure. Le conducteur externe est constitué par une tresse 4 de fils de cuivre rouge. L'ensemble est entouré d'une gaine 5 en polychlorure de vinyle ou en polyéthylène.
  • Les figures 2, 3A et 3B représentent le connecteur selon l'invention du câble 7 arrivant à la partie arrière dudit connecteur.
  • Ce connecteur présente une forme générale cylindrique. Il comporte une carcasse extérieure métallique 10 solidarisée à une bride 11 percée par exemple de 6 alésages 12 aptes à recevoir les boulons de fixation du connecteur (non représentés). La carcasse 10 entoure un manchon-écran électriquement isolant 13. Ce manchon 13 entoure lui-même une attache conductrice 14 s'étendant sensiblement de la partie médiane à la partie avant du manchon-écran. Par ailleurs, un joint presse-étoupe extérieur 15 coopère avec des rondelles 16, l'ensemble étant disposé entre la partie arrière de la carcasse 10 et le manchon 13. Ce presse-étoupe 15 est serré au moyen d'un écrou extérieur évidé 17.
  • Ladite attache conductrice 14 est disposée par l'intermédiaire de son extrémité avant autour d'un conducteur annulaire 18 débouchant à l'extrémité avant du connecteur et, par l'intermédiaire de sa partie médiane, elle assujettit deux pièces de sections coniques concentriques 19 et 20.
  • De plus un joint presse-étoupe interne 21 coopère avec des rondelles 22, l'ensemble étant disposé entre la partie arrière du manchon 13 et le câble 7; ce joint est serré au moyen d'un écrou intérieur 23.
  • Les figures montrent également une pièce de guidage 24 disposée autour du câble 7, à l'intérieur de l'évidement de l'écrou 17. Une telle pièce a pour objet d'éviter toute contrainte de flexion sur ledit câble.
  • La référence 25 désigne une pièce apte à assurer le serrage des pièces coniques 19 et 20, cette pièce 25 venant également en butée sur une entretoise 26 par l'intermédiaire d'une rondelle souple 27 ou d'un empilage de rondelles métalliques dont la longueur exacte est définie au moment du montage de la connexion et permet ainsi de rattraper le jeu au maximum.
  • On a référencé en 28 une chemise isolante disposée entre le conducteur annulaire 18, l'attache 14 et une pièce 29 dite sortie du connecteur. Cette sortie 29 est fixée au moyen de vis 30 à la carcasse 10, des joints d'étanchéité 31 et 32 étant disposés dans des logements ménagés respectivement dans les parties avant de la carcasse et de ladite pièce de sortie 29.
  • On voit en outre à l'avant du connecteur une pièce isolante 33 disposée entre le conducteur annulaire 18 et une broche 34 montée à l'intérieur du conducteur annulaire 18.
  • Enfin des canons isolants tels que 35, 36 et 37 sont prévus au contact et autour de l'âme 1 du câble (non représentée) au centre du connecteur.
  • La connexion des divers constituants du câble 7 au dispositif connecteur selon l'invention est effectuée de la façon suivante:
  • Le câble 7 est introduit dans la partie arrière du connecteur.
  • Le conducteur central ou âme 1 (non apparent sur les figures) est connecté directement à la broche 34 de l'avant du connecteur. L'extrémité des cordes 2 de Kevlar sont assujetties entre les pièces de section conique 19 et 20, un composé isolant polymérisable 38 étant avantageusement coulé dans des espaces définis par lesdites pièces 19 et 20, l'attache 14, la pièce 25, et les canons isolants 35 et 37, une canule 40 étant également prévue pour maintenir les cordes de Kevlar 2. En outre, cette canule 40 dont une extrémité est insérée sous la tresse 4 du câble a également pour but de renforcer mécaniquement ledit câble évitant ainsi son écrasement sous la pression exercée par le joint 21. Elle assure également la continuité de l'écran et la conservation de l'impédance.
  • On voit également que l'extrémité de la tresse 4 est frettée et soudée sur l'extrémité arrière de l'attache conductrice 14.
  • En ce qui concerne la gaine 5, elle est arrêtée sensiblement au niveau de l'extrémité de la canule 40 et maintenue par la frette de la tresse 4.
  • Si l'on considère maintenant l'avant du connecteur, on voit donc que le potentiel de l'âme 1 du câble est recueilli à la broche 34 et que le potentiel de la tresse 4 est recueilli au niveau du conducteur annulaire 18 par l'intermédiaire de l'attache conductrice 14.
  • On voit donc que par sa structure le connecteur selon l'invention assure simultanément diverses fonctions:
  • En premier lieu il permet à sa sortie d'obtenir trois potentiels séparés, à savoir le potentiel de l'âme 1 du câble, le potentiel de la tresse 4, et le potentiel de la carcasse 10, tout en conservant l'impédance électrique du câble, l'écart entre lesdits potentiels pouvant être de 10 KV au moins.
  • En outre la mise en oeuvre d'un manchon-écran 13 assure en plus de la séparation des potentiels la transmission de l'effort mécanique de compression, cet effort pouvant être au moins de 2000 kg.
  • Par ailleurs, l'utilisation de joints et presse- étoupes permet d'assurer son étanchéité à des pressions extérieures de l'ordre de 100 bars minimum.
  • Il trouve des applications particulièrement avantageuses dans les techniques haute fréquence sous marines.

Claims (6)

1. Connecteur pour câble coaxial, ledit câble comprenant de l'intérieur vers l'extérieur un conducteur central ou âme (1), un revêtement électroniquement isolant, un conducteur externe (4) et une gaine (5), caractérisé par le fait que ledit connecteur comporte une carcasse extérieure (10) entourant un manchon-écran isolant (13) disposé autour d'une attache conductrice (14) dont l'extrémité arrière est liée au moyen d'une frette au conducteur externe (4) dudit câble, ladite attache conductrice entourant elle-même d'une part à son extrémité avant un conducteur annulaire (18) débouchant à l'extrémité avant du connecteur et d'autre part à sa partie médiane deux pièces concentriques de sections coniques (19, 20) entre lesquelles est assujettie l'extrémité dudit revêtement électroniquement isolant, lesdites pièces coniques étant serrées au moyen d'un organe de serrage (25) venant en butée sur une entretoise (26), une chemise isolante (28) étant disposée entre ledit conducteur annulaire, ladite attache conductrice, et une pièce annulaire (29) liée à la partie avant de ladite carcasse extérieure et entourant l'extrémité avant du connecteur, une pièce isolante (33) étant en outre disposée à l'extrémité avant dudit connecteur annulaire et une broche (34) connectée à l'âme dudit câble, des canons isolants (35, 36, 37) étant par ailleurs prévus autour de ladite âme dans la partie centrale du connecteur.
2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des espaces aménagés entre lesdites pièces de sections coniques, ladite attache conductrice, ladite pièce isolante et lesdits canons isolants, lesdits espaces étant garnis d'un composé isolant (38).
3. Connecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte d'une part un joint presse-étoupe extérieur (15) disposé entre les parties arrières de ladite carcasse et dudit manchon écran, et serré par un écrou évidé (17), et d'autre part un joint presse-étoupe (21) intérieur disposé entre la partie arrière dudit manchon écran (13) et le câble.
4. Connecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte une pièce (24) de guidage du câble disposée dans l'évidement de l'écrou de serrage dudit presse-étoupe extérieur.
5. Connecteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte des joints d'étanchéité (31, 32) disposés dans des logements ménagés dans les parties avant de la carcasse et de la pièce annulaire liée à la partie avant de ladite carcasse.
6. Connecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte une canule (40) dont une extrémité est insérée sous le conducteur externe dudit câble, ladite canule étant apte à maintenir ledit revêtement électroniquement isolant tout en assurant la continuité du conducteur externe dudit câble et la conservation de l'impédance.
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