EP0378020A1 - Dispositif de raccordement perfectionné notamment pour signaux électromagnétiques hyperfréquences - Google Patents

Dispositif de raccordement perfectionné notamment pour signaux électromagnétiques hyperfréquences Download PDF

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EP0378020A1
EP0378020A1 EP89403517A EP89403517A EP0378020A1 EP 0378020 A1 EP0378020 A1 EP 0378020A1 EP 89403517 A EP89403517 A EP 89403517A EP 89403517 A EP89403517 A EP 89403517A EP 0378020 A1 EP0378020 A1 EP 0378020A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal
side wall
axis
flats
hollow part
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89403517A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Claude Aliquot
Henri Caramelle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alliance Technique Industrielle SA
Original Assignee
Alliance Technique Industrielle SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Alliance Technique Industrielle SA filed Critical Alliance Technique Industrielle SA
Publication of EP0378020A1 publication Critical patent/EP0378020A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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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 invention relates to the connection of two energy conduits by interlocking into one another.
  • conduits for transporting microwave electromagnetic signals such as coaxial cables.
  • connection devices between, for example, two coaxial cables, or between a coaxial cable and a printed circuit board, or even between a coaxial cable and a microwave device comprise two parts, or connectors, suitable for connection and which , each one, must respect electrical characteristics in order to limit the alteration of the transmitted signal.
  • These electrical characteristics, for the frequency band in which these connectors must operate, are notably the standing wave ratio, the characteristic impedance and the insertion losses. They must be preserved whatever the relative position of the two connectors.
  • the connectors comprise shouldered cylinders of various diameters fitted concentrically and rigidly into each other.
  • This internal geometry which results from both complex calculations and extensive experimentation, combined with the nature of the dielectric present inside these connectors contributes to obtaining the required electrical characteristics, and the rigid fitting of the various cylinders makes it possible to avoid any variation in these characteristics.
  • Their production and their operating condition therefore make it necessary to present them almost facing one another in order to couple them, and, once the coupling has been carried out, it is practically no longer possible to move a connector transversely with respect to to the other due to the rigid and tight fitting of these.
  • the connectors employed must be able to accept, after being coupled, transverse displacement without significant alteration of their electrical characteristics.
  • the main object of the present invention is to provide a solution to this problem.
  • An object of the invention is to provide a connection device allowing relative movement of the parts connected by interlocking, along an axis perpendicular to the interlocking axis.
  • Another object of the invention is to allow the coupling of the two parts in a given initial position as well as their uncoupling in this position or else in the position obtained after relative displacement.
  • the object of the invention is also, in particular in the case of transmission of electromagnetic signals, in particular microwave, to preserve the nature of the electrical contacts within the connection device as well as not to significantly alter the performance of this device regardless of the relative position of the two parts.
  • the present invention therefore relates to a connection device comprising a first hollow part, opening at one end, and adapted to be inserted along an interlocking axis in a second hollow part also opening at one end; these two hollow parts can for example be connected on the other hand respectively to two conduits for transporting electromagnetic signals, in particular microwave.
  • Each hollow part has a side wall and, when the first part is fitted into the second, the external face of the side wall of this first part is connected to contact via a first connection zone, on a second zone connecting the internal face of the side wall of the second part; these two connection zones are able to fit into two cylinders whose generatrices are substantially parallel to each other and to the interlocking axis;
  • the term "cylinder” here refers very generally to any surface generated by a straight line, or generative, moving parallel to a fixed direction by relying on a fixed plane curve, or director, whose the plan cuts the given direction.
  • a cylinder can either be of revolution, the directrix then being a circle, or else a prism with a polygonal base.
  • the second connection zone comprises two flats, symmetrical with respect to a nesting plane containing the axis nesting; in addition, the internal face of the side wall of the second part as well as the external face of the side wall of the first part are shaped with a clearance contained in the interlocking plane and substantially perpendicular to the generatrix of the cylinders, which thus allows relative movement of the two parts along an axis perpendicular to said generator and contained in the nesting plane, while preserving contact between the two faces.
  • the invention starts from the observation that the geometrical characteristics of the two side walls thus defined will make it possible, with suitable arrangements, to provide a solution to the problem posed.
  • the cylinders in which the connection zones are inscribed have the same longitudinal axis of symmetry contained in the interlocking plane.
  • this first hollow part comprises a first internal cylindrical stud, substantially parallel to the wall and separated from the internal face of this wall by a dielectric;
  • the second hollow part also comprises a cylindrical internal stud, substantially facing the internal stud of the first hollow part and also separated from the internal face of the wall of this second hollow part by a dielectric.
  • One of the studs then advantageously comprises a housing opening, having two flats substantially symmetrical with respect to the axis of symmetry of the stud and suitable for being connected by interlocking and electrical type contact on the other internal stud, the two internal studs being shaped with a parallel and at least equal clearance the play of the internal and external faces of the side walls of the two parts in contact.
  • connection device has references assigned a suffix equal to the number of the embodiment described. Elements which are analogous or have an analogous function in several embodiments have the same reference. When these elements are mentioned in general, the suffixes corresponding to the various embodiments are deleted.
  • connection device is interposed between an electrical conductor capable of carrying microwave signals, and a printed circuit board.
  • this electrical conductor is a coaxial cable carrying signals in a frequency band extending up to 40 GHz.
  • connection device comprises two connectors suitable for fitting one into the other.
  • the first of them has a first hollow part 1, opening at one end, and connected at its other end to a housing 4 provided with two pins 5 capable of being soldered on the printed circuit.
  • the second connector comprises a second hollow part 2 also opening at one end, and connected to its other end to the coaxial cable 3.
  • the first hollow part 1 has a first cylindrical side wall 10 having a longitudinal axis of symmetry 6. This side wall is split longitudinally by slots 13, which thus gives it a certain transverse elasticity.
  • the second hollow part 2 also has a cylindrical side wall 20, having the same longitudinal axis of symmetry as that of the side wall of the first hollow. This axis of symmetry thus constitutes the interlocking axis of the two connectors.
  • the internal face 201 of this side wall 20 comprises two parallel longitudinal flats 202, 203, arranged symmetrically with respect to a plane containing the interlocking axis, called the interlocking plane.
  • the material of the side walls of the two hollow parts is an electrically conductive material with elastic properties; it may for example be stainless steel, a copper alloy which may be based on berrylium, coated or not with precious metal.
  • the external face 100 of the side wall 10 of the first hollow part comprises, in the vicinity of its free end, ribs 11 projecting and intended to come into contact on the two flats of the internal face 201 of the side wall of the second hollow part.
  • these ribs are part of a first connection zone while the flats are part of a second connection zone.
  • the external face 100 of the side wall of the first hollow part and the internal face 201 of the side wall of the second hollow part are shaped with a clearance j contained in the interlocking plane and substantially perpendicular to the axis of interlocking 6. This play then allows a relative movement of the two connectors along the axis 7 perpendicular to the interlocking axis 6. Of course, this play is at least equal to the maximum relative movement desired for the two connectors.
  • the first hollow part 1 also comprises a first cylindrical internal stud 12 whose longitudinal axis of symmetry is substantially coincident with the interlocking axis 6.
  • This internal stud 12 is open and split longitudinally so as to provide two other flats 120, 122, symmetrical to one another, and defining a housing 122 also having a certain elasticity.
  • This internal stud 12 is separated from the internal face 101 of the side wall 10 by a dielectric 9 which here is air.
  • the second hollow part 2 also includes an internal cylindrical stud 22, the longitudinal axis of symmetry of which is substantially coincident with the interlocking axis.
  • This internal stud 22 is therefore capable of being inserted into contact in the housing 122 of the internal stud 12 so as to ensure the electrical continuity of the internal conductor of the cable 3.
  • These two internal studs are also shaped with a play js parallel and at least equal to the game j.
  • FIGS. 1A to 1C describe the first embodiment of the device according to the invention.
  • the side wall 10-1 of the first hollow part is of revolution around the fitting axis 6-1 and has an external diameter slightly less than 2.8 mm.
  • the ribs 11-1 project from the periphery of the free end of the external face 100-1 of this side wall.
  • the external face 200-1 of the side wall 20-1 of the second hollow part is a cylinder of revolution around the interlocking axis 6-1, with a diameter of approximately 4 mm and a length d '' about 7 mm.
  • the two flats 202-1 and 203-1 have a height of about 0.7 mm, are spaced about 2.8 mm apart and are connected to each other by two symmetrical circular arches with a radius of 1.4 mm approximately.
  • the internal stud 12-1 of the first hollow part is a cylinder of revolution with a diameter of approximately 1 mm while the internal stud 22-1 of the second hollow part is a cylinder of revolution with a diameter of approximately 0.5 mm ending in a point.
  • the clearances j-1 and js-1 are substantially equal to 0.6 mm, that is to say that such a device admits a clearance of ⁇ 0.3 mm on either side of the axis d 'nesting 6-1.
  • FIGS. 2A and 2B describe the second embodiment of the device according to the invention.
  • the side wall 20-2 of the second hollow part is split longitudinally into two identical parts, over a length of approximately 4 mm.
  • the two edges of the slot thus formed form the two flats 202-2 and 203-2. These two flats are spaced 2.8 mm apart and the cylinder of revolution in which the external face 200-2 of the side wall is inscribed has a diameter of approximately 4 mm.
  • the internal stud 22-2 is identical to that described in the previous embodiment.
  • the side wall 10-2 of the first hollow part 1-2 comprises two side plates 102-2, 103-2, parallel to the flats 202-2 and 203-2, and spaced from each other by a distance about 2 mm.
  • This side wall 10-2 also includes an upper plate 104-2 and a lower plate 105-2, the four plates of this side wall then forming a rectangular parallelepiped whose axis of symmetry is the interlocking axis 6-2 .
  • Each side plate 102-2 and 103-2 has a rib extending transversely at its free end.
  • the side wall 10-2 has four slots 13-2 formed over most of its length at the intersection of each of the four plates.
  • the internal stud 12-2 is identical to the internal stud 12-1 in the first embodiment.
  • the two upper and lower plates 104-2 and 105-2 are not really essential.
  • the first hollow part only comprises the two side plates coming into contact with the two flats of the second hollow part.
  • the nature of the dielectric as well as the geometric characteristics of the connection device are such that the electrical characteristics of the type of those mentioned above. front are substantially identical regardless of the position of the first hollow part relative to the second hollow part.
  • the two parts can be coupled or uncoupled whatever their relative position.
  • the device according to the invention also makes it possible, for example, to connect a two-wire shielded cable to a printed circuit board, that is to say a cable having an outer conductor surrounding two inner conductors.
  • a connection device is illustrated in FIGS. 3A and 3B.
  • the side walls of the first and second hollow parts are identical to those described in the first embodiment.
  • the second hollow part has inside its two identical internal studs 22a-3, 22b-3, parallel, cylindrical of revolution, and arranged symmetrically with respect to the interlocking axis 6-3.
  • Each internal stud has a diameter of approximately 0.4 mm.
  • the first hollow part 1-3 comprises two internal studs 12a-3,12b-3, identical, cylindrical, arranged symmetrically with respect to the interlocking axis and opposite the internal studs 22a-3 and 22b- 3.
  • Each of these internal studs 12a-3 or 12b-3 has a structure similar to that described for the internal stud 12-1 of the first embodiment.
  • Their outside diameter is however of the order of 0.8 mm.
  • the two studs 22a-3 and 22b-3 fit into contact in the two studs 12a-3 and 12b-3, so as to ensure the electrical continuity of the two inner conductors of the shielded two-wire cable 3-3.
  • the relative displacement can always be carried out along the axis of displacement 7-3.
  • the number of internal studs inside the hollow parts is not limiting provided that their size is compatible with the geometric and electrical characteristics required for the connection device.
  • the first hollow part has an additional side wall 10b-4 disposed substantially concentrically with the first side wall 10a-4 on the side of the external face of this latter wall, that is to say in the present case, surrounding it.
  • the external diameter of the cylinder of revolution forming the external face of this additional wall 10b-4 is of the order of approximately 6.3 mm.
  • the second hollow part also has a wall additional lateral 20b-4, disposed substantially concentrically with the lateral wall 20a-4, on the side of the external face of this latter wall, that is to say surrounding it.
  • This additional side wall 20b-4 has on its internal face two additional flats 202b-4, 203b-4 respectively parallel to the two flats 202a-4 and 203a-4 of the side wall 20a-4.
  • These two additional flats are spaced 6.3 mm apart and the cylinder of revolution forming the external face of the additional wall 20b-4 has a diameter of approximately 8.5 mm. .
  • the dielectric separating the side wall 20a-4 from the side wall 20b-4 of the second hollow part is also air.
  • the external face of the side wall 10b-4 of the first hollow part as well as the internal face of the side wall 20b-4 are shaped with a clearance jb-4 substantially parallel and at least equal to the clearance ja-4 separating the lateral wall 10a-4 of the side wall 20a-4.
  • the external face of the side wall 10b-4 of the first hollow part also includes a connection zone not shown in FIG. 4 coming into contact on the two flats 202b-4 and 203b-4, which thus authorizes the relative displacement of the two hollow parts along an axis perpendicular to the interlocking axis.
  • the invention is not limited to the embodiments below described above but embraces all variants, including the following: - It has been found to be particularly advantageous for the internal stud of the second hollow part to nest in the housing of the internal stud of the first hollow part; one could, however, have envisaged the reverse; - when the director of the cylinder in which the connection zone of the side wall of the first hollow part is inscribed is a polygon, the minimum condition required is that this polygon has two sides symmetrical with respect to the interlocking axis, these sides having to be substantially parallel to the two flats of the side wall of the second hollow part; - the dielectric used inside the connectors can be different from air as long as it allows to ensure the required electrical characteristics without preventing the relative displacement of the connectors; -
  • the connection device according to the invention allows the relative movement of the two interlocked parts, in at least one direction perpendicular to the interlocking axis; - the specific application of the transport of microwave signals has been considered here.
  • connection device could possibly be used for the connection of two conduits for transporting a fluid, which poses partly comparable problems. Adequate sealing means should then be provided. Those skilled in the art will also understand in this case that the complexity of the development of such a connection device is less than that encountered in particular in microwave, because the constraints of electrical characteristics which the connection device must satisfy then disappear.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Le dispositif comprend un premier connecteur possédant une paroi latérale (10-1) cylindrique et un plot cylindrique femelle (12-1) fendu longitudinalement de façon à ménager deux méplats (120-1,121-1). Le deuxième connecteur du dispositif comporte une paroi latérale (20-1), dont la face interne (201-1) possède deux méplats (202-1,203-1), ainsi qu'un plot cylindrique mâle (22-1). Ce dernier se raccorde à contact sur les méplats (120-1,121-1) du plot femelle tandis que la face externe (100-1) de la paroi latérale du premier connecteur se raccorde à contact sur les deux méplats (202-1,203-1) du deuxième connecteur. Les jeux (j-1,js-1) ainsi ménagés permettent un déplacement relatif des deux connecteurs perpendiculairement à l'axe d'emboitement.

Description

  • L'invention concerne le raccordement de deux conduits d'énergie par emboîtement l'un dans l'autre.
  • Elle s'applique particulièrement mais non limitativement aux conduits de transport de signaux électromagnétiques hyperfréquences tels que des câbles coaxiaux.
  • D'une façon générale, l'homme de l'art sait qu'un problème critique existe lorsque deux pièces raccordées par emboîte­ment sont sujettes à un déplacement relatif selon un axe perpendiculaire à l'axe d'emboîtement.
  • Ce problème se pose avec encore plus d'acuité en hyperfré­quences. En effet, les dispositifs de raccordement entre par exemple deux câbles coaxiaux, ou entre un câble coaxial et une carte à circuit imprimé, ou encore entre un câble coaxial et un organe hyperfréquence, comprennent deux pièces, ou connecteurs, propres à se raccorder et qui, chacun, doivent respecter des caractéristiques électri­ques afin de limiter l'altération du signal transmis. Ces caractéristiques électriques, pour la bande de fréquence dans laquelle ces connecteurs doivent fonctionner, sont notamment le rapport d'onde stationnaire, l'impédance caractéristique et les pertes d'insertion. Elles doivent être préservées quelle que soit la position relative des deux connecteurs.
  • Dans la plupart des cas, les connecteurs comprennent des cylindres épaulés de divers diamètres emmanchés concen­triquement et rigidement les uns dans les autres. Cette géométrie interne, qui résulte à la fois de calculs complexes et d'une expérimentation poussée, combinée avec la nature du diélectrique présent à l'intérieur de ces connecteurs, contribue à obtenir les caractéristiques électriques requises, et l'emmanchement rigide des divers cylindres permet d'éviter toute variation de ces caractéristiques. Leur réalisation et leur condition de fonctionnement imposent donc de les présenter quasiment en regard l'un de l'autre afin de les accoupler, et, une fois l'accouplement réalisé, il n'est pratiquement plus possible de déplacer transversalement un connecteur par rapport à l'autre en raison de l'emboîtement rigide et serré de ceux-ci.
  • Or pour certaines conditions de montages utilisant par exemple des cartes à circuit imprimé avec glissière à drain thermique, ou lorsque les supports de chaque connec­teur subissent un déplacement relatif par exemple consécu­tif à une dilatation, les connecteurs employés doivent pouvoir accepter, après avoir été accouplés, un déplacement transversal sans altération notable de leurs caractéristiques électriques.
  • La présente invention a pour but principal d'apporter une solution à ce problème.
  • Un but de l'invention est de proposer un dispositif de raccordement autorisant un déplacement relatif des pièces raccordées par emboîtement, selon un axe perpendiculaire à l'axe d'emboîtement.
  • Un autre but de l'invention est de permettre l'accouplement des deux pièces dans une position initiale donnée ainsi que leur désaccouplement dans cette position ou bien dans la position obtenue après déplacement relatif.
  • L'invention a aussi pour but, notamment dans le cas de transmission de signaux électromagnétiques, en particulier hyperfréquences, de préserver la nature des contacts électri­ques au sein du dispositif de raccordement ainsi que de ne pas altérer de façon notable les performances de ce dispositif quelle que soit la position relative des deux pièces.
  • La présente invention vise donc un dispositif de raccorde­ment comprenant une première pièce creuse, débouchant à une extrémité, et propre à s'insérer selon un axe d'emboî­tement dans une deuxième pièce creuse également débouchante à une extrémité ; ces deux pièces creuses peuvent être par exemple reliées d'autre part respectivement à deux conduits de transport de signaux électromagnétiques, en particulier hyperfréquences.
  • Chaque pièce creuse possède une paroi latérale et, lorsque la première pièce est emboîtée dans la deuxième, la face externe de la paroi latérale de cette première pièce se raccorde à contact par l'intermédiaire d'une première zone de raccord, sur une deuxième zone de raccord de la face interne de la paroi latérale de la deuxième pièce ; ces deux zones de raccord sont aptes à s'inscrire dans deux cylindres dont les génératrices sont sensiblement parallèles entre elles et à l'axe d'emboîtement ; il convient de remarquer ici que le terme "cylindre" vise ici d'une façon très générale toute surface engendrée par une droite, ou génératrice, se déplaçant parallèlement à une direction fixe en s'appuyant sur une courbe plane fixe, ou directrice, dont le plan coupe la direction donnée. Ainsi, un tel cylindre peut être soit de révolution, la directrice étant alors un cercle, ou bien un prisme à base polygonale.
  • Selon une caractéristique générale de l'invention, la deuxième zone de raccord comprend deux méplats, symétriques par rapport à un plan d'emboîtement contenant l'axe d'emboîtement ; de plus, la face interne de la paroi latérale de la deuxième pièce ainsi que la face externe de la paroi latérale de la première pièce sont conformées avec un jeu contenu dans le plan d'emboîtement et sensible­ment perpendiculaire à la génératrice des cylindres, ce qui autorise ainsi un déplacement relatif des deux pièces selon un axe perpendiculaire à ladite génératrice et contenu dans le plan d'emboîtement, tout en préservant le contact entre les deux faces.
  • L'invention part de l'observation que les caractéristiques géométriques des deux parois latérales ainsi définies vont permettre, avec des aménagements convenables, d'appor­ter une solution au problème posé.
  • Lorsqu'il y a raccordement de signaux électromagnétiques, en particulier, hyperfréquences, le contact entre les faces interne et externe des différentes parois est du type électrique.
  • Dans ce cas également, conformément à un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, les cylin­dres dans lesquels s'inscrivent les zones de raccord possé­dent un même axe longitudinal de symétrie contenu dans le plan d'emboîtement. De plus, la face interne de la paroi latérale de la première pièce creuse étant cylindri­que, cette première pièce creuse comporte un premier plot interne cylindrique, sensiblement parallèle à la paroi et séparé de la face interne de cette paroi par un diélec­trique ; la deuxième pièce creuse comporte également un plot interne cylindrique, sensiblement en regard du plot interne de la première pièce creuse et également séparé de la face interne de la paroi de cette deuxième pièce creuse par un diélectrique.
  • Un des plots comporte alors avantageusement un logement débouchant, possédant deux méplats sensiblement symétriques par rapport à l'axe de symétrie du plot et propre à se raccorder par emboîtement et contact de type électrique sur l'autre plot interne, les deux plots internes étant conformés avec un jeu parallèle et au moins égal au jeu des faces interne et externe des parois latérales des deux pièces en contact.
  • D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés sur lesquels :
    • - la figure 1A est une vue schématique en perspective d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de raccor­dement selon l'invention ;
    • - la figure 1B est une vue schématique en perspective sous un autre angle du dispositif de raccordement de la figure 1A ;
    • - la figure 1C est une section schématique du dispositif de raccordement des figures 1A et 1B, une fois assemblé ;
    • - les figures 2A et 2B sont deux vues schématiques en perspective sous deux angles différents d'un deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention ;
    • - les figures 3A et 3B sont également deux vues schématiques en perspective sous deux angles différents d'un troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; et
    • - la figure 4 est une section transversale schématique d'un quatrième mode de réalisation d'un dispositif de raccordement selon l'invention, une fois assemblé.
  • Les dessins comportent pour l'essentiel des éléments de caractère certain. A ce titre, ils font partie intégrante de la description et pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après mais aussi contribuer, le cas échéant, à la définition de l'in­vention.
  • Les éléments du dispositif de raccordement portent des références affectées d'un suffixe égal au numéro du mode de réalisation décrit. Les éléments analogues ou ayant une fonction analogue dans plusieurs modes de réalisation portent la même référence. Lorsque ces éléments sont évoqués d'une manière générale, les suffixes correspondant aux différents modes de réalisation sont supprimés.
  • Les différentes cotes indiquées ci-après ne sont données qu'à titre d'exemple et ne sont pas limitatives.
  • On suppose maintenant que le dispositif de raccordement s'interpose entre un conducteur électrique propre à véhi­culer des signaux hyperfréquences, et une carte à circuit imprimé. Dans les deux premiers modes de réalisation, ce conducteur électrique est un câble coaxial véhiculant des signaux dans une bande de fréquences s'étendant jusqu'à 40 GHz.
  • D'une façon générale, le dispositif de raccordement comprend deux connecteurs propres à s'emboîter l'un dans l'autre. Le premier d'entre eux comporte une première pièce creuse 1, débouchante à une extrémité, et reliée à son autre extrémité à un boîtier 4 muni de deux picots 5 suscep­tibles d'être soudés sur le circuit imprimé.
  • Le deuxième connecteur comporte une deuxième pièce creuse 2 également débouchante à une extrémité, et reliée à son autre extrémité au câble coaxial 3.
  • La première pièce creuse 1 possède une première paroi latérale 10 cylindrique ayant un axe longitudinal de symétrie 6. Cette paroi latérale est fendue longitudina­lement par des fentes 13, ce qui lui confère ainsi une certaine élasticité transversale.
  • La deuxième pièce creuse 2 possède également une paroi latérale 20, cylindrique, ayant le même axe de symétrie longitudinal que celui de la paroi latérale de la première creuse. Cet axe de symétrie constitue ainsi l'axe d'emboîte­ment des deux connecteurs. La face interne 201 de cette paroi latérale 20 comporte deux méplats longitudinaux parallèles 202, 203, disposés symétriquement par rapport à un plan contenant l'axe d'emboîtement, dit plan d'emboîte­ment.
  • Le matériau constitutif des parois latérales des deux pièces creuses est un matériau conducteur de l'électricité ayant des propriétés élastiques ; ce peut être par exemple de l'acier inoxydable, de l'alliage cuivreux pouvant être à base de berrylium, revêtu ou non de métal précieux.
  • La face externe 100 de la paroi latérale 10 de la première pièce creuse comporte au voisinage de son extrémité libre, des nervures 11 faisant saillie et destinées à venir se raccorder à contact sur les deux méplats de la face interne 201 de la paroi latérale de la deuxième pièce creuse. Ainsi, ces nervures font-elles partie d'une première zone de raccord tandis que les méplats font partie d'une deuxième zone de raccord. L'homme de l'art remarque tout de suite que, lorsque la première pièce est emboîtée dans la deuxième, la combinaison de l'élasticité de la paroi latérale de cette première pièce creuse, et l'existence des nervures, contribue à assurer un bon contact électrique entre les deux connecteurs. On peut alors affirmer que la première zone de raccord (nervures) s'inscrit dans un premier cylindre qui est en fait celui dans lequel s'inscrivent les deux méplats.
  • La face externe 100 de la paroi latérale de la première pièce creuse et la face interne 201 de la paroi latérale de la deuxième pièce creuse sont conformées avec un jeu j contenu dans le plan d'emboîtement et sensiblement perpen­diculaire à l'axe d'emboîtement 6. Ce jeu autorise alors un déplacement relatif des deux connecteurs selon l'axe 7 perpendiculaire à l'axe d'emboîtement 6. Bien entendu, ce jeu est au moins égal àu déplacement relatif maximum souhaité pour les deux connecteurs.
  • La première pièce creuse 1 comporte également un premier plot interne cylindrique 12 dont l'axe longitudinal de symétrie est sensiblement confondu avec l'axe d'emboîtement 6. Ce plot interne 12 est débouchant et fendu longitudinale­ment de façon à ménager deux autres méplats 120, 122, symétriques l'un de l'autre, et définissant un logement 122 ayant également une certaine élasticité. Ce plot interne 12 est séparé de la face interne 101 de la paroi latérale 10 par un diélectrique 9 qui est ici de l'air.
  • La deuxième pièce creuse 2 comporte aussi un plot interne 22 cylindrique, dont l'axe longitudinal de symétrie est sensiblement confondu avec l'axe d'emboîtement. Ce plot interne 22 est donc apte à s'insérer à contact dans le logement 122 du plot interne 12 de façon à assurer la continuité électrique du conducteur intérieur du câble 3. Ces deux plots internes sont également conformés avec un jeu js parallèle et au moins égal au jeu j.
  • On se réfère maintenant plus particulièrement aux figures 1A à 1C pour décrire le premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention.
  • Dans ce mode de réalisation, la paroi latérale 10-1 de la première pièce creuse, d'une longueur d'environ 3,5 mm, est de révolution autour de l'axe d'emboîtement 6-1 et a un diamètre externe légèrement inférieur à 2,8 mm. Les nervures 11-1 font saillie sur le pourtour de l'extrémité libre de la face externe 100-1 de cette paroi latérale.
  • La face externe 200-1 de la paroi latérale 20-1 de la deuxième pièce creuse est un cylindre de révolution autour de l'axe d'emboîtement 6-1, d'un diamètre d'environ 4 mm et d'une longueur d'environ 7 mm.
  • Les deux méplats 202-1 et 203-1 ont une hauteur d'environ 0,7 mm, sont espacés d'environ 2,8 mm et sont raccordés l'un à l'autre par deux voûtes circulaires symétriques d'un rayon de 1,4 mm environ.
  • Le plot interne 12-1 de la première pièce creuse est un cylindre de révolution d'un diamètre d'environ 1 mm tandis que le plot interne 22-1 de la deuxième pièce creuse est un cylindre de révolution d'un diamètre d'environ 0,5 mm se terminant par une pointe.
  • Les jeux j-1 et js-1 sont sensiblement égaux à 0,6 mm, c'est-à-dire qu'un tel dispositif admet un débattement de ± 0,3 mm de part et d'autre de l'axe d'emboîtement 6-1.
  • On se réfère maintenant plus particulièrement aux figures 2A et 2B pour décrire le deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention.
  • La paroi latérale 20-2 de la deuxième pièce creuse, d'une longueur d'environ 7 mm, est fendue longitudinalement en deux parties identiques, sur une longueur de 4 mm environ. Les deux bords de la fente ainsi constituée forment les deux méplats 202-2 et 203-2. Ces deux méplats sont espacés de 2,8 mm et le cylindre de révolution dans lequel s'inscrit la face externe 200-2 de la paroi latérale a un diamètre d'environ 4 mm.
  • Le plot interne 22-2 est identique à celui décrit dans le mode de réalisation précédent.
  • La paroi latérale 10-2 de la première pièce creuse 1-2 comprend deux plaques latérales 102-2, 103-2, parallèles aux méplats 202-2 et 203-2, et espacées l'une de l'autre d'une distance d'environ 2 mm. Cette paroi latérale 10-2 comprend également une plaque supérieure 104-2 et une plaque inférieure 105-2, les quatre plaques de cette paroi latérale formant alors un parallélépipède rectangle dont l'axe de symétrie est l'axe d'emboîtement 6-2.
  • Chaque plaque latérale 102-2 et 103-2 comporte une nervure s'étendant transversalement au niveau de son extrémité libre. La paroi latérale 10-2 comporte quatre fentes 13-2 ménagées sur la majeure partie de sa longueur à l'inter­section de chacune des quatre plaques.
  • Le plot interne 12-2 est identique au plot interne 12-1 dans le premier mode de réalisation.
  • Il convient de remarquer ici que les deux plaques supérieure et inférieure 104-2 et 105-2 ne sont pas vraiment indispen­sables. On pourrait en effet concevoir que la première pièce creuse ne comporte que les deux plaques latérales venant en contact avec les deux méplats de la deuxième pièce creuse.
  • Dans les deux modes de réalisation ci-dessus décrits, lorsque la première pièce creuse est emboîtée dans la seconde pièce creuse, la nature du diélectrique ainsi que les caractéristiques géométriques du dispositif de raccordement sont telles que les caractéristiques élec­triques du type de celles évoquées ci-avant sont sensiblement identiques quelle que soit la position de la première pièce creuse par rapport à la deuxième pièce creuse.
  • De plus, les deux pièces peuvent être accouplées ou désaccouplées quelle que soit leur position relative.
  • Le dispositif selon l'invention permet également de raccor­der par exemple un câble blindé bifilaire sur une carte à circuit imprimé, c'est-à-dire un câble possédant un conducteur extérieur entourant deux conducteurs intérieurs. Un tel dispositif de raccordement est illustré sur les figures 3A et 3B.
  • Les parois latérales des première et deuxième pièces creuses sont identiques à celles décrites dans le première mode de réalisation. Par contre, la deuxième pièce creuse compor­te en son intérieur deux plots internes identiques 22a-3, 22b-3, parallèles, cylindriques de révolution, et disposés symétriquement par rapport à l'axe d'emboîtement 6-3. Chaque plot interne a un diamètre d'environ 0,4 mm.
  • En conséquence, la première pièce creuse 1-3 comporte deux plots internes 12a-3,12b-3, identiques, cylindriques, disposés symétriquement par rapport à l'axe d'emboîtement et en regard respectivement des plots internes 22a-3 et 22b-3. Chacun de ces plots internes 12a-3 ou 12b-3 présente une structure analogue à celle décrite pour le plot interne 12-1 du premier mode de réalisation. Leur diamètre exté­rieur est cependant de l'ordre de 0,8 mm.
  • Ainsi, les deux plots 22a-3 et 22b-3 s'emboîtent à contact dans les deux plots 12a-3 et 12b-3, de façon à assurer la continuité électrique des deux conducteurs intérieurs du câble blindé bifilaire 3-3. Le déplacement relatif peut toujours s'effectuer suivant l'axe de déplacement 7-3.
  • Bien entendu, le nombre de plots internes à l'intérieur des pièces creuses n'est pas limitatif pour autant que leur encombrement soit compatible avec les caractéristiques géométriques et électriques requises pour le dispositif de raccordement.
  • Il est également possible de raccorder un câble triaxial sur une carte à circuit imprimé, c'est-à-dire un câble comportant un conducteur intérieur entourés par deux conduc­teurs extérieurs. Une section transversale schématique d'un tel dispositif de raccordement est illustrée sur la figure 4.
  • La première pièce creuse comporte une paroi latérale supplé­mentaire 10b-4 disposée sensiblement concentriquement à la première paroi latérale 10a-4 du côté de la face externe de cette dernière paroi, c'est-à-dire dans le cas présent, l'entourant. Le diamètre externe du cylindre de révolution formant la face externe de cette paroi supplé­mentaire 10b-4 est de l'ordre d'environ 6,3 mm. Ces deux parois latérales sont séparées par un diélectrique qui est encore, dans le cas présent, de l'air.
  • La deuxième pièce creuse comporte également une paroi latérale supplémentaire 20b-4, disposée sensiblement concen­triquement à la paroi latérale 20a-4, du côté de la face externe de cette dernière paroi, c'est-à-dire l'entourant. Cette paroi latérale supplémentaire 20b-4 comporte sur sa face interne deux méplats supplémentaires 202b-4, 203b-4 respectivement parallèles aux deux méplats 202a-4 et 203a-4 de la paroi latérale 20a-4. Ces deux méplats supplémen­taires, disposés symétriquement par rapport à l'axe d'emboî­tement, sont espacés de 6,3 mm et le cylindre de révolution formant la face externe de la paroi supplémentaire 20b-4 a un diamère d'environ 8,5 mm. Le diélectrique séparant la paroi latérale 20a-4 de la paroi latérale 20b-4 de la deuxième pièce creuse est également de l'air.
  • La face externe de la paroi latérale 10b-4 de la première pièce creuse ainsi que la face interne de la paroi latérale 20b-4 sont conformées avec un jeu jb-4 sensiblement paral­lèle et au moins égal au jeu ja-4 séparant la paroi latérale 10a-4 de la paroi latérale 20a-4.
  • Bien entendu, la face externe de la paroi latérale 10b-4 de la première pièce creuse comporte également une zone de raccord non représentée sur la figure 4 venant en contact sur les deux méplats 202b-4 et 203b-4, ce qui autorise ainsi le déplacement relatif des deux pièces creuses selon un axe perpendiculaire à l'axe d'emboîtement.
  • Bien entendu, on a représenté ici une seule paroi latérale supplémentaire pour les première et deuxième pièces creuses. Ce nombre n'est pas limitatif. De même, on pourrait envi­sager qu'un tel raccordement de type triaxial soit confi­guré avec une structure analogue à celle du deuxième mode de réalisation.
  • L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ci-des­ sus décrits mais en embrasse toutes les variantes, notamment les suivantes :
    - il s'est avéré particulièrement avantageux que le plot interne de la deuxième pièce creuse s'embot̂e dans le logement du plot interne de la première pièce creuse ; on aurait pu cependant envisager l'inverse ;
    - lorsque la directrice du cylindre dans lequel s'inscrit la zone de raccord de la paroi latérale de la première pièce creuse est un polygone, la condition minimale requise est que ce polygone possède deux côtés symétriques par rapport à l'axe d'emboîtement, ces côtés devant être sensi­blement parallèles aux deux méplats de la paroi latérale de la deuxième pièce creuse ;
    - le diélectrique utilisé à l'intérieur des connecteurs peut être différent de l'air pour autant qu'il permette d'assurer les caractéristiques électriques requises sans empêcher le déplacement relatif des connecteurs ;
    - le dispositif de raccordement selon l'invention autorise le déplacement relatif des deux pièces emboîtées, selon au moins une direction perpendiculaire à l'axe d'emboîtement ;
    - il a été envisagé ici l'application particulière du transport de signaux hyperfréquences. Le dispositif de raccordement pourrait éventuellement être utilisé pour le raccord de deux conduits de transport d'un fluide, qui pose des problèmes en partie comparables. Il faudrait alors prévoir des moyens d'étanchéité adéquats. L'homme de l'art comprendra également dans ce cas que la complexité de la mise au point d'un tel dispositif de raccordement est moindre que celle rencontrée notamment en hyperfréquence, car disparaissent alors les contraintes de caractéristiques électriques que doit satisfaire le dispositif de raccordement.
  • Bien entendu, certains des moyens décrits ci-dessus peuvent être omis dans les variantes où ils ne servent pas.

Claims (23)

1. - Dispositif de raccordement, comprenant une première pièce creuse (1), débouchante à une extrémité, possédant une première paroi latérale (10) et propre à s'insérer selon un axe d'emboîtement (6) dans une deuxième pièce creuse (2), débouchante à une extrémité, et possédant une deuxième paroi latérale (20),
la face externe (100) de la première paroi latérale (10) étant propre à se raccorder à contact sur la face interne (201) de la deuxième paroi latérale (20) et ladite face externe (100) comprenant une première zone de raccord (11) apte à s'inscrire dans un premier cylindre de généra­trice sensiblement parallèle à l'axe d'emboîtement (6), tandis que ladite face interne (201) comprend une deuxième zone de raccord apte à s'inscrire dans un deuxième cylindre de génératrice sensiblement parallèle à l'axe d'emboîtement (6), caractérisé en ce que la deuxième zone de raccord comprend deux méplats principaux (202,203), symétriques par rapport à un plan d'emboîtement contenant l'axe d'emboî­tement,
et en ce que lesdites faces interne (201) et externe (100) sont conformées avec un jeu principal contenu dans le plan d'emboîtement et sensiblement perpendiculaire à ladite génératrice,
ce qui autorise un déplacement relatif des deux pièces selon un axe perpendiculaire à ladite génératrice et contenu dans le plan d'emboîtement tout en préservant le contact entre les deux faces.
2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième cylindres possèdent un même premier axe longitudinal de symétrie (6) contenu dans le plan d'emboîtement.
3. - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les première et deuxième pièces creuses sont reliées chacune dans une région opposée à leur extrémité débouchante à des conduits de transport (3,4,5) de signaux électromagnétiques, et en ce que le contact entre lesdites faces interne (200) et externe (100) est du type électrique.
4. - Dispositif selon les revendications 2 et 3, prises en combinaison, caractérisé en ce que la première paroi latérale (10) possède une face interne (101) s'inscrivant dans un troisième cylindre sensiblement parallèle au premier cylindre, en ce que la première pièce creuse (1) comporte un premier plot interne cylindrique (12) possédant un deuxième axe longitudinal de symétrie sensiblement paral­lèle audit premier axe de symétrie, et séparé de la face interne (101) de la première paroi par un premier diélec­trique (9), tandis que la deuxième pièce creuse comporte un deuxième plot interne cylindrique (22), d'axe de symétrie sensiblement confondu avec ledit deuxième axe de symétrie, et séparé de la face interne (201) de la deuxième paroi par un deuxième diélectrique (8), et en ce que l'un des premier et deuxième plots internes comporte un logement débouchant (122) possédant deux méplats secondaires (120,121) sensiblement symétriques par rapport audit deuxième axe de symétrie, ainsi que sensiblement parallèles aux deux méplats principaux et propres à se raccorder par contact de type électrique sur l'autre plot interne, les premier et deuxième plots internes étant conformés avec un jeu secondaire (js) parallèle et au moins égal audit jeu principal (j).
5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les premier et deuxième diélectriques sont de l'air.
6. - Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le deuxième plot interne (22) s'em­boîte dans le logement (122) du premier plot interne (12).
7. - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la directrice du premier cylindre est un cercle.
8. - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la directrice du premier cylindre est un polygone possédant deux côtés symétriques par rapport au premier axe de symétrie et sensiblement parallèles aux deux méplats principaux.
9. - Dispositif selon les revendications 4 et 8, prises en combinaison, caractérisé en ce que le polygone est un rectangle.
10. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première zone de raccord comporte des nervures (11) faisant saillie sur au moins une partie de la face externe (100) de la première paroi latérale (10).
11. - Dispositif selon les revendications 7 et 10, prises en combinaison, caractérisé en ce que la première paroi latérale est cylindrique et de révolution autour du premier axe de symétrie et en ce que les nervures (11-1) sont situées sur le pourtour de l'extrémité débouchante de cette première paroi latérale.
12. - Dispositif selon les revendications 9 et 10, prises en combinaison, caractérisé en ce que la première paroi latérale comporte au moins deux premières plaques (102-2,103-3) parallèles entre elles et aux méplats principaux et en ce que les nervures (11-2) s'étendent transversalement sur les deux premières plaques au niveau de leur extrémité libre respective.
13. - Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la première paroi latérale comporte deux plaques supplémentaires (104-2,105-2) parallèles, sensiblement perpendiculaires aux deux premières plaques, les quatre plaques formant un parallélépipède rectangle.
14. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première paroi latérale (10) comporte des fentes longitudinales (13) débouchant au niveau de l'extrémité débouchante de la première pièce creuse (1).
15. - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 17, caractérisé en ce que la face interne (201) de la deuxième paroi latérale (20-1) comporte deux voûtes raccordant respectivement les quatre bords longitudinaux des deux méplats principaux.
16. - Dispositif selon la revendication 2 à 14, caractérisé en ce que la deuxième paroi latérale (20-2) est fendue sur au moins une partie de sa longueur en deux portions identiques, les deux méplats principaux formant les deux bords de la fente ainsi constituée.
17. - Dispositif selon l'une des revendications 4 à 16, caractérisé en ce que les premier et deuxième plots s'ins­crivent dans respectivement deux cylindres de révolution.
18. - Dispositif selon l'une des revendications 4 à 17, prises en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que les premier et deuxième axes de symétrie sont sensiblement confondus.
19. - Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'un au moins des moyens de transport est un câble coaxial.
20. - Dispositif selon l'une des revendications 4 à 17, prises en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que la première pièce creuse (1-3) comporte au moins un premier plot interne cylindrique supplémentaire (12b-3) parallèle au premier plot interne cylindrique (12a-3) et en ce que la deuxième pièce creuse (2-3) comporte au moins un deuxième plot interne cylindrique supplémentaire (22b-3) parallèle en deuxième plot interne cylindrique (22a-3), l'un des premier et deuxième plots cylindriqués supplémentaires étant apte à s'emboîter à contact dans l'autre plot supplémentaire et en ce que l'un au moins des moyens de transport comprend un conducteur externe entourant au moins deux conducteurs internes.
21. - Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que les premier plot interne et premier plot interne supplémentaire sont symétriques par rapport au plan d'em­boîtement.
22. - Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la première pièce creuse comporte au moins une troisième paroi latérale (10b-4), sensiblement concentrique et extérieure à la première paroi latérale, en ce que la deuxième pièce creuse comporte une quatrième paroi latérale (20b-4), sensiblement concentrique et extérieure à la deuxième paroi latérale et possédant sur sa face interne deux méplats supplémentaires parallèles aux deux méplats principaux,
en ce que la face externe de la troisième paroi latérale est susceptible de se raccorder à contact électrique sur les deux méplats supplémentaires,
en ce que la face externe de la troisième paroi latérale (10b-4) et la face interne de la quatrième paroi latérale (20b-4) sont conformées avec un jeu supplémentaire (jb-4) sensiblement parallèle et au moins égal au jeu principal (ja-4),
et en ce que l'un au moins des moyens de transport comprend un conducteur interne entouré par au moins deux conducteurs périphériques concentriques.
23. - Dispositif selon l'une des précédentes revendications prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que les signaux électromagnétiques sont des signaux hyperfréquences.
EP89403517A 1989-01-04 1989-12-15 Dispositif de raccordement perfectionné notamment pour signaux électromagnétiques hyperfréquences Withdrawn EP0378020A1 (fr)

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