EP0444567A1 - Dispositif pour raccorder un câble coaxial à un circuit imprimé, sans préparation du câble - Google Patents

Dispositif pour raccorder un câble coaxial à un circuit imprimé, sans préparation du câble Download PDF

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EP0444567A1
EP0444567A1 EP91102720A EP91102720A EP0444567A1 EP 0444567 A1 EP0444567 A1 EP 0444567A1 EP 91102720 A EP91102720 A EP 91102720A EP 91102720 A EP91102720 A EP 91102720A EP 0444567 A1 EP0444567 A1 EP 0444567A1
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cable
support
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tip
axis
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Yannick Reze
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Alcatel CIT SA
Original Assignee
Alcatel Mobile Communication France SA
Alcatel Radiotelephone SA
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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
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/03—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections
    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables
    • H01R9/0515—Connection to a rigid planar substrate, e.g. printed circuit board

Definitions

  • the invention relates to a device for connecting a coaxial cable to a printed circuit, without preparing the cable, that is to say without having to strip the central conductor and the shielding braid.
  • a coaxial cable is connected to a printed circuit by means of a male coaxial plug and a female coaxial socket, the plug being fixed to one end of the coaxial cable, after prior stripping of the central conductor and the braid of shielding, and the base being fixed on the printed circuit by welds.
  • This known connection device is relatively expensive, since it comprises numerous parts, and its assembly is labor-intensive since it requires preparation of the cable.
  • the object of the invention is to propose a device which remedies these drawbacks and which can be mounted without specific tools.
  • the device thus characterized allows assembly without preparation of the cable.
  • the central conductor does not need to be stripped since it is penetrated by a metal point driven along the axis of the cable.
  • the braid does not need to be stripped since the insulating sheath is crossed by an insulating displacement contact.
  • the assembly is carried out without specific tools, thanks to the means for guiding the cable, which ensure penetration of the tip along the axis of the central conductor, and thanks to the fact that the insulation displacement contact is constituted by the song of a cut in the shielding cover, which allows this contact to be crimped onto the cable by pressure exerted by hand on the shielding cover.
  • the device thus characterized is easy to assemble, since the assembly of the cable consists in: inserting the blade nut into a slot in the support, then screwing the cable through the blade nut and through the cylindrical hole of the support to drive the point in the core conductor's strand.
  • the shielding cover consists of a single weldable sheet, cut to include a central plate and four peripheral plates; and folded to fold the four peripheral plates orthogonally to the central plate, on the same side with respect to the latter.
  • the device thus characterized is particularly easy and inexpensive to produce.
  • FIG. 1 connects a coaxial cable 4 to a printed circuit board 5.
  • the hidden parts are not shown, for clarity.
  • This exemplary embodiment comprises: a shielding cover 1, consisting of a sheet of nickel silver 0.3 mm thick, cut and folded; a blade nut 2, consisting of a nickel silver blade; and a support 3, molded from polyamide.
  • the blade nut 2 is inserted into a slot 29 in the support 3.
  • the cover 1 is shown disassembled, to reveal the support 3. When the cover 1 is mounted, it surrounds the support 3 to form an electrical shielding.
  • the cover 1 To facilitate mounting of the cover 1, it is guided by four faces of the support 3 which are orthogonal to the plate 5, such as the faces 31 and 33. For this, the dimensions of the support 3 are slightly smaller than the dimensions of the interior of the cover 1.
  • One of the faces of the cover 1 has a cutout, 6-8, which constitutes an insulation displacement contact. When the cover 1 is mounted, this cutout is crimped onto the cable 4.
  • the cover 1 has four welding pins, such as the pin 7. When the cover 1 is mounted, the four welding pins are inserted into the holes of the printed circuit board 5, such as holes 30 and 32.
  • the pins 7 are welded to printed circuit pads, located on the face opposite to that supporting the support 3.
  • FIG. 2 represents a sectional view of this exemplary embodiment, with the cover mounted, according to a section plane II II.
  • the cable 4 comprises: a central conductor 11 consisting of a strand of copper filaments; an insulating layer 12 covering the strand; a shielding braid 13 covering the layer 12; and a peripheral insulating sheath 14.
  • the cable 4 is arranged parallel to the plate 5, through a helical opening of the blade nut 2 and through a cylindrical hole 28 in the support 3.
  • the cable 4 has been screwed into the blade nut 2 to drive a point 27 into the strand of the central conductor 11.
  • the tip 27 is one end of a metal rod 26 partially embedded in the support 3, the point 27 protruding from the bottom of the hole 28.
  • the other end of this metal rod 26 constitutes a weldable pin 22 which passes through a hole 21 of the plate of the printed circuit 5, and which is welded on a patch 20.
  • This metal rod 26 is bent at right angles, so that the axis of the tip 27 is parallel to the plane of the plate 5 while the axis weldable pin 22 is orthogonal to this plate.
  • the support 3 comprises a positioning pin, cylindrical, 19, fitted into a hole 18 in the plate 5.
  • the pin 19 makes it possible to position the support 3 on the plate 5, during the mounting operations.
  • FIG. 2 also shows two of the welding pins, 7 and 23, of the cover 1. They pass through holes 16 and 25 of the plate 5, and are welded on pads 17 and 24 connected to the ground of the printed circuit, by connections not shown.
  • FIG. 3 represents the cover 1 in isolation. It is made of a single sheet of nickel silver, cut to include a central plate 37, and four peripheral plates, such as the plates 38 and 39.
  • the four peripheral plates are folded orthogonally with respect to the plate 37, on the same side with respect to the latter, so that the plate 37 constitutes the top of the cover while the peripheral plates constitute four sides of the cover.
  • the peripheral plate 38 includes the fork-shaped cutout, 6-8, constituting the insulation displacement contact.
  • This cutout includes a mouth 6 having a greater width of the cable 4, then decreasing to a groove 8 having a constant width less than the diameter of the cable 4, and equal to the diameter of the braid 13, so that when the cover 1 is crimped onto the cable 4, the edge of the cutout 6-8 crosses the sheath 14 and clamps the braid shielding 13.
  • the plate 30, as well as the symmetrical plate with respect to the central plate 31, is extended by two tabs constituting welding pins, such as the pin 7.
  • FIG. 4 represents the blade nut 2 in isolation. It is constituted by a piece of nickel silver sheet, pierced with a helical opening 40 having a diameter slightly less than the diameter of the cable 4, and comprising a cut 41 perpendicular to the edge of the opening 40. The two edges of the cut 41 are slightly apart to give a helical shape to the opening 40.
  • the cable 4 is screwed into the opening 40, after the blade nut 2 has been placed in the slot 29 of the support 3.
  • the edge of the opening 40 bites and slightly deforms the sheath 14, because the latter has a certain elasticity.
  • FIG. 5 represents the support 3 in isolation. It consists of a block of molded polyamide, having a generally parallelepidic shape, comprising a slot 29 whose plane is perpendicular to the axis of the hole 28, and comprising a cutout 42 in the form of U.
  • the cutout 42 constitutes a recess having a generally planar shape and parallel to the plane of the slot 29. It is intended to facilitate the molding of the support 3, more particularly for molding the slot 29.
  • the scope of the invention is not limited to the embodiment described above. Many variant embodiments are within the reach of those skilled in the art.
  • the dimensions are also chosen according to the characteristic impedance of the cable to be connected.

Abstract

Un exemple de réalisation comporte :
  • un capot de blindage (1), comportant une découpe (6, 8) en forme d'entonnoir, constituant un contact à déplacement d'isolant, à sertir sur le câble (4) pour traverser sa gaine et pincer la tresse de blindage (13); le capot (1) étant raccordable à la masse du circuit imprimé (5) par des picots soudables (7);
  • un support (3), en matière plastique, comportant un écrou lame (2) permettant de visser le câble (4) pour enfoncer une pointe métallique dans le toron du conducteur central (11) du câble, cette pointe métallique étant reliée à un picot soudable situé en dessous du support (3).

Application à la construction de circuits électroniques.

Description

  • L'invention concerne un dispositif pour raccorder un câble coaxial à un circuit imprimé, sans préparation du câble, c'est-à-dire sans avoir à dénuder le conducteur central et la tresse de blindage.
  • Classiquement, un câble coaxial est raccordé à un circuit imprimé au moyen d'une prise coaxiale mâle et d'une embase coaxiale femelle, la prise étant fixée à une extrémité du câble coaxial, après un dénudage préalable du conducteur central et de la tresse de blindage, et l'embase étant fixée sur le circuit imprimé par des soudures. Ce dispositif de raccordement connu est relativement coûteux, car il comporte de nombreuses pièces, et son montage est coûteux en main d'oeuvre puisqu'il nécessite une préparation du câble.
  • Le but de l'invention est de proposer un dispositif qui remédie à ces inconvients et qui puisse être monté sans outillage spécifique.
  • Selon l'invention, un dispositif pour raccorder un câble coaxial à un circuit imprimé, sans préparation du câble; le câble comportant un conducteur central constitué d'un toron, une couche isolante, une tresse de blindage, et une gaine isolante périphérique,
       est caractérisé en ce qu'il comporte :
    • un conducteur dont une extrémité comporte une pointe et dont l'autre extrémité est soudable sur le circuit imprimé;
    • des moyens pour guider le câble selon une trajectoire hélicoïdale dont la direction de translation est dans l'axe du câble, et dans l' axe de la pointe, pour enfoncer la pointe dans le toron du conducteur central;
    • un capot de blindage entourant les moyens pour guider et comportant une découpe en forme de fourche constituant un contact à déplacement d'isolant, à sertir sur le câble pour traverser sa gaine et pincer la tresse, le capot étant raccordable à la masse du circuit imprimé par des picots soudables.
  • Le dispositif ainsi caractérisé permet un montage sans préparation du câble. Le conducteur central n'a pas besoin d'un dénudage puisqu'il est pénétré par une pointe métallique enfoncée selon l'axe du câble. La tresse n'a pas besoin d'être dénudée puisque la gaine isolante est traversée par un contact à déplacement d'isolant. Le montage est effectué sans outillage spécifique, grâce aux moyens pour guider le câble, qui assurent une pénétration de la pointe selon l'axe du conducteur central, et grâce au fait que le contact à déplacement d'isolant est constitué par le chant d'une découpe dans le capot de blindage, ce qui permet de sertir ce contact sur le câble par une pression exercée à la main sur le capot de blindage.
  • Selon un mode de réalisation particulier, les moyens pour guider le câble comportent :
    • un support en matière plastique, comportant un trou cylindrique ayant un diamètre égal au diamètre du câble, et un axe de symétrie de révolution confondu avec l'axe de la pointe;
    • un écrou lame, inséré dans une fente du support, cette fente ayant un plan orthogonal à l'axe de la pointe, et ayant une ouverture hélicoïdale dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre du câble, pour que la gaine du câble puisse être vissée dans cette ouverture, cette dernière étant disposée en face du trou cylindrique du support.
  • Le dispositif ainsi caractérisé est facile à monter, puisque le montage du câble consiste à : insérer l'écrou lame dans une fente du support, puis visser le câble à travers l'écrou lame et à travers le trou cylindrique du support pour enfoncer la pointe dans le toron du conducteur central.
  • Selon un mode de réalisation particulier, le capot de blindage est constitué d'une seule tôle soudable, découpée pour comporter une plaque centrale et quatre plaques périphériques; et pliée pour rabattre les quatre plaques périphériques orthogonalement à la plaque centrale, d'un même côté par rapport à celle-ci.
  • Le dispositif ainsi caractérisé est particulièrement facile et peu coûteux à réaliser.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres détails apparaîtront à l'aide de la description ci-dessous et des figures l'accompagnant :
    • la figure 1 représente une vue d'ensemble d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention, avec le câble coaxial et le circuit imprimé à raccorder, le capot étant démonté;
    • la figure 2 représente une vue en coupe de cet exemple de réalisation;
    • les figures 3, 4, 5 représentent séparément : le capot de blindage, l'écrou lame, et le support, de cet exemple de réalisation.
  • L'exemple de réalisation représenté sur la figure 1 raccorde un câble coaxial 4 à un plaque de circuit imprimé 5. Les parties cachées ne sont pas représentées, pour plus de clarté. Cet exemple de réalisation comporte : un capot de blindage 1, constitué d'une tôle de maillechort de 0,3 mm d'épaisseur, découpée et pliée; un écrou lame 2, constitué d'une lame de maillechort; et un support 3, moulé en polyamide.
  • L'écrou lame 2 est inséré dans une fente 29 du support 3. Le capot 1 est représenté démonté, pour laisser apparaître le support 3. Quand le capot 1 est monté, il entoure le support 3 pour constituer un blindage électrique.
  • Pour faciliter le montage du capot 1, il est guidé par quatre faces du support 3 qui sont orthogonales à la plaque 5, telles que les faces 31 et 33. Pour cela, les dimensions du support 3 sont légèrement inférieures aux dimensions de l'intérieur du capot 1. Une des faces du capot 1 comporte une découpe, 6-8, qui constitue un contact à déplacement d'isolant. Quand le capot 1 est monté, cette découpe est sertie sur le câble 4. Le capot 1 comporte quatre picots de soudage, tel que le picot 7. Lorsque le capot 1 est monté, les quatre picots de soudage sont insérés dans des trous de la plaque de circuit imprimé 5, tels que les trous 30 et 32. Les picots 7 sont soudés sur des pastilles de circuit imprimé, situées sur la face opposée à celle supportant le support 3.
  • La figure 2 représente une vue en coupe de cet exemple de réalisation, avec le capot monté, selon un plan de coupe II II. Sur cette figure, il apparaît que le câble 4 comporte : un conducteur central 11 constitué d'un toron de filaments de cuivre ; d'une couche isolante 12 recouvrant le toron; d'une tresse de blindage 13 recouvrant la couche 12; et d'une gaine isolante périphérique 14. Le câble 4 est disposé parallèlement à la plaque 5, à travers une ouverture hélicoïdale de l'écrou lame 2 et à travers un trou cylindrique 28 du support 3. Le câble 4 a été vissé dans l'écrou lame 2 pour enfoncer une pointe 27 dans le toron du conducteur central 11.
  • Quand le câble 4 a été vissé jusqu'au fond du trou 28, il est complètement immobilisé par l'écrou lame 2, qui est retenu à la fois par les parois de la fente 29 et par le câble 4 lui-même. La pointe 27 est une extrémité d'une tige métallique 26 noyée en partie dans le support 3, la pointe 27 dépassant au fond du trou 28. L'autre extrémité de cette tige métallique 26 constitue un picot soudable 22 qui traverse un trou 21 de la plaque du circuit imprimé 5, et qui est soudé sur une pastille 20. Cette tige métallique 26 est coudée à angle droit, de telle sorte que l'axe de la pointe 27 est parallèle au plan de la plaque 5 alors que l'axe du picot soudable 22 est orthogonal à cette plaque.
  • Sur cette figure, il apparaît que le support 3 comporte un pion de positionnement, cylindrique, 19, emboîté dans un trou 18 de la plaque 5. Le pion 19 permet de positionner le support 3 sur la plaque 5, pendant les opérations de montage. La figure 2 montre aussi deux des picots de soudage, 7 et 23, du capot 1. Ils traversent des trous 16 et 25 de la plaque 5, et sont soudés sur des pastilles 17 et 24 raccordées à la masse du circuit imprimé, par des liaisons non représentées.
  • La figure 3 représente isolément le capot 1. Il est réalisé en une seule tôle de maillechort, découpée pour comporter une plaque centrale 37, et quatre plaques périphériques, telles que les plaques 38 et 39. Les quatre plaques périphériques sont repliées orthogonalement par rapport à la plaque 37, d'un même côté par rapport à cette dernière, de telle sorte que la plaque 37 constitue le dessus du capot alors que les plaques périphériques constituent quatre côtés du capot. La plaque périphérique 38 comporte la découpe en forme de fourche, 6-8, constituant le contact à déplacement d'isolant. Cette découpe comporte une embouchure 6 ayant une largeur supérieure du câble 4, puis décroissant jusqu'à une gorge 8 ayant une largeur constante inférieure au diamètre du câble 4, et égale au diamètre de la tresse 13, de telle sorte que, lorsque le capot 1 est serti sur le câble 4, le chant de la découpe 6-8 traverse la gaine 14 et pince la tresse de blindage 13. La plaque 30, de même que la plaque symétrique par rapport à la plaque centrale 31, est prolongée par deux pattes constituant des picots de soudage, tel que le picot 7.
  • La figure 4 représente isolément l'écrou lame 2. Il est constitué par un morceau de tôle de maillechort, percée d'une ouverture hélicoïdale 40 ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre du câble 4, et comportant une coupure 41 perpendiculaire au bord de l'ouverture 40. Les deux bords de la coupure 41 sont légèrement écartés pour donner une forme hélicoïdale à l'ouverture 40. Le câble 4 est vissé dans l'ouverture 40, après que l'écrou lame 2 ait été placé dans la fente 29 du support 3. Le chant de l'ouverture 40 mord et déforme légèrement la gaine 14, car celle-ci a une certaine élasticité.
  • La figure 5 représente isolément le support 3. Il est constitué d'un bloc de polyamide moulé, ayant une forme générale parallèlèpidique, comportant une fente 29 dont le plan est perpendiculaire à l'axe du trou 28, et comportant une découpe 42 en forme de U. La découpe 42 constitue un chambrage ayant une forme générale plane et parallèle au plan de la fente 29. Il est destiné à faciliter le moulage du support 3, plus particulièrement pour mouler la fente 29.
  • La portée de l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus. De nombreuses variantes de réalisation sont à la portée de l'homme de l'art. Par exemple, il est possible de réaliser le support en polytétrafluoréthylène, au lieu de polyamide, le choix du matériau étant fonction de l'impédance caractéristique du câble, et en fonction des pertes diélectriques tolérables. Les dimensions sont choisies, elles aussi, en fonction de l'impédance caractéristique du câble à raccorder.

Claims (3)

  1. Dispositif pour raccorder un câble coaxial à un circuit imprimé (5) sans préparation du câble; le câble (4) comportant un conducteur central (11) constitué d'un toron, une couche isolante (12), une tresse de blindage (13), et une gaine isolante périphérique (14);
       caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un conducteur (26) dont une extrémité comporte une pointe (27) et dont l'autre extrémité (22) est soudable sur le circuit imprimé (5, 20);
    - des moyens (2, 3) pour guider le câble (4) selon une trajectoire hélicoïdale dont la direction de translation est dans l'axe du câble, et dans l' axe de la pointe (27), pour enfoncer la pointe (27) dans le toron du conducteur central (11);
    - un capot de blindage (1), entourant les moyens pour guider (2, 3), et comportant une découpe (6, 8) en forme de fourche constituant un contact à déplacement d'isolant, à sertir sur le câble (4) pour traverser sa gaine (14), et pincer la tresse (13); le capot (1) étant raccordable à la masse du circuit imprimé (5) par des picots soudables (7, 23).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour guider le câble (4) comportent :
    - un support (3), en matière plastique, comportant : un trou cylindrique (28) ayant un diamètre égal au diamètre du câble (2) et ayant un axe de symétrie de révolution confondu avec l'axe de la pointe (27);
    - un écrou lame (2) inséré dans une fente (29) du support (3), cette fente ayant un plan orthogonal à l'axe de la pointe et ayant une ouverture hélicoïdale (40) dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre du câble (4), pour que la gaine (14) du câble puisse être vissée dans cette ouverture; cette dernière étant disposée en face du trou cylindrique (28) du support.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capot de blindage (1) est constitué d'une seule tôle soudable, découpée pour comporter une plaque centrale (37) et quatre plaques périphériques (38, 39); et pliée pour rabattre les quatre plaques périphériques orthogonalement à la plaque centrale (37), d'un même côté par rapport à celle-ci.
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