ES2851850T3 - Conector coaxial que comprende una derivación, cable coaxial y procedimiento de fabricación de dicho conector - Google Patents

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Abstract

Conector coaxial (1, 2) que comprende una derivación, incluyendo dicho conector coaxial (1, 2): - un núcleo conductor (10), - un apantallamiento metálico (20) que rodea el núcleo (10), - un dieléctrico (30) dispuesto entre el núcleo (10) y el apantallamiento (20) para aislarlos eléctricamente entre sí y - una derivación (40, 51, 52) para proporcionar un puente resistivo entre el núcleo (10) y el apantallamiento (20), donde la derivación incluye: - un elemento de grafito (40) colocado entre el núcleo (10) y el apantallamiento (20) y - un primer y un segundo depósito metálico (51, 52) para proporcionar una conexión eléctrica y mecánica entre el elemento de grafito (40) y, respectivamente, el núcleo (10) y el apantallamiento (20), siendo cada uno de los depósitos metálicos primero y segundo (51, 52) un depósito electrolítico.

Description

DESCRIPCIÓN
Conector coaxial que comprende una derivación, cable coaxial y procedimiento de fabricación de dicho conector Campo técnico
La invención se refiere al campo de las mediciones de alta corriente y se refiere más particularmente a derivaciones y otras resistencias de derivación que permiten tales mediciones derivando parte de la corriente.
La invención se refiere más en particular a un conector coaxial que comprende tal derivación, un cable coaxial que comprende tal conector y un procedimiento de fabricación de un conector coaxial que comprende una derivación. Estado de la técnica anterior
En el contexto de determinadas medidas que implican fuertes descargas de corriente en períodos cortos, se conoce el uso de cables coaxiales y conectores que comprenden derivaciones para evacuar parte de la corriente a tierra. De esta manera, es posible realizar estas medidas garantizando la protección del equipo de medida.
Se recuerda que, en el campo técnico de las medidas de alta corriente, una derivación es, por definición, un elemento resistivo de muy baja impedancia, tal como un conductor eléctrico, que permite que la corriente pase de un punto a otro en un circuito eléctrico usando muy poca energía. De este modo, en el marco de la invención, una derivación es un elemento resistivo que permite proporcionar un puente resistivo entre un núcleo y una pantalla de un conector coaxial.
Tales conectores coaxiales son conocidos y en particular por los comercializados por T&M RESEARCH PRODUCTS con la referencia SDN-414.
Dicho conector coaxial incluye:
- un núcleo conductor,
- apantallamiento metálico que rodea el núcleo,
- un dieléctrico dispuesto entre el núcleo y el apantallamiento para aislarlos eléctricamente entre sí, y
- una derivación para proporcionar un puente resistivo entre el núcleo y el apantallamiento.
Este tipo de conector tiene la ventaja de permitir proteger ciertos dispositivos eléctricos durante la medición de intensidad de corriente en tiempos que pueden ser relativamente cortos, de modo que se desvía parte de la corriente al plano de tierra. Por tanto, este tipo de conector incluye una buena resistencia a la corriente (más de 10.000 A en pulsos de nanosegundos) para un ancho de banda relativamente alto, ya que puede alcanzar los 2 GHz.
Sin embargo, este tipo de conector tiene una serie de inconvenientes. En efecto, la derivación que incluye no tiene una respuesta de frecuencia constante y, por tanto, tiene una mayor resistencia para frecuencias superiores a 100 MHz. Por lo demás, la integración de la derivación en este tipo de conector es bastante relativa, ya que el volumen del conector es mucho mayor que el de un conector coaxial convencional, y esta integración se realiza en detrimento del ancho de banda que no supera los 2 GHz.
El documento EP 0840413 A1 presenta un conector coaxial con una cámara de descarga entre el conductor central y el apantallamiento.
El documento CN 101 604 808 B también desvela un conector coaxial que tiene un dieléctrico 4 entre el conductor central 2 y el apantallamiento 1. El molde para producir el dieléctrico está hecho de grafito.
Exposición de la invención
La presente invención tiene como objetivo remediar varios de estos inconvenientes y, por lo tanto, más específicamente tiene como objetivo proporcionar un conector coaxial que comprende una derivación, teniendo la derivación un ancho de banda superior a 12 GHz al tiempo que ofrece una resistencia de corriente equivalente y una mayor compacidad a la de los conectores coaxiales de la técnica anterior que incluyen una derivación.
La invención se refiere a este efecto a un conector coaxial que comprende una derivación, dicho conector incluye: - un núcleo conductor,
- apantallamiento metálico que rodea el núcleo,
- un dieléctrico dispuesto entre el núcleo y el apantallamiento para aislarlos eléctricamente entre sí, y
- una derivación para proporcionar un puente resistivo entre el núcleo y el apantallamiento,
la derivación incluye:
- un elemento de grafito colocado entre el núcleo y el apantallamiento, y
- un primer y un segundo depósito metálico para proporcionar una conexión eléctrica y mecánica entre el elemento de grafito y, respectivamente, el núcleo y el apantallamiento, siendo cada uno de los depósitos metálicos primero y segundo un depósito electrolítico.
Tal elemento de grafito permite que la derivación se beneficie de un ancho de banda optimizado. En efecto, a alta frecuencia, la corriente fluye sobre la superficie de los materiales conductores y esto sobre un espesor correspondiente al espesor de la piel. El grafito, debido a su baja conductividad eléctrica, tiene un grosor de piel significativo. Por tanto, el elemento grafito está poco influido por este fenómeno y, por tanto, permite obtener un ancho de banda superior a 12 GHz. Lo que, es más, debido a la importancia relativa del grosor de su piel, el elemento de grafito permite obtener un comportamiento de derivación homogéneo en un rango de frecuencia que va de 0 a 12 GHz.
Por lo demás, se observará que, con un dispositivo de este tipo, la integración de la derivación se optimiza, ya que este último se integra directamente en el conector coaxial. Esta integración se produce sin influencia perjudicial sobre la resistencia mecánica del elemento de grafito con respecto al resto del conector y sobre las características eléctricas de la derivación, debido al uso de dos depósitos metálicos. De esta manera, el conector coaxial, con la derivación que incluye, también puede equipar un dispositivo eléctrico, estando entonces el conector destinado a permitir la conexión a un cable coaxial; que un cable coaxial, el conector coaxial está destinado a permitir la conexión a un dispositivo eléctrico, o incluso una conexión coaxial.
Cada uno de los depósitos metálicos primero y segundo se puede realizar en un metal seleccionado del grupo que incluye el cobre, la plata, el oro, el níquel, el cromo, el cinc, el estaño y el plomo.
Tales metales permiten proporcionar un buen contacto entre el elemento de grafito, respectivamente el núcleo y el apantallamiento del conector.
Al menos uno de los depósitos metálicos primero y segundo puede ser de cobre.
El cobre es especialmente adecuado para permitir el contacto del elemento de grafito con el núcleo y el apantallamiento respectivamente, en virtud de sus buenas propiedades de conducción eléctrica y por el hecho de que el núcleo, incluso el apantallamiento, suelen estar hechos de cobre.
Al menos uno de los depósitos metálicos primero y segundo puede incluir al menos dos capas de metal, estando cada una de las capas hecha de un metal seleccionado del grupo que incluye cobre, la plata, el oro, níquel, el cromo, el cinc, el estaño y el plomo.
Con tales depósitos metálicos que incluyen al menos dos capas, es posible proporcionar una primera capa para proporcionar una buena conducción, tal como una capa de cobre, entre el elemento de grafito y, respectivamente, el núcleo y el apantallamiento, y una segunda capa que permite proteger la primera capa. Esta segunda capa puede actuar como un ánodo de sacrificio, al estar, por ejemplo, formado por cinc, o actuar como una capa protectora como tal, al estar formada, por ejemplo, por cromo.
El conector coaxial puede incluir además una segunda capa protectora para proteger al menos uno de los depósitos metálicos primero y segundo.
Tal segunda capa distinta de los depósitos metálicos primero y segundo puede limitar, o incluso evitar cualquier contacto de estos depósitos metálicos con el aire o el agua que pudieran corroerlos.
El elemento de grafito puede tener la forma de una placa de grafito dimensionada para colocarse entre el núcleo y el apantallamiento.
El elemento de grafito puede tener un espesor comprendido entre 5 y 250 pm, preferentemente entre 10 y 100 pm. Tal elemento gráfico es particularmente adecuado para exhibir una resistencia relativamente baja y proporcionar una buena corriente que resista con un ancho de banda relativamente alto, mientras que ocupa un volumen bajo compatible con la integración en un conector coaxial.
El apantallamiento puede comprender una pieza terminal de conexión metálica configurada para cooperar con una pieza terminal complementaria de otro conector coaxial de acuerdo con una cooperación del tipo macho/hembra, el elemento de grafito se coloca entre el núcleo y la pieza terminal metálica, proporcionando el segundo depósito metálico una conexión eléctrica y mecánica entre el elemento de grafito y la pieza terminal metálica.
Tal conector coaxial está particularmente adaptado para permitir la conexión de un cable coaxial o para permitir, cuando el conector está equipado con un cable coaxial, la conexión a un dispositivo eléctrico.
El conector coaxial puede ser un conector del tipo SMA, siendo la pieza terminal de conexión una pieza terminal roscada.
Un conector coaxial de este tipo se beneficia particularmente de incluir una derivación de acuerdo con la invención debido a sus aplicaciones que generalmente se encuentran en frecuencias por encima de 2 GHz.
La invención también se refiere a un conjunto que comprende un cable coaxial y al menos un conector coaxial según la invención.
Un cable coaxial de este tipo permite beneficiarse de las ventajas de la invención independientemente del dispositivo eléctrico al que esté conectado.
La invención también se refiere a un dispositivo eléctrico que incluye al menos un conector coaxial según la invención.
Un dispositivo eléctrico de este tipo se beneficia de las ventajas asociadas con el uso de un conector coaxial según la invención.
La invención también se refiere a un procedimiento de fabricación de un conector coaxial que comprende una derivación resistiva, proceso que comprende las siguientes etapas:
- suministro de un conector coaxial que comprende
o un núcleo conductor,
o un apantallamiento que rodea el núcleo,
o un dieléctrico dispuesto entre el núcleo y el apantallamiento para aislarlos eléctricamente entre sí y - suministro de un elemento de grafito,
- instalación del elemento de grafito en el conector coaxial colocado entre el núcleo y el apantallamiento,
- formación de un primer y un segundo depósito metálico para proporcionar una conexión eléctrica y mecánica entre el elemento de grafito y, respectivamente, el núcleo y el apantallamiento, estando la formación del primer y segundo depósito metálico hecha por electrolisis.
Tal procedimiento permite la fabricación de un conector coaxial beneficiándose de las ventajas asociadas con la invención.
Puede haber una etapa de proteger una cara del elemento de grafito por medio de una primera capa protectora, siendo dicha etapa de proteger una cara del elemento de grafito antes de la etapa de formar el primer y segundo depósito electroconductor,
y en el que la etapa de formar el primer y segundo depósito metálico consiste en realizar un depósito electrolítico entre el elemento de grafito y, respectivamente, el núcleo y el apantallamiento, la cara del elemento de grafito está protegida por la primera capa.
Con una capa tan protectora, es posible localizar perfectamente el posicionamiento del primer y segundo depósito metálico y por tanto definir claramente la resistencia que ofrece el elemento de grafito.
También se puede proporcionar una etapa de depositar una segunda capa protectora con el fin de proteger los depósitos metálicos primero y segundo.
Con tal etapa de proteger, es posible proteger el primer y segundo depósito metálico de la corrosión.
Durante la etapa de suministrar el elemento de grafito, el elemento de grafito puede sobredimensionarse para colocarse,
y en el que la etapa de instalar el elemento de grafito comprende una subetapa de insertar el elemento de grafito mediante cizallamiento para colocar este último entre el núcleo y el apantallamiento con un dimensionamiento adecuado.
Tal etapa de insertar mediante cizallamiento permite obtener un elemento de grafito perfectamente dimensionado para colocar este último entre el núcleo y el apantallamiento.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se entenderá mejor con la lectura de la descripción de ejemplos de realización, dados a título puramente indicativo y de ninguna manera limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los cuales: - las figuras 1A y 1B son respectivamente una vista en sección y una vista frontal de un conector coaxial que comprende una derivación según la invención,
- la figura 2 ilustra un dispositivo eléctrico que comprende dos conectores coaxiales según la invención como se ilustra en la figura 1,
- la figura 3 es una vista en sección de un conector coaxial antes de la colocación de una derivación según la invención,
- la figura 4 ilustra una vista frontal y una vista en sección de un elemento de grafito destinado a la formación de una derivación para equipar un conector coaxial como se ilustra en la figura 3,
- las figuras 5A y 5B ilustran en sección la colocación del elemento de grafito ilustrado en la figura 4 sobre el conector coaxial ilustrado en la figura 3 esto mediante la realización de un cizallamiento del elemento de grafito para perfeccionar su dimensionamiento vis-a-vis con respecto al conector coaxial,
- la figura 6 ilustra la etapa de proteger el conector coaxial ilustrado en la figura 4B para proteger ciertas partes del conector coaxial durante la colocación de depósitos metálicos,
- la figura 7 ilustra el sistema utilizado para producir los depósitos electrolíticos entre el elemento de grafito y el resto del conector coaxial,
- la figura 8 ilustra el conector coaxial ilustrado en la figura 6 después de completar los depósitos electrolíticos por medio del sistema ilustrado en la figura 7,
- la figura 9 ilustra un conector coaxial según una tercera realización según la invención en el que el conector coaxial es del tipo macho, estando dicho conector coaxial montado en un cable coaxial,
Las partes idénticas, similares o equivalentes de las diferentes figuras llevan las mismas referencias numéricas para facilitar el paso de una figura a otra.
Las diferentes partes representadas en las figuras no lo están necesariamente según una escala uniforme, para hacer las figuras más legibles.
Las diferentes posibilidades (variantes y modos de realización) deben comprenderse como que no son exclusivas las unas de las otras y pueden combinarse entre sí.
Exposición detallada de modos de realización particulares
La figura 1 ilustra un conector coaxial 1 que comprende una derivación según la invención.
Dicho conector coaxial 1 incluye:
- un núcleo 10 conductor,
- un apantallamiento 20 metálico,
- un dieléctrico colocado entre el núcleo y el apantallamiento para aislarlos eléctricamente entre sí,
- un elemento de grafito 40 dispuesto entre el núcleo y el apantallamiento 20, teniendo el elemento de grafito 40 una primera y una segunda cara, estando revestida la segunda cara con una primera capa protectora 42, - la primera capa protectora 42,
- un primer y un segundo depósito metálico 51, 52 para proporcionar una conexión eléctrica y mecánica entre el elemento de grafito 40 y, respectivamente, el núcleo 10 y el apantallamiento 20,
- una segunda capa protectora 55 para proteger los depósitos metálicos primero y segundo 51, 52.
El conector coaxial ilustrado en la figura 1, siendo un conector coaxial 1 del tipo hembra, el núcleo 10 está provisto por un conductor hueco destinado a recibir el extremo del núcleo de un conector macho. Este mismo conector coaxial 1 es un conector del tipo SMA (de la terminología inglesa "SubMiniatura versión A" y de acuerdo con la norma IEC), como se ilustra en la figura 3, destinado a equipar un dispositivo eléctrico, como se muestra en la figura 2, para permitir la conexión con un cable coaxial que comprende un conector macho complementario.
De este modo, el apantallamiento 20 del conector coaxial 1 incluye una pieza terminal de conexión metálica 21. Esta pieza terminal de conexión 21 tiene una base 21A rectangular sustancialmente plana, provisto de un orificio central, y un cuerpo cilíndrico 21B de revolución hueca que se extiende desde la base 21A con su eje de revolución sustancialmente perpendicular a la base 21A. La base 21A está provista a cada lado del orificio central con dos pasajes de tornillos periféricos para permitir que el conector coaxial se monte en un dispositivo eléctrico 5.
El cuerpo cilíndrico 21B se extiende desde la base 21A con el hueco del cuerpo cilíndrico que extiende el orificio central de la base 21A. De esta manera, la carcasa formada por el hueco del cuerpo cilíndrico 21B y por el orificio central de la base 21A es capaz de alojar el dieléctrico 30 y parcialmente el núcleo 10.
El cuerpo cilíndrico está provisto en la superficie de su perímetro exterior y enfrente de la base 21A con una rosca. Una rosca de este tipo permite enroscar el conector macho montado en un cable coaxial sobre la pieza terminal de conexión 21 y, por tanto, sobre el conector coaxial. De esta manera, la pieza terminal de conexión 21 está configurada para cooperar con una pieza terminal complementaria de otro conector de acuerdo con una cooperación del tipo macho/hembra.
El dieléctrico 30 está alojado en la pieza terminal de conexión 21 interpuesta entre el núcleo 10 y la pieza terminal de conexión 21. Más precisamente, el dieléctrico 30 llena el volumen interno del cuerpo cilíndrico 21B dejado libre por el núcleo 10, proporcionando soporte mecánico para el núcleo 10. El dieléctrico 30 tiene una forma sustancialmente cilíndrica de revolución provista de un paso central para alojar el núcleo 10. El núcleo 10 se coloca frente al dieléctrico 20 de tal manera que:
- el núcleo 10 está enrasado con el dieléctrico 20 al nivel de la base de este último que está enfrente de la base 21A, y
- el núcleo 10 sobresale del dieléctrico 20 en la base de este último que se encuentra en la prolongación de la base 21A, prolongación tal que permite conectar el núcleo 10 a, por ejemplo, un circuito de tratamiento, no ilustrado, del dispositivo eléctrico 5 equipado con dicho conector coaxial 1.
El dieléctrico 30 está hecho de un material dieléctrico, tal como polietileno o politetrafluoroetileno, que puede ser sólido o en forma de espuma.
El elemento de grafito 40 tiene, como se ilustra en la figura 4n, en forma de un disco de grafito provisto de una abertura central para el paso del núcleo 10. El elemento de grafito está dimensionado para colocarse en la abertura central de la base 21A entre la base 21A y el núcleo 10. El grosor del elemento de grafito 40 está comprendido entre 10 y 100 |jm.
El elemento de grafito 40 incluye la primera cara circular, a través de la cual está en contacto con el dieléctrico, y la segunda cara, también circular, que es opuesta al dieléctrico. La primera capa protectora 42 cubre la segunda cara del elemento de grafito.
La primera capa 42 está hecha de un material dieléctrico, tal como un compuesto dieléctrico a base de polímeros o elastómeros, esto para proteger la segunda cara del elemento de grafito 40 durante la deposición del primer y segundo depósito metálico 51, 52. Esta misma primera capa 42 tiene una resistencia a los ácidos adecuada para ofrecer protección de la segunda cara del elemento de grafito 40 durante un período al menos igual a la duración de la deposición de los depósitos metálicos primero y segundo, es decir, típicamente de 5 a 6 horas.
De este modo, por ejemplo, la primera capa 42 se puede producir en la resina epoxi comercializada por la empresa RS components® con la referencia RS-196-5245® y el nombre en inglés "Tamper Evident Seal # 196-5245".
Cabe observar que, según una variante de la primera realización, el elemento de grafito 40 puede no tener la primera capa protectora 42.
El primer y segundo depósito metálico 51, 52 están dispuestos de modo que se interpongan entre el elemento de grafito 40 y, respectivamente, el núcleo 10 y la base 21A. De este modo, el primer depósito metálico 51 se interpone entre el elemento de grafito 40 y el núcleo 10 y permite proporcionar una conexión eléctrica y mecánica entre ellos. Asimismo, el segundo depósito metálico 52 se interpone entre el elemento de grafito 40 y la base 21A y permite proporcionar una conexión eléctrica y mecánica entre ellos.
Más precisamente, como muestra la figura 1, el primer depósito metálico 51 llena al menos parcialmente el espacio entre el elemento de grafito 40 y el núcleo 10, y el segundo depósito metálico 52 llena al menos parcialmente el espacio entre el elemento de grafito 40 y la base 21A y cubre parte de la superficie del base 21A. La parte de la superficie de la base 21A es una parte libre de los dos pasos de tornillos periféricos. El primer y segundo depósito metálico 51, 52, en esta primera realización, ambos están hechos de un metal que es, preferentemente, cobre debido a estas propiedades conductoras.
El elemento de grafito 40 y los depósitos metálicos primero y segundo 51, 52 forman juntos una derivación para proporcionar un puente resistivo entre el núcleo y el apantallamiento. En efecto, el elemento de grafito 40, colocándose entre el núcleo 10 y el apantallamiento 20, permite que una parte significativa de la corriente que fluye a través del núcleo sea desviada al apantallamiento 20 y por lo tanto al plano de tierra al que está conectado el apantallamiento 20 (en particular por la base 21A que generalmente se refiere al chasis del dispositivo eléctrico 5). Para proteger los depósitos metálicos primero y segundo 51, 52 de una posible oxidación, los depósitos metálicos primero y segundo 51, 52 están cubiertos por la segunda capa protectora 55.
La segunda capa 55 es una capa impermeable y hermética. Por tanto, esta segunda capa 55 se puede fabricar así a partir de un compuesto que tenga propiedades de impermeabilidad al agua e impermeabilidad al aire a base de polímeros o elastómeros. De este modo, por ejemplo, la segunda capa 55 se puede producir en la resina epoxi comercializada por la empresa RS components® con la referencia RS-159-3957® y el nombre en inglés "High strength epoxy resin".
Por lo tanto, tal conector coaxial 1 puede, como se ilustra en la figura 2, estar instalado en un dispositivo eléctrico 5, como un dispositivo de medición. Para ello, el conector coaxial 1 se introduce en una abertura del chasis del dispositivo eléctrico 5 y se dirige a este último mediante los pasajes roscados formados en la base 21A. El núcleo 10 está así equipado con un cable para conectarlo a un circuito de medición, no ilustrado. El marco de tal dispositivo eléctrico 5 forma, en una configuración habitual, un plano de planta. Por tanto, el apantallamiento 20 está conectado a la tierra del dispositivo eléctrico 5. De esta manera, en caso de una descarga de alta corriente en tiempos cortos, es decir, por ejemplo, 5 kA durante un período de 1 ns, una parte significativa de la corriente que pasa a través del núcleo 10 será desviada por el elemento de grafito 40 en la dirección del plano de tierra.
Dicho conector coaxial 1 se puede fabricar mediante un proceso de fabricación, cuyas etapas principales se ilustran en las Figuras 3 a 9 y en la Figura 1. Dicho procedimiento comprende las etapas siguientes:
- suministro de un conector coaxial 1 estándar, tal como el conector hembra SMA ilustrado en la figura 3, - suministro del elemento de grafito 40 con su segunda cara revestida con la primera capa protectora 42, - inserción mediante cizallamiento, como se ilustra en las Figuras 5A y 5B del elemento de grafito 40 entre el núcleo 10 y la base 21A de modo que el elemento de grafito 40 esté dimensionado para encajar entre el núcleo 10 y la base 21A,
- aplicación, como se ilustra en la figura 6, de una tercera capa protectora 56 en la base 21A en sus pasos de tornillos para proteger las partes de la superficie de la base que incluyen los pasos de tornillos,
- formación del primer y segundo depósito metálico entre el núcleo 10 y el elemento de grafito 40 y entre la base 21 y el elemento de grafito 40 para asegurar la conexión eléctrica y mecánica entre este último, estando esta formación hecha durante una deposición electrolítica como ilustrado en la figura 7 por medio de una solución electrolítica 125,
- neutralización de la solución electrolítica 125 sumergiendo el conector 1 en un baño de hidróxido de sodio para neutralizar cualquier rastro de solución electrolítica 125 que pudiera conducir a la oxidación de los depósitos metálicos primero y segundo 51, 52 y obtener el conector coaxial 1 tal como se ilustra en la figura 8,
- eliminación de la tercera capa 56,
- deposición de la segunda capa protectora 55 para proteger los depósitos metálicos primero y segundo 51, 52 y obtener el conector coaxial 1 que comprende una derivación según la invención.
Durante este proceso, la etapa de suministrar el elemento de grafito 40 puede incluir las siguientes subetapas: - suministro de una placa de grafito con un espesor entre 5 y 250 pm, incluso 10 y 100 pm, y por ejemplo 75 pm, - aplicación de la primera capa protectora 42 en una de las caras de la placa de grafito,
- corte en la placa de grafito de un disco de grafito con un diámetro mayor que el del orificio central de la base 21A,
- disposición de la abertura central en el disco de grafito para proporcionar así el elemento de grafito 40 provisto de la primera capa 42, tal como se muestra en la figura 4.
Cabe señalar que para garantizar el buen funcionamiento del proceso de fabricación del conector coaxial 1, es preferible que durante la etapa de suministrar el conector coaxial estándar 1 se proporcione un paso secundario de limpieza/desengrasado del conector. Tal subetapa de limpieza/desengrasado del conector puede consistir, por ejemplo, en sumergir el conector en un baño de ácido fosfórico durante un período de 5 minutos, aclararlo con agua y secarlo.
La etapa de insertar el elemento de grafito 40 mediante cizallamiento entre la base 21A y el núcleo 10 se puede realizar, como se ilustra en las Figuras 5A y 5B, por medio de una herramienta adecuada 100. Esta herramienta 100 incluye un cuerpo sustancialmente cilíndrico 110 que comprende una cavidad cilíndrica 111 de revolución y un cilindro 120 de revolución hecho de material deformable para ejercer una fuerza de presión uniforme sobre toda la superficie del elemento de grafito, estando dicho cilindro 120 alojado parcialmente en la cavidad cilíndrica 111. El cuerpo 110 está hecho de un material relativamente rígido con respecto al cilindro 112, tal como, por ejemplo, un elastómero termoplástico, un metal o incluso madera. Por tanto, el cuerpo 110 puede fabricarse así en cloruro de polivinilo (más conocido con el signo PVC). El cuerpo 110 está provisto de la cavidad cilíndrica 111 que desemboca en una de sus caras. La cavidad cilíndrica 111 se extiende dentro del cuerpo 110 mediante un tubo 112 que permite acomodar opcionalmente una parte del núcleo 10 durante la etapa de insertar el elemento de grafito 40 mediante cizallamiento.
El cilindro 120 tiene un diámetro exterior sustancialmente igual o ligeramente menor que el diámetro interior de la cavidad cilíndrica 111 del cuerpo 101 para permitir su instalación en esta última cavidad cilíndrica 111. Este mismo diámetro del cilindro 120 es, preferentemente, igual o mayor que el del elemento de grafito 40 antes de ser insertado mediante cizallamiento y es estrictamente mayor o igual que el diámetro del orificio central de la base 21A. La altura del cilindro 120 es mayor que la profundidad de la cavidad cilíndrica 111 esto para permitir la deformación del cilindro 120 durante la inserción del elemento de grafito 40. La diferencia de altura/profundidad entre el cilindro 120 y la cavidad cilíndrica 111 puede ser así entre 1 y 3 mm, y, preferentemente, entre 1,25 y 2 mm, esta diferencia puede ser típicamente de 1,5 mm. Por tanto, el cilindro 120 sobresale del cuerpo 110 por esta diferencia de altura/profundidad.
El cilindro 120 está perforado en su centro y a lo largo de su eje de simetría con un paso para el núcleo 10 que se extiende a través del tubo 112 asegurando así que no se aplique tensión al núcleo 10 durante la inserción mediante cizallamiento del elemento de grafito 40.
La etapa de insertar el elemento de grafito 40 con dicha herramienta se lleva a cabo mediante las siguientes subetapas:
- instalación del elemento de grafito 40 en el conector coaxial 1, estando el núcleo 10 insertado en la abertura central del elemento de grafito 40 y la primera cara se coloca en el dieléctrico 30,
- instalación de la herramienta 100 con el cilindro 120 apoyado sobre el elemento de grafito 40 y el núcleo 10 introducido en el paso del cilindro 120 y, dependiendo de su longitud, el tubo 112 del cuerpo 110, como se muestra en la figura 5A
- aplicación de una fuerza de presión sobre el cuerpo 120 en una dirección que va desde el cuerpo hacia el conector coaxial 1 para hacer que el cilindro 120 y el dieléctrico 30 se deformen con la inserción y el cizallamiento del elemento de grafito 40.
En efecto, al aplicar la fuerza de presión, el cilindro 120 tiene una parte central orientada hacia el orificio central de la base 21A, y por tanto el dieléctrico 30, y una parte periférica orientada hacia la base 21A. La base 21A es metálica, tiene una rigidez relativamente alta con respecto al cilindro 120, mientras que el dieléctrico 30 y el cilindro tienen una rigidez equivalente. Por tanto, durante la aplicación de la fuerza de presión, las deformaciones de las partes central y periférica serán por tanto diferentes. En efecto, como se muestra en la figura 5A, la parte periférica se combará para compensar el desplazamiento del cuerpo en la dirección del conector coaxial mientras que, para la parte central, la compensación de desplazamiento se efectúa mediante un pandeo distribuido tanto en el cilindro como en el dieléctrico 30. Esto da como resultado un desplazamiento relativo y, por lo tanto, un corte, de la parte del elemento de grafito 40 dispuesta sobre el dieléctrico 20 con respecto a la parte del elemento de grafito 40 está ubicada en la base 21A.
El elemento de grafito 40 se cortó así y se movió dentro del orificio central de la base 21A, se encuentra insertada entre la base 21A y el núcleo 10 con un dimensionamiento ajustado.
Durante la etapa de aplicar la tercera capa protectora 56 a la base a nivel de sus pasos de tornillos, la capa protectora puede estar hecha de un material dieléctrico, resistente a medios ácidos durante la duración de la deposición electrolítica y puede estar hecho del mismo material que el de la primera capa 42. De este modo, por ejemplo, la tercera capa 56 también se puede producir en la resina epoxi comercializada por la empresa RS components® con la referencia RS-196-5245® y el nombre en inglés "Tamper Evident Seal # 196-5245".
La etapa de formar el primer y segundo depósito metálico 51, 52 se lleva a cabo por medios, como se ilustra en la Figura 7 de una celda de electrolisis 120 que incluye:
- una fuente de corriente 121 para aplicar una diferencia de voltaje,
- un primer y un segundo electrodo 122A, 122B de cobre, el primer y segundo electrodos 122A, 122B están conectados al terminal positivo de la fuente de corriente 121, mientras que el núcleo 10 del conector coaxial 1 está conectado al terminal negativo,
- un soporte 123 para soportar el primer y segundo electrodos 122A y 122B y el conector coaxial 1, el soporte 123 que aloja el cuerpo cilíndrico 21B de la pieza terminal de conexión 21 para proteger esta última y parte de la base 21A durante el depósito eléctrico,
- un tanque de electrolisis 124 que contiene la solución electrolítica 125, siendo esta última una solución débilmente ácida (por ejemplo, ácido acético o ácido bórico al 8 %) sobresaturada con sulfato de cobre o nitrato de cobre.
Por tanto, la etapa de formar puede incluir así las siguientes subetapas:
- instalación del conector coaxial 1 y del primer y segundo electrodos en el soporte 123,
- inmersión del soporte 123 y los elementos que soporta en la solución 125,
- aplicación de la tensión entre el primer y segundo electrodos 122A, 122B y el núcleo 10 esto mediante la fuente de corriente 10, con el fin de realizar un depósito electrolítico para formar el primer y segundo depósito metálico 51, 52.
Debido a la conexión del núcleo 10 a la fuente de corriente 121, la deposición electrolítica tiene lugar inicialmente entre el núcleo 10 y el elemento de grafito 40 permitiendo así llenar el espacio entre ellos y formar el primer depósito metálico 51. Una vez establecida la conexión eléctrica entre el núcleo 10 y el elemento de grafito 40 mediante el primer depósito, la superficie del elemento de grafito 40 está protegida por la primera capa 42, la deposición eléctrica tiene lugar desde la periferia del elemento de grafito 40 hacia la base 21A. De este modo, la deposición electrolítica tiene lugar en un segundo paso entre el elemento de grafito 40 y la base 21A, lo que permite rellenar el espacio entre ellos y formar el segundo depósito metálico 52. Una vez establecida la conexión eléctrica entre el elemento de grafito 40 y la base 21A, el cobre también se deposita sobre la superficie de la base que no está protegida por la tercera capa 56 y por el soporte 123, permitiendo así terminar de formar el segundo depósito metálico 52.
La deposición de cobre se puede realizar a una corriente constante de 10 mA durante un período de 5 a 6 horas. Con tal condición de deposición, el voltaje suministrado por la fuente de corriente 121 está entre 0,3 y 0,4 V.
Durante la etapa de neutralización, esto puede llevarse a cabo mediante un baño en una solución de hidróxido de sodio al 10 % durante un período de 12 horas a 72 horas. Se puede notar que, con una duración de 72 horas, la etapa de retirar la tercera capa 56 no es necesaria. En efecto, tal baño es suficiente para eliminar completamente la resina epoxi de la primera y tercera capas 42 y 56 de protección. Se observará que esta eliminación de la tercera capa protectora 56 permite así liberar los pasos de tornillo de la base 21A y permite una buena conexión eléctrica entre el apantallamiento 20 del conector coaxial 1 y el plano de tierra del dispositivo eléctrico 5. Por supuesto, si la eliminación de la capa 56 es generalmente necesaria, el de la primera capa protectora 42 no tiene ningún efecto sobre el funcionamiento del conector coaxial 1.
En el caso en que se prevé quitar la tercera capa 56, la etapa de eliminación se puede realizar químicamente, es decir mediante el uso de un disolvente apropiado, ya sea por medios físicos, es decir una operación de raspado de la tercera capa. Cabe destacar, cualquiera que sea la ruta elegida, esta operación se ve facilitada por la etapa de neutralización preliminar que permite debilitar la tercera capa 56.
Según la variante de la primera realización en la que el elemento de grafito no tiene la primera capa protectora 42, también se puede proporcionar un paso de retirar la primera capa 42 del mismo tipo que la etapa de retirar la tercera capa 56.
La figura 9 ilustra parcialmente un cable coaxial 3 según una segunda realización de la invención. Dicho cable coaxial 3 está equipado con un conector coaxial 2 del tipo SMA macho según la primera realización. Dicho conector coaxial 2 se diferencia del conector coaxial 1 según la primera realización no por la forma de la pieza terminal de conexión 20 que es una pieza terminal de conexión de tipo macho y por su instalación en un extremo del cable coaxial 3.
Con tal instalación del conector coaxial 2 en el extremo del cable coaxial 3, el conector coaxial 2 incluye un núcleo 10 y un dieléctrico 30 que son comunes con el cable coaxial 3, y la pieza terminal de conexión 22 está conectada eléctricamente al apantallamiento 23 del cable coaxial 3, que a su vez está revestido con un revestimiento dieléctrico 23.
Por tanto, la pieza terminal de conexión 22 según esta tercera realización incluye una primera parte cilíndrica 22A de revolución hueca, cuyo diámetro interior es sustancialmente igual al diámetro del dieléctrico 30 para acomodar una parte del mismo. La pieza terminal de conexión 22 también incluye, en la extensión de la primera porción cilíndrica 22A, una segunda porción cilíndrica 22B de revolución hueca que tiene un diámetro interior mayor que el de la primera porción cilíndrica 22A mientras es coaxial con ella. La primera y la segunda parte cilíndrica 22A, 22B están conectadas entre sí por un hombro.
La segunda parte cilíndrica 22B tiene una rosca en su superficie interior, para permitir el atornillado del cuerpo cilíndrico de un conector coaxial complementario. Por tanto, el conector coaxial 2 está configurado para cooperar con una pieza terminal complementaria, tal como el ilustrado en la figura 1, de otro conector coaxial según una cooperación del tipo macho/hembra.
La segunda porción cilíndrica 22B está vacía excepto por el núcleo 10 que sobresale de la primera porción cilíndrica 22A. La primera porción cilíndrica 22A alberga, además del dieléctrico 30 y el núcleo 10, el elemento de grafito 40 cubierto con la primera capa protectora 10. De esta manera, el elemento de grafito 40 se coloca entre el núcleo 10 y la primera porción cilíndrica 22A.
El primer y segundo depósito metálico 51, 52 se colocan entre el elemento de grafito 40 y, respectivamente, el núcleo 10 y la primera parte cilíndrica 22A.
Con una configuración de este tipo, es posible con un solo cable coaxial 3 que incluye el conector coaxial 2 según esta tercera realización proteger varios dispositivos de medición destinados a ser conectados a su vez por medio del cable coaxial 3 a un sistema a medir generando pulsos de corriente alta a tiempos muy bajos, beneficiándose de la integración de la derivación según la invención.
El procedimiento de fabricación de un conector coaxial 2 según esta segunda realización difiere del procedimiento de fabricación de un conector coaxial 1 según la primera realización por la protección que se proporcionará al conector 2 durante la etapa de formar el primer y segundo depósito metálico 51, 52 y una adaptación de la herramienta que sirve para insertar mediante cizallamiento el elemento de grafito que debe tener una forma complementaria a la pieza terminal de conexión 22.
En efecto, para asegurar la conservación de la conformación para cooperar con una pieza terminal complementaria de la pieza terminal, es necesario que la superficie interior de la segunda porción cilíndrica 22B esté protegida durante la etapa de formar el primer y segundo depósito metálico 51, 52. Tal protección se puede obtener de la misma manera que en la primera realización por medio de una capa similar a la tercera capa protectora 56 descrita anteriormente.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Conector coaxial (1,2) que comprende una derivación, incluyendo dicho conector coaxial (1, 2):
- un núcleo conductor (10),
- un apantallamiento metálico (20) que rodea el núcleo (10),
- un dieléctrico (30) dispuesto entre el núcleo (10) y el apantallamiento (20) para aislarlos eléctricamente entre sí y
- una derivación (40, 51, 52) para proporcionar un puente resistivo entre el núcleo (10) y el apantallamiento (20), donde la derivación incluye:
- un elemento de grafito (40) colocado entre el núcleo (10) y el apantallamiento (20) y
- un primer y un segundo depósito metálico (51, 52) para proporcionar una conexión eléctrica y mecánica entre el elemento de grafito (40) y, respectivamente, el núcleo (10) y el apantallamiento (20), siendo cada uno de los depósitos metálicos primero y segundo (51, 52) un depósito electrolítico.
2. Conector coaxial (1, 2) según la reivindicación 1, en donde cada uno de los depósitos metálicos primero y segundo (51, 52) está hecho de un metal seleccionado del grupo que incluye el cobre, la plata, el oro, el níquel, el cromo, el cinc, el estaño y el plomo.
3. Conector coaxial (1, 2) según las reivindicaciones 1 o 2, en donde al menos uno de los depósitos metálicos primero y segundo (51, 52) es de cobre.
4. Conector coaxial (1, 2) según la reivindicación 1, en donde al menos uno de los depósitos metálicos primero y segundo (51, 52) incluye al menos dos capas de metal, estando cada una de las capas hecha de un metal seleccionado del grupo que incluye el cobre, la plata, el oro, el níquel, el cromo, el cinc, el estaño y el plomo.
5. Conector coaxial (1, 2) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además una segunda capa protectora (55) para proteger al menos uno de los depósitos metálicos primero y segundo.
6. Conector coaxial (1, 2) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el elemento de grafito (40) tiene la forma de una placa de grafito dimensionada para colocarse entre el núcleo (10) y el apantallamiento (20).
7. Conector coaxial (1, 2) según la reivindicación 5, en donde el elemento de grafito (40) tiene un espesor comprendido entre 5 y 250 pm, preferentemente entre 10 y 100 pm.
8. Conector coaxial (1, 2) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el apantallamiento (20) comprende una pieza terminal de conexión metálica (21, 22) configurada para cooperar con una pieza terminal complementaria de otro conector coaxial según una cooperación del tipo macho/hembra,
y en donde el elemento de grafito (40) está colocado entre el núcleo (10) y la pieza terminal metálica (21, 22), proporcionando el segundo depósito metálico una conexión eléctrica y mecánica entre el elemento de grafito (40) y la pieza terminal metálica (21, 22).
9. Conector coaxial (1, 2) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el conector coaxial (1, 2) es un conector del tipo SMA, siendo una pieza terminal de conexión (21) una pieza terminal roscada.
10. Conjunto que incluye un cable coaxial (3) y al menos un conector coaxial (2) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
11. Dispositivo eléctrico (5) caracterizado por que incluye al menos un conector coaxial (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
12. Procedimiento de fabricación de un conector coaxial (1, 2) que comprende una derivación resistiva, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:
- suministro de un conector coaxial (1,2) que comprende
o un núcleo conductor (10),
o un apantallamiento (20) que rodea el núcleo (10),
o un dieléctrico (30) dispuesto entre el núcleo (10) y el apantallamiento (30) para aislarlos eléctricamente entre sí y
- suministro de un elemento de grafito (40),
- instalación del elemento de grafito (40) en el conector coaxial (1, 2) colocado entre el núcleo (10) y el apantallamiento (20),
- formación de un primer y un segundo depósito metálico (51, 52) para proporcionar una conexión eléctrica y mecánica entre el elemento de grafito (40) y, respectivamente, el núcleo (10) y el apantallamiento (20), estando la formación del primer y segundo depósito metálico hecha por electrolisis.
13. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 12, en donde se prevé una etapa de proteger una cara del elemento de grafito (40) mediante una primera capa protectora (42), siendo dicha etapa de proteger una cara del elemento de grafito (40) antes de la etapa de formar el primer y segundo depósito electroconductor (51, 52), y en donde la etapa de formar el primer y segundo depósito metálico (51, 52) consiste en realizar un depósito electrolítico entre el elemento de grafito (40) y, respectivamente, el núcleo (10) y el apantallamiento (20), estando protegida la cara del elemento de grafito (40) por la primera capa (42).
14. Procedimiento de fabricación según las reivindicaciones 12 o 13, en donde además se prevé una etapa de depositar una segunda capa protectora (55) con el fin de proteger los depósitos metálicos primero y segundo (51, 52).
15. Procedimiento de fabricación según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en donde durante la etapa de suministrar el elemento de grafito (40), el elemento de grafito (40) está sobredimensionado para colocarlo, y en donde la etapa de instalar el elemento de grafito (40) comprende una subetapa de insertar mediante cizallamiento del elemento de grafito para colocar este último entre el núcleo (10) y el apantallamiento (20) con un dimensionamiento adecuado.
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