Brevet FR2081892A1 — publié le 19711210

i 2081892 L'objet de la présente invention est un système de connexion modulaire pour dispositifs électroniques. Plus particulièrement l'objet de la présente invention est un système de connexion modulaire pour les ensembles de traitement de l'information qui 5 utilisent, pour la connexion des différentes unités, des câbles plats flexibles. On sait que dans les systèmes modernes de traitement de l'information un grand nombre de signaux électroniques doivent être transférés simultanément d'une unité à l'autre et que des dizaines de fils sont nécessaires à cet effet. 10 De plus, les signaux à transmettre sont souvent du type împulsîonnel à forme rectangulaire, c'est-à-dire avec front avant et front arrière extrêmement raides et ils sont appliqués avec des fréquences de répétition extrêmement élevées, de l'ordre du mégacycle. Afin d'éviter les affaiblissements, les distorsions et les couplages 15 entre fils contigus il est, par suite, fréquemment nécessaire d'utiliser des fils blindés, du type coaxial, qui sont encombrants et, quand ils sont réunis en un câble unique, qui deviennent mécaniquement rigides et sont difficiles à placer dans les canalisations. L'installation des systèmes chez les clients devient coûteuse, exige 20 du temps et suppose l'emploi de câbles déjà préparés selon les longueurs les plus adéquates et comportant des connexions terminales déjà montées à l'usine. La qualité de la connexion entre les câbles et les connecteurs est en fait essentielle, qu'elle soit réalisés par soudage ou par sertissage, pour 25 assurer le fonctionnement correct du système et éviter d'introduire des malfaçons, dont les origines sont extrêmement difficiles à identifier, parce qu'elles apparaissent en général de façon intermittente. Les câbles sont en conséquence préparés à l'usine selon les longueurs désirées et ils sont soumis à des essais adéquats avant d'être en-30 voyés aux usagers. Ceci a pour inconvénient que, pour chaque système installe, il est nécessaire de définir la configuration, les longueurs et la disposition des câbles de connexion, de façon à procéder à leur préparation, ou bien encore de prévoir la gestion en magasin d'un nombre élevé de câbles déjà préparés, 35 de longueurs et éventuellement de modèles différents, destinés à être choisis selon les besoins imposés chaque fois par les circonstances. Aux inconvénientscfes frais de gestion vient encore s'en ajouter un autre, si la configuration du système électronique doit après coup être modifiée, soit pour adjoindre, soit pour remplacer ou enlever certaines unités 40 électroniques. Dans ce cas il sera souvent nécessaire de remplacer les 71 08651 2 2081892 câbles de connexion et cette substitution exigera la mise hors service du système pendant une longue durée, par suite des temps d'intervention exigés par les dites modifications. Afin d'éviter au moins partiellement les inconvénients précités il 5 a été proposé -et cela est maintenant appliqué- d'utiliser des câbles plats dans lesquels les fils conducteurs sont disposés parallèlement entre eux sur un support isolant flexible ayant la forme d'une bande. Ces câbles ont une section présentant un moment d'inertie très faible à la flexion dans la direction normale du plan du câble et l'on peut ainsi 10 obtenir des rayons de courbure très faibles. L'installation de ces câbles est beaucoup plus aisée que celle des câbles cylindriques. Toutefois les inconvénients mentionnés, à savoir nécessité de la préparation et des essais à l'usine, de l'installation après coup, gestion des articles de rechange et récupération éventuelle des àâbles rem-15 placés, persistent. Un autre aspect à mettre en évidence, qui constitue un inconvénient sérieux pour les câbles de connexion utilisés jusqu'à maintenant, qu'ils soient plats ou non, est due aux connexions dites "connexions omnibus'! (bus connections) qui sont largement utilisées pour la connexion des diffé-20 rentes unités, généralement du même modèle, dans un même système. La connexion "omnibus", à l'opposé de la connexion "en étoile", est caractérisée par le fait qu'un groupe de fils déterminé connecte entre elles successivement plusieurs unités distinctes : par exemple un dispositif de commande peut être connecté à plusieurs dérouleurs de bandes magnéti-25 ques. Un groupe de fils est connecté par une extrémité, au moyen d'un connecteur, au dispositif de commande et par l'autre extrémité, au moyen d'un connecteur, à un premier dérouleur de bande. Le connecteur d'extrémité de câble est introduit dans un connecteur 30 d'entrée disposé sur le premier dérouleur de bande. Des cavaliers adéquats relient le connecteur d'entrée à un connecteur dè sortie. Un second groupe de fils, constituant un second câble, est relié au moyen d'un connecteur au connecteur de sortie du premier dérouleur de bande et, par son autre extrémité, toujours au moyen d'un connecteur, au 35 second dérouleur de bande. Le second dérouleur de bande, également, comporte un connecteur de sortie qui est relié, au moyen de cavaliers, au connecteur d'entrée. Il est ainsi possible d'effectuer des connexions en cascade avec un troisième dérouleur de bande, avec un quatrième dérouleur de bande, et ainsi de suite, 40 jusqu'à un nombre maximum, limité généralement par le temps de transfert 71 08651 2081892 des signaux 1-e long du câble, lequel temps, si l!on veut obtenir un fonctionnement correct des dispositifs, ne doit pas dépasser une certaine limite, ce qui impose donc une limite à la longueur totale des câbles connectés en "omnibus". 5 Dans une connexion de ce type il est évident que la probabilité d'un mauvais contact entre connecteurs, avec l'introduction de malfaçons qui s'ensuit, est multipliée par deux pour chaque unité ajoutée, en liaison avec la diminution de la fiabilité de la connexion. Les inconvénients précités sont éliminés grâce au système de con-10 nexion modulaire à câble plat, objet de l'invention, caractérisé en ce que, pour les connexions, on utilise un câble plat flexible et continu sur lequel sont montés, au cours d'un processus de fabrication continu, des éléments de connexion qui n'interrompent pas la continuité du câble. Un câble de ce type peut donc être installé avec la longueur désirée 15 et être coupé au cours de l'installation, sans avoir à recourir à des préparations à l'usine ainsi qu'à des essais successifs, les essais normaux continus de fabrication suffisant. Ces avantages, aïns.i que d'autres avantages, seront expliqués dans la description présentée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux 20 dessins annexés qui montrent : Fig. 1 la structure d'un-câble plat flexible selon l'état de la technique ; - Fig. 2 une méthode de connexion terminale, selon l'état de la technique, pour un câble plat flexible du modèle représenté à la Fig. 1 ; Fig. 3 la structure d'un-second modèle de câble plat flexible, selon l'état 25 de la technique ; Fig» 4 un connecteur terminal, selon l'état de la technique, pour un câble plat flexible du modèle représenté à la Fig. 3 ; Fig. 5 schématiquement une forme de réalisation préférée d'un câble plat flexible selon l'invention ; 30 Fig. 6 une variante de réalisation d'un câble plat flexible selon l'invention ; Fig. 7 schématiquement un mode d'emploi d'un câble plat flexible selon l'invention ; Fig. 8 en détail, un mode de connexion pour un câble plat flexible selon l'invention ; 35 Fig. 9 en détail, une première variante de réalisation de connecteurs pour un câble pl-at flexible selon l'invention ; Fig. 10 une seconde variante de connexion pour un câble plat flexible selon l'invention. Avant de décrire l'invention il est opportun de montrer les câbles 40 plats flexibles existant dans le commerce. La Fig. 1 représente un modèle 71 08651 2081892 très courant de câble plat flexible : sur un support flexible 1 en matériau isolant ayant la forme d'une bande on obtient, par photogravure d'un film métallique déposé sur le support flexible, des conducteurs parallèles 2 de largeur prédéterminée. 5 Afin d'éviter l'oxydation ou la dégradation des conducteurs on appli que, par vernissage, un film protecteur isolant sur ceux-ci, ou bien encore une bande continue de recouvrement 3, au moyen d'adhésifs adéquats. En outre, pour améliorer les caractéristiques électriques du câble on peut appliquer un film-écran 4 métallique continu sur une face ou sur les 10 deux faces du câble plat, protégé à son tour éventuellement par un revêtement isolant 5. Les connexions terminales sont réalisées pour ces types de câbles en découvrant l'extrémité des conducteurs 2, en les libérant du revêtement protecteur, en renforçant et en soumettant à la passivation l'extrémité dé-15 couverte des dits conducteurs, par revêtement électrolytique et, ensuite, dépôt de métaux nobles. On replie alors l'extrémité du câble ainsi préparée sur un support rigide adéquat, comme représenté à la Fig. 2. Le câble plat est alors bloqué sur le support rigide 6 au moyen des dispositifs de serrage 7 adéquats. 20 On réalise ainsi, en utilisant le même câble, un connecteur terminal qui peut être inséré dans un connecteur femelle du modèle utilisé pour les panneaux de circuits imprimés. On peut évidemment adopter d'autres solutions. Par exemple l'extrémité peut être soudée sur les broches de connexion de connecteurs du 25 type usuel munis de dispositifs de serrage pour le câble flexible de façon à éviter les contraintes mécaniques des soudures. Dans tous (es cas la conception adoptée est toujours celle d'un élément de connexion électrique flexible, obtenu à partir d'un élément continu ayant une longueur définie et muni aux seules extrémités de dispositifs adé-30 quats de contact électrique. Le câble doit être préparé et testé à l'usine et la possibilité d'une préparation chez le client est ainsi exclue. La Fig. 3 représente un autre modèle de câble plat, dans lequel plusieurs conducteurs ayant une section circulaire 8, et parallèles entre 35 eux, sont montés sur un support isolant et flexible 9. Les conducteurs sont recouverts, et maintenus en place, par une feuille isolante 10, qui est conçue pour adhérer au support 9, grâce à une colle adéquate ou par d'autres moyens ou méthodes. Dans ce cas également on peut prévoir un blindage adéquat pour les 40 fils, consistant généralement en un réseau métallique 11 disposé sur le revê 71 08651 5 2081892 tement 10 et, à son tour , recouvert d'un film isolant 12. Pour ce type de câble plat également on utilise des connecteurs d'extrémité analoguës à ceux déjà décrits. Outre ceux-ci on peut utiliser également des connecteurs, dans lesquels la connexion entre les fils et les éléments 5 de contact est réalisée grâce à une opération de sertissage. La Fig. 4 représente, en vue écorchée, un connecteur typique pour les câbles plats décrits constitué de fils de section circulaire. Le connecteur d'extrémité consiste en un corps isolant 13 dans lequel sont insérées les broches de contact 14 se terminant, à une extrémité, 10 par le même nombre de fourchettes pointues 15. Les dents des fourchettes forment une cavité qui délimite une ouverture circulaire ayant un diamètre légèrement inférieur à celui des fils à connecter et l'extrémité pointue des dents est profilée de façon à former un "guide" pour les conducteurs. 15 Le connecteur est complété par une contreplaque 16 rigide présen tantes cavités destinées à recevoir chacune l'extrémité d'une fourchette lorsque le montage est effectué. Grâce à des moyens de contrôle, ou "calibres", le corps 13 est pressé sur l'extrémité du câble plat, de laquelle on a éventuellement enlevé la portion terminale du réseau-écran. 20 Cette opération a pour effet que les fourchettes du connecteur per forent les feuilles isolantes 9 et 10 et se referment chacune sur un conducteur, assurant ainsi le contact électrique. La contre-plaque 16 vient serrer le corps du connecteur en le complétant. 25 Les opérations pour la préparation d'un câble, avec ce type de con necteurs, sont très délicates et exigent l'emploi de dispositifs auxiliaires (dits "calibres") pour le positionnement réciproque correct des éléments, ainsi que des instruments adéquats pour les vérifications usuelles et les essais des connexions. 30 Conformément à l'invention toutes ces limitations et exigences sont surmontées grâce à l'emploi des câbles plats décrits, préparés avec les moyens de connexion, réalisés ou appliqués au cours du même processus de fabrication continue, à distance modulaire les uns des autres, de façon à pouvoir obtenir, sur le lieu même d'installation, des câbles de la longueur 35 désirée en coupant simplement un câble continu de longueur indéfinie. La Fig.5 représente, sous sa forme la plus simple, un câble plat flexible conforme à l'invention. La structure physique du câble est identique à celle déjà décrite et représentée à la Fig. 1, maïs à des intervalles réguliers I la bande de 40 revêtement protecteur comporte des ouvertures qui laissent à découvert les 71 08651 6 2081892 conducteurs situés au-dessous. Dans ces zones les conducteurs sont revêtus de métaux nobles de façon à prévenir les attaques dues aux agents atmosphériques et, en outre, à obtenir un renforcement local des dits conducteurs. continu pendant la fabrication du câble. Si le câble plat comprend aussi une plaque métallique de protection ou de masse, cette dernière sera également munie d'ouvertures à des intervalles réguliers et de dimensions légèrement supérieures à celles de la 10 plaque de revêtement des conducteurs. Afin de permettre des connexions éventuelles avec la plaque de masse les bords de cette dernière à proximité de l'ouverture, peuvent être également plaqués et laissés à découvert, comme le représente la Fig. 6. Les Fig. 7 et 8 représentent un mode d'emploi possible pour ce type 15 de câble. La Fig. 7 représente dans son ensemble structural un système électronique hypothétique consistant en plusieurs unités distinctes. Ces dernières sont réparties sur un socle 17, vide intérieurement, à l'intérieur duquel sont logés les câbles de connexion entre les différentes unités. Ce socle 20 présente, à intervalles réguliers, des ouvertures 18, à travers lesquelles il est possible d'accéder aux câbles logés à l'intérieur, et les zones de connexion préparées sur les câbles colVicident avec ces ouvertures. Il est possible d'effectuer, à travers ces dernières, les connexions entre les câbles et les unités du système électronique. 25 A toutes les positions modulaires, dans lesquelles aucune insertion d'unité n'est prévue, les ouvertures sont fermées au moyen de couvercles de protection. La Fig. 8 représente en détail une méthode de connexion particulièrement adéquate à l'intérieur du socle. 30 Le socle présente intérieurement, sur le plan inférieur et en cor respondance avec chaque ouverture, deux saillies 19 et 20 parallèles qui définissent une gorge 21, de largeur et de profondeur adéquates. Dans cette gorge est insérée et repliée la portion du câble plat dans laquelle les conducteurs sont à nu. 35 Les côtés, le fond et les bords supérieurs de la gorge présentent une légére dépression, de largeur égale à celle de la bande, qui est utilisée pour le positionnement correct du câble. Une bride de serrage 22 maintient le câble plat dans la position correcte. 40 L'ensemble, représenté par le câble plat replié et la position du 5 Cette opération de placage peut être effectuée selon un processus 71 08651 Y 2081892 socle décrite, constitue un connecteur femelle dans lequel on peut insérer soit le châssis terminal d'un panneau de circuits imprimés, soit un connecteur de type équivalent, comme par exemple un connecteur réalisé avec un câble plat flexible et déjà décrit à la Fig. 2. 5 L'emploi d'un panneau à circuits imprimés pour la connexion directe avec le câble plat est particulièrement avantageux dans le cas où des circuits de connexion à haute performance sont nécessaires : en fait il est possible de monter sur le panneau des circuits de réception aec une impédance adéquate ainsi que des circuits de réenclenchement pour terminaisons de lignes, 10 également avec une impédance adéquate, de façon à éviter les mauvais réglages sur la ligne et les réflexions consécutives des signaux transmis. La Fig. 8 représente un système particulièrement simple de conno^orv .mais d'autres solutions peuvent être adoptées selon l'esprit de l'invention. La Fig. 9 représente en fait une seconde forme préférée pour la 15 réalisation des connecteurs préparés sur câble plat. Le câble présente, à des intervalles réguliers, des ouvertures dans le film protecteur recouvrant les conducteurs, mettant à nu une portion convenable. Sur la partie découverte des conducteurs sont appliquées deux lan-20 guettes flexibles 22 et 23, consistant en des portions étroites d'un câble plat flexible, avec des conducteurs à une distance égale à celle existant entre les conducteurs sur le câble et traitées de façon adéquate, par exemple par placage de métaux nobles pour éviter l'oxydation ainsi que les dommages dûs aux agents atmosphériques. 25 Les portions des conducteurs soutenues par les languettes flexibles sont soudées chacune à un conducteur correspondant du câble et elles constituent un socle flexible dans lequel peut être inséré un connecteur mâle du type déjà décrit. Latéralement des éléments rigides 24 et 25, profilés de façon ration-30 nelle (représentés à une distance réciproque plus grande que celle adoptée normalement), coopérant avec le connecteur mâle assure la pression de contact nécessaire, La Fig. 10 montre comment la même invention peut être utilisée avec des câbles plats du type décrit à la Fig. 3. 35 Le câble plat présente à intervalles réguliers des ouvertures dans le réseau-écran ainsi que dans la pellicule de revêtement au-dessus. En correspondance avec ces ouvertures, des connecteurs du type déjà décrit à la Fig. 4, mâles ou femelles indifféremment, sont appliqués systématiquement de façon à obtenir un câble plat continu, muni d'une pluralité 40 de connecteurs à distance modulaire et pouvant être coupé aux longueurs 71 08651 8 2081892 requises sur le lieu même de l'installation. Dans tous les cas décrits précédemment il est évident que la préparation des câbles peut avoir lieu en fabrication continue, à l'aide de tous les instruments et de tous les processus de simplification inhérents à la produc-5 tion en série, avec un contrôle permanent du produit, ce qui en assure la qualité et la fiabilité. Dans tous les cas décrits précédemment il apparaft également évident que, pour les connexions en étoile, la continuité du câble n'est interrompue en aucune façon, de sorte que la fiabilité de la connexion demeure élevée, 10 indépendamment du nombre des unités pérîphér îques connectées et de leur ordre de connexion. Il est clair que d'autres modifications peuvent être apportées à l'invention décrite sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. C'est ainsi, par exemple, que dans le cas des câbles plats avec 15 couche-écran il n'est pas nécessaire que les ouvertures prévues dans les couches isolantes de protection soient pratiquées du côté où se trouve la dite couche-écran, par rapport à l'ensemble des conducteurs, ces ouvertures pouvant être faites du côté opposé. De même, sans abandonner l'esprit de l'invention, on peut pratiquer 20 des ouvertures des deux côtés opposés pour permettre l'accès, d'une part à l'ensemble des conducteurs, d'autre part à la couche-écran. 71 08651 9 2081892 REVENDICATIONS 1. - Câble plat flexible comprenant : un support isolant en forme de bande continue ; une pluralité de conducteurs parallèles réalisés sur ladite bande ; une couche isolante recouvrant les dits conducteurs ; la dite couche 5 isolante présentant des ouvertures à des intervalles réguliers sur la longueur du câble, les dites ouvertures laissant découverte une portion d'au moins une partie de la dite pluralité de conducteurs. 2. - Câble plat flexible comprenant : un support isolant en forme de bande continue ; une pluralité de conducteurs parallèles réalisés sur la dite 10 bande ; une première couche isolante recouvrant les dits conducteurs ; une couche-écran conductrice en forme de bande continue ; une seconde couche isolante recouvrant la dite couche conductrice ; les dites couches isolantes présentant des ouvertures à des intervalles réguliers sur la longueur du câble ; les dites ouvertures laissant découverte une portion d'au moins une 15 partie de la dite pluralité de conducteurs. 3.- Câble plat flexible selon revendication 2, dans lequel les dites ouvertures laissent découverte une portion de la dite couche conductrice. 4. - Câble plat flexible comprenant : un support en forme de bande continue ; une pluralité de conducteurs parallèles disposés sur la dite bande ; 20 une couche isolante recouvrant les dits conducteurs ; une pluralité de connexions pour connecter au moins une partie des dits conducteurs aux circuits électriques extérieurs ; les dits moyens de connexion étant arrangés et préparés à des intervalles réguliers sur la longueur du câble ; les dits moyens de connexion n1 interrompant pas la continuité électrique des dits 25 conducteurs.