Brevet FR2728402A1 — publié le 19960621

Dispositif de dérivation pour un câble blindé. L'invention concerne un dispositif de dérivation pour un câble blindé constituant un bus de terrain destiné à assurer le raccordement d'appareillages industriels émettant ou recevant des données, pour constituer un réseau. Un tel câble blindé comporte généralement plusieurs conducteurs isolés et entourés d'un écran électromagnétique constitué par une tresse conductrice. Un dispositif de dérivation est utilisé pour connecter chaque appareillage au câble bus. Classiquement, chaque dispositif de dérivation comporte une boite de dérivation, un câble de dérivation, et un connecteur situé à l'extrémité du câble de dérivation, et destiné à être enfiché dans un connecteur complémentaire situé sur l'appareillage. Une boite de dérivation classique comporte donc trois accès : deux accès respectivement pour deux tronçons de câble blindé, et un accès pour le câble de dérivation. Le câble de dérivation est lui-même un câble blindé par un écran électro-magnétique. Pour une bonne protection des données transmises, il est nécessaire de relier entre eux les écrans de tous les câbles blindés raccordés à une même boite de raccordement. D'autre part, celle-ci doit comporter un écran électromagnétique formant une cage de Faraday autour des dispositifs connectant les conducteurs transmettant les données. Par exemple, pour le bus de terrain connu sous le nom de FIP et pour le bus de terrain connu sous le nom de WORLD FIP, les normes NF C46 604 et IEC 1158-2 fixent des règles d'interconnexion physique, permettant d'une part, de conserver l'adaptation des lignes de transmission de données, et d'autre part, d'interconnecter convenablement les écrans des câbles, et de les relier à la terre. Enfin, la boite de raccordement comporte un boîtier isolant afin d'éviter que le personnel exploitant le réseau puisse être en contact avec le potentiel des écrans des câbles. On connaît différents types de boîte de dérivation. Par exemple la demande de brevet français n02 676 695 décrit une boite de raccordement permettant de respecter ces normes. Cependant les dispositifs de dérivation réalisés au moyen des boites de dérivation de types connus ont tous pour inconvénients : un encombrement et un coût importants parce qu'il y a trois câbles qui sont interconnectés : les deux tronçons du câble bus du réseau, et le câble de dérivation propre à chaque dispositif de dérivation Le but de l'invention est de proposer un dispositif de dérivation ayant un encombrement et un coût moindre que les dispositifs classiques réalisés au moyen des boîtes de dérivation de types connus; qui soient réalisables sur un chantier, sans recourir à un outillage spécifique; qui respecte les normes concernant l'interconnexion des câbles d'un réseau de terrain; et qui permette des modifications ultérieures ou un dépannage. L'objet de l'invention est un dispositif de dérivation pour un câble blindé comportant au moins un conducteur isolé et un écran électromagnétique; ce dispositif comportant - une boîte de dérivation comportant un boîtier, un écran électromagnétique, et deux accès respectivement pour deux tronçons du câble blindé; - un connecteur comportant un boîtier, plusieurs contacts, et un écran électromagnétique; - et des moyens pour relier chaque conducteur de chaque tronçon du câble blindé à des contacts du connecteur; caractérisé en ce que le boîtier de la boite de dérivation constitue aussi le boîtier du connecteur; en ce que l'écran de la boite constitue aussi l'écran du connecteur; et en ce que les moyens pour relier chaque conducteur de chaque tronçon du câble à des contacts du connecteur, sont constitués par les extrémités elles-mêmes des conducteurs des deux tronçons du câble. Le dispositif ainsi caractérisé présente un faible encombrement et un coût réduit parce qu'il n'y a que deux câbles à connecter : les deux tronçons du câble principal. I1 n'y a plus de câble de dérivation. D'autre part, le nombre de pièces est réduit puisqu'un seul boîtier et un seul écran sont communs pour la boîte de dérivation et le connecteur. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'écran électromagnétique commun à la boîte de dérivation et au connecteur comporte - deux parties, chaque partie comportant au moins une bride pour assurer un contact avec l'écran de chaque tronçon du câble blindé; - des moyens de serrage pour serrer chaque bride sur l'écran dénudé de chaque tronçon, et pour relier électriquement les deux parties de l'écran commun à la boîte de dérivation et au connecteur; - des moyens de fixation pour fixer au moins l'une des deux parties de l'écran au connecteur et le relier à un contact de masse, du connecteur. Le dispositif ainsi caractérisé est particulièrement simple et économique à fabriquer puisque deux pièces métalliques constituent à la fois un écran électromagnétique commun à la boite de dérivation et au connecteur, et des moyens interconnectant les écrans des deux tronçons du câble et un contact de masse du connecteur. Selon un mode de réalisation préférentiel, les deux tronçons du câble blindé pénètrent dans la boite en étant parallèles entre eux et perpendiculaires à la direction d'insertion et d'extraction du connecteur dans un autre connecteur complémentaire, situé sur un appareillage. Le dispositif ainsi caractérisé est particulièrement pratique à utiliser, car le fait que les deux tronçons du câble blindé pénètrent dans la boîte en étant parallèles entre eux permet de les installer simultanément, pendant les opérations de montage. D'autre part, le fait qu'ils soient perpendiculaires à la direction d'insertion et d'extraction du connecteur réduit l'encombrement de l'appareillage, une fois que le connecteur a été inséré dans un autre connecteur complémentaire situé sur la façace d'un appareillage, par rapport au cas d'un câble de dérivation classique qui pénètre dans le connecteur dans la direction d'insertion et d'extraction du connecteur, et qui donc se projette perpendiculairement à la façade de l'appareillage. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description cidessous et des figures l'accompagnant - la figure 1 représente le schéma synoptique d'un exemple de réseau de terrain comportant des dispositifs de dérivation selon l'invention; - les figures 2 et 3 représentent respectivement une vue de droite et une vue de face d'un exemple de réalisation du dispositif de dérivation selon l'invention, lorsqu'il raccorde une station qui n'est pas à une extremité du câble bus; - les figures 4 et 5 représentent respectivement un vue de gauche et une vue de face éclatées, d'une partie de cet exemple de réalisation; ; - les figures 6 et 7 représentent respectivement une vue de dessous et une vue de face de cet exemple de réalisation lorsqu'il est utilisé à l'extrémité d'une ligne de transmission. L'exemple de réseau de terrain représenté sur la figure 1 comporte n stations S1, ..., Si, ..., Sn, reliées entre elles par un câble bus constitué d'une paire de conducteurs, blindée par un écran électromagnétique. Par exemple, la station Si est connectée d'une part à un tronçon Ci de ce câble blindé, et d'autre part à un tronçon C'i de ce même câble blindé. Pour cette station Si, le dispositif de dérivation Di est essentiellement constitué d'une boite de dérivation Bi et d'un connecteur mâle Mi, les deux paires de conducteurs des tronçons Ci et Ci étant reliées en parralèle à deux contacts du connecteur Mi. Le connecteur Mi est inséré dans un connecteur complémentaire, Fi, situé sur la station Si et comportant deux contacts reliés à différents circuits électroniques non représentés. Le boîtier de la boîte de raccordement Bi constitue aussi le boîtier du connecteur Mi. I1 n'y a aucun câble de dérivation pour relier le connecteur Mi à la jonction des deux tronçons Ci et C'i du câble blindé. Les deux paires de conducteurs des tronçons Ci et C'i sont reliées directement à deux contacts du connecteur Mi. Les boîtes de dérivation B1, ..., Bi, ..., Bn sont munies respectivement d'écrans électromagnétiques EB1, EBi, ..., EBn. Les stations S1, ..., Si, ..., Sn sont munies respectivement d'écrans électromagnétiques ES1, ..., ESi, ..., ESn qui sont tous reliés respectivement à des prises de terre locales. La figure 1 montre l'interconnexion des différents écrans électromagnétiques, et les terminaisons de la ligne de transmission constituée par le câble bus. Les écrans électromagnétiques de tous les tronçons du câble bus et de toutes les boîtes de dérivation sont reliés entre eux mais ne sont pas reliés aux écrans électromagnétiques des stations, sauf dans une seule station, située approximativement au centre de la ligne de transmission, et qui par exemple la station Si. Dans toutes les stations, sauf la station Si, l'écran électromagnétique de la boite de dérivation est relié à la terre locale via un filtre. Toutes les stations S1, ..., Si, ..., Sn sont équipées d'un filtre classique pour cet usage : F1, ..., Fi, ..., Fn. Seul le filtre Fi est court-circuité par un cavalier St pour établir une liaison directe à la terre.Les filtres F1 et Fn, par exemple, ne sont pas court-circuités. Les stations S1 et Sn sont, dans cet exemple, situées aux extrémités de la ligne de transmission constituée par le câble bus. Pour minimiser les déformations des signaux transmis sur le câble bus, il est prévu une classique terminaison de ligne, LT1, dans la boîte de dérivation B1 et une classique terminaison de ligne, LTn, dans la boite de dérivation Bn, respectivement associées aux stations S1 et Sn. La boîte de dérivation B1 est reliée à un seul tronçon de câble C1. La terminaison de ligne LT1 comporte deux accès reliés respectivement aux deux conducteurs du tronçon de câble C1, et un troisième accès est relié à l'écran électromagnétique EB1 de la boîte B1. La boîte de dérivation Bn est reliée à un seul tronçon de câble Cn.La terminaison de ligne LTn comporte deux accès reliés respectivement aux deux conducteurs du tronçon de câble Cn, et un accès relié & BR La figure 2 et la figure 3 représentent respectivement une vue de gauche et une vue de face d'un exemple de réalisation du dispositif de dérivation selon l'invention. Cet exemple de réalisation comporte un connecteur Mi et une boîte de dérivation Bi comportant - un boîtier en matière plastique, constitué d'un fond 28 et un couvercle 27 articulés par une lame mince 26 jouant le rôle d'une charnière; - deux vis, 23 et 24, permettant de fermer ce boîtier; - deux vis imperdables, 21 et 22, permettant de solidariser le dispositif de dérivation à une station Si. Le connecteur Mi traverse la paroi du boîtier 27, 28 par une ouverture 30. Deux tronçons de câbles blindés Ci et C'i, pénètrent dans le boîtier par une ouverture 29, 29', en étant parallèles entre eux, jointifs, et perpendiculaires à la direction d'insertion et d'extraction du connecteur Mi. Les ouvertures 29 et 29' sont découpées dans un côté du fond 28 du boîtier, de façon à permettre la mise en place des tronçons Ci et C'i quand le couvercle 27 est ouvert, et de façon que le couvercle 27 joue aussi le rôle de serre-câble. La gaine externe isolante 60, 60' des tronçons de câble Ci et C'i étant coincée entre le couvercle 27 et le fond 28 lorsque les vis 23 et 24 sont vissées à fond. La forme générale du boîtier 27, 28 est aplatie, et les deux tronçons de câble Ci et C'i sont situés dans le plan du boîtier. Les vis imperdables 21 et 22 traversent le boitier en étant parallèles à son plan. Elles sont situées de part et d'autre du connecteur Mi. Elles sont vissées dans deux pièces filetées 35 et 37 situées sur la station Si, après que le connecteur Mi ait été inséré dans un connecteur complémentaire Fi situé sur la station Si. Le câble bus est recouvert d'une gaine isolante classique 60, 60'. Lorsque le connecteur Mi est inséré dans le connecteur complémentaire 36, le personnel exploitant le réseau ne peut entrer en contact avec les parties métalliques constituant les écrans électromagnétiques internes au boîtier 27, 28 et internes aux tronçons de câble Ci et C'i. L'accès des tronçons de câbles Ci et C'i perpendiculairement a la direction d'insertion et d'extraction du connecteur 25 présente deux avantages - L'encombrement est réduit, par rapport à un accès qui serait dans la direction d'insertion et d'extraction, puisque les tronçons de câbles Ci et C'i courent parallèlement à la façade de la station Si portant le connecteur Fi, au lieu de se projeter perpendiculairement à cette façade. - La manipulation des vis imperdables 21 et 22 est plus facile parce que l'utilisateur qui les visse n'est pas gêné par la présence de tronçons de câble qui accèderaient dans le boîtier entre ces deux vis. Les figures 4 et 5 représentent respectivement une vue de gauche et une vue de face d'une partie des pièces que comporte cet exemple de réalisation. Le boîtier 27, 28 est supposé enlevé et les pièces sont éclatées pour plus de clarté. Les tronçons de câble Ci, C'i sont constitués chacun: d'une gaine externe isolante 60, 60'; d'un écran 59, 59' qui est une tresse métallique; d'un ruban polyester d'aluminium, interne, 58, 58'; et d'une paire de conducteurs torsadés et isolés individuellement 56, 56'. Deux pièces métalliques, 40 et 70, sont emboîtées et vissées ensemble par deux vis 73, 74 pour constituer un écran électromagnétique commun à la boîte de dérivation Bi et au connecteur Mi. I1 protège les deux paires de conducteurs 56, 56' à l'extrémité des tronçons de câbles Ci, C'i, et protège les contacts 65, 66 du connecteur Mi. L'écran est constitué principalement par deux faces planes 44 et 53 de la pièce 40, et trois faces planes 77, 81, et 82 de la pièce 70. Un côté de l'écran est constitué par un flasque 61 du connecteur Mi, et un côté est libre pour l'accès des tronçons de câble Ci et C'i, cet accès étant protégé par les écrans 59 et 59' de ces tronçons de câble. La pièce 40 comporte une languette 43, de forme rectangulaire découpée dans la face plane 44 et cambrée pour constituer un ergot de verrouillage qui s'embolte dans une ouverture rectangulaire 78 découpée dans une face plane 77 de la pièce 70. Lorsque les pièces 40 et 70 sont assemblées, la languette 43 est retenue dans l'ouverture 78 et les faces planes 44 et 77 sont jointives. A l'autre extrémité de la pièce 40, par rapport à la languette 43, une bride est constituée par des pattes 42 et 46 perçées de trous filetés, respectivement 41 et 47. A l'autre extrémité de la pièce 70, par rapport à la face 77, une autre bride, constituée de deux pattes 72 et 75, comporte deux trous, 71 et 76, permettant le passage de deux vis 73 et 74. Lorsque ces deux vis sont mises en place les brides 41-46 et 72-75 constituent un serre-câble destiné à serrer simultanément les deux tronçons de câble Ci et C'i, ceux-ci étant dépouillés de leur couche externe isolante pour accèder aux tresses métalliques 59, 59' constituant les écrans de ces tronçons de câble. I1 est à remarquer que la bride 42-46 est munie de deux griffes, 45 et 49, et que la bride 72-75 est munie de deux griffes, 79 et 80, pour pénètrer les tresses métalliques 59, 59' afin d'assurer un bon contact entre les écrans des tronçons de câble Ci, C'i et l'écran commun à la boîte de dérivation Bi et au connecteur Mi. Le connecteur Mi est fixé à la pièce 40 au moyen de deux rivets tubulaires 39. A cet effet, la pièce 40 comporte deux pattes 50 et 54, perçées de trous 51 et 55; et le flasque 61 du connecteur 25 est perçé de deux trous 62 et 64. Il est à remarquer que les rivets tubulaires 39 ont un diamètre tel qu'il permet le passage des vis imperdables 21 et 22 représentées sur la figure 3. Le rivetage est fait en usine. Le connecteur Mi comporte une pièce isolante 67 comportant des alvéoles dans lesquelles sont insérées des contacts, notamment deux contacts 65 et 66 sur lesquels sont soudées les extrémités des deux paires de conducteurs 56 et 56' des deux tronçons Ci et C'i du câble blindé. La pièce isolante 67 est maintenue par une pièce métallique 68 sertie, solidaire du flasque 61. Une jupe 63 est fixée au flasque 61, du côté extérieur au boîtier de la boîte de dérivation, pour constituer un écran électromagnétique protégeant les contacts du connecteur. Cette jupe 63 constitue aussi le contact de masse. Dans cet exemple de réalisation, les contacts 65, 66 sont des contacts à souder mais d'autres variantes de réalisation peuvent comporter des contacts sertis à l'extrémité des paires de conducteurs 56, 56'. Dans les deux cas, le montage ne nécessite pas d'outillage spécifique. Le montage sur un chantier consiste tout d'abord à préparer les extrémités des deux tronçons de câble, Ci et C'i. Puis il consiste à souder les extrémités des deux paires 56 et 56' sur les contacts 65 et 66. Puis il consiste à refermer l'écran électromagnétique en assemblant les pièces 40 et 70; en engageant la languette 43 dans l'ouverture 78; en vissant les deux vis 73 et 74; et en vérifiant que les brides 42-46 et 72-75 sont bien en contact avec les écrans 59, 59'. I1 reste ensuite à enfermer le sous-ensemble constitué par les pièces 40, 70, et le connecteur Mi, dans le boîtier en matière plastique, 27, 28; puis à fermer ce boîtier au moyen des deux vis 23 et 24, en vérifiant que les deux parties 27, 28 du boîtier appuient fortement sur les gaines isolantes 60, 60'. Les figures 6 et 7 représentent respectivement une vue de dessous et une vue de face d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention, destiné à la station S1 située à une extrémité du câble bus, et comportant une boite de dérivation B1 et un connecteur M1. Sur la figure 7, le capot 27 du boîtier est supposé enlevé pour montrer la disposition des pièces à l'intérieur de la boite de dérivation B1. Un seul tronçon de câble Ci pénètre dans le boîtier, par l'ouverture 29, alors que l'ouverture 29' est obturée par une mince paroi de matière plastique 90. Le boîtier est fabriqué systématiquement avec une paroi 90 et celle-ci est enlevée sur le chantier, au moyen d'une simple pince plate, si un second tronçon de câble doit pénètre dans la boite de raccordement. Dans le cas contraire, la cloison 90 est laissée en place et elle permet d'obturer l'ouverture 29' afin d'éviter l'intrusion de corps étrangers dans la boite de raccordement. La cloison 90 est représentée hâchurée sur la figure 6. La figure 7 montre que la boite de raccordement B1 contient une terminaison de ligne, 92, qui est fixée sur la face plane 53 de la pièce 40 au moyen d'une vis 93 qui permet en outre d'établir une liaison électrique entre un accès de la terminaison 92 et la pièce 40, celle-ci étant reliée à la terre via le connecteur M1, et plus précisément par l'intermédiaire de la jupe 60 du connecteur Ni. Les autres éléments sont identiques à ceux décrits précédemment et portent les mêmes références numériques. La figure 7 montre en outre la forme des vis imperdables 21 et 22. La vis 22 par exemple comporte un épaulement 94 qui permet de retenir la vis 22 à l'intérieur du boîtier quand le couvercle 27 est refermé sur le fond 28. L'extrémité qui comporte un filetage traverse le flasque 61 du connecteur M1, en passant à travers un rivet tubulaire 39. L'autre extrémité de la vis 22, qui comporte une fente pour un tournevis, traverse la paroi latérale du fond 28 par une ouverture 91 qui est coupée par le plan de séparation du couvercle 27 et du fond 28 afin de permettre la mise en place de la vis 22 malgré la présence de l'épaulement 94. La vis imperdable 21 est identique à la vis 22. L'invention n'est pas limitée aux deux exemples de réalisation décrits ci-dessus. I1 est notamment à la portée de l'Homme de l'Art de modifier la disposition des éléments du dispositif pour faire accèder les deux tronçons de câbles selon une direction parallèle à la direction d'insertion et d'extraction du connecteur; ou pour connecter un autre type de câble blindé comportant un nombre de conducteurs diffèrent de deux. REVENDICATIONS 1) Dispositif de dérivation pour un câble blindé comportant au moins un conducteur isolé et un écran électromagnétique; ce dispositif comportant - une boîte de dérivation comportant un boîtier, un écran électromagnétique, et deux accès respectivement pour deux tronçons (Ci, C'i) du câble blindé; - un connecteur comportant un boîtier, plusieurs contacts, et un écran électromagnétique; - et des moyens pour relier chaque conducteur de chaque tronçon du câble blindé à des contacts du connecteur; caractérisé en ce que le boîtier (27, 28) de la boite de dérivation constitue aussi le boîtier du connecteur (25); en ce que l'écran (40, 70) de la boîte constitue aussi l'écran du connecteur;; et en ce que les moyens pour relier chaque conducteur (56, 56') de chaque tronçon (Ci, C'i) du câble à des contacts (65, 66) du connecteur, sont constitués par les extrémités elles-mêmes des conducteurs (56, 56') des deux tronçons du câble. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran électromagnétique commun à la boite de dérivation et au connecteur comporte - deux parties (40, 70), chaque partie comportant au moins une bride (42 - 46, 72 -75) pour assurer un contact avec l'écran (59, 59') de chaque tronçon du câble blindé; - des moyens de serrage (73, 74) pour serrer chaque bride sur l'écran dénudé de chaque tronçon, et pour relier électriquement les deux parties (40, 70) de l'écran commun à la boite de dérivation et au connecteur; - des moyens de fixation (50, 54, 39) pour fixer au moins l'une (40) des deux parties de l'écran (40, 41) au connecteur et le relier à un contact de masse (63), du connecteur. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux tronçons (Ci, C'i) du câble blindé pénètrent dans la boite en étant parallèles entre eux, et perpendiculaires à la direction d'insertion et d'extraction du connecteur (25) dans un autre connecteur complémentaire (36). 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boite de dérivation (Bi) comporte - un boîtier isolant comportant deux parties (27, 28) enfermant l'écran (40, 70) commun à la boite et au connecteur, des passages (29, 29', 30) étant ménagés respectivement pour les deux tronçons du câble blindé et pour le connecteur (Mi); - des moyens (23, 24) pour solidariser les deux parties (27, 28) du boîtier; - des moyens (21, 22) pour solidariser l'ensemble du dispositif à un autre connecteur (FI), complémentaire du connecteur (MI ) du dispositif. 5) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune des deux parties (40, 70) de l'écran électromagnétique de la boîte comporte une bride (42-46, 7275) destinée à établir un contact entre cette partie et l'écran (59, 59') de chacun des deux tronçons de câble; et en ce qu'il comporte des moyens (73, 74) pour rapprocher ces deux brides l'une vers l'autre afin de serrer les deux tronçons de câble entre ces brides, et établir un contact avec les écrans (59, 59') de ces deux tronçons. 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boite comporte en outre une terminaison de ligne (92).