Brevet FR2758432A1 — publié le 19980717

L'invention concerne un dispositif de harnais et son procédé de fabrication, le dispositif de harnais comprenant une ligne de transmission principale et au moins une ligne de transmission secondaire destinée à relier ladite ligne principale à un organe électrique, le dispositif présentant un câble plat comportant au moins deux conducteurs électriques longitudinaux. Un tel dispositif de harnais peut être utilisé par exemple, mais non exclusivement, dans le cas d'un harnais pour le multiplexage automobile. Dans ce cas, ce harnais permet d'assurer la transmission des signaux de données numériques multiplexés entre les différents organes électriques constitués par les équipements d'un véhicule automobile, tels que système anti-blocage, boîte de vitesses automatique, injection électronique, climatisation, tableau de bord, capteur ou actionneur... Les dispositifs de harnais utilisés jusqu'à présent mettaient en oeuvre des supports de transmission de signaux normalisés, tels que des paires de fils torsadés, pour lesquels le dispositif de harnais comportait un câble très encombrant qu'il était difficile d'intégrer dans un toron électrique et cher à la fabrication, car il était difficile de former ces dispositifs de harnais avec des automatismes en série. L'invention vise à fournir un dispositif de harnais qui remédie aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de harnais et son procédé de fabrication permettant de transmettre de façon sûre les signaux de données entre les différents organes électriques reliés à ce dispositif de harnais, ce dispositif de harnais pouvant être fabriqué en série de façon automatisée, de sorte qu'il présente un coût peu élevé et que son installation soit aisée. Cet objectif est atteint au moyen du dispositif de harnais selon l'invention, qui est caractérisé en ce que le câble plat est unique, la ligne secondaire étant formée par pliage en accordéon du câble en au moins deux zones de pliage distantes d'une longueur au moins égale à la distance séparant l'organe électrique de la ligne principale, une première zone de pliage étant destinée à être reliée à l'organe électrique, en ce qu'il comprend en outre des moyens dc maintien permettant à une deuxième zone de pliage de rester à proximité d'une zone de transition entre la ligne principale et la ligne secondaire et en ce que le câble présente, au moins dans la première zone de pliage, une zone dc conducteurs nus permettant aux conducteurs électriques de coopérer avec un organe de connexion électrique. Par aillcurs, il est prévu que, de préférence, le câble plat comportc deux conducteurs électriques. Selon une caractéristique avantageuse, les moyens de maintien déterminent de façon sensiblement constante l'angle entre la ligne principale et la ligne secondaire, dans la zone de transition. Selon une autre configuration avantageuse, les moyens de maintien comprennent une pièce surmoulée. Il est par ailleurs possible que les deux portions de câble constituant la ligne secondaire soient maintenues au moins partiellement sensiblement parallèles l'une par rapport à l'autre par des moyens de solidarisation disposés à proximité de la première zone de pliage. Selon l'invention, le procédé de fabrication d'un dispositif de harnais comprenant une ligne principale et au moins une ligne secondaire destinée à relier ladite ligne principale à un organe électrique se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on fournit un câble plat unique comportant au moins deux conducteurs électriques longitudinaux formant ainsi une ligne de transmission adaptée en impédance caractéristique et présentant au moins une zone de conducteurs nus permettant aux conducteurs électriques de coopérer avec un organe de connexion électrique, - on réalise un pliage en accordéon du câble en au moins deux zones de pliage distantes d'une longueur au moins égale à la distance séparant l'organe électrique de la ligne principale, une première zone de pliage étant destinée à être reliée à l'organe électrique et comportant la zone de conducteurs nus, - on fournit des moyens de maintien permettant à une deuxième zone de pliage de rester à proximité d'une zone de transition entre la ligne principale et la ligne secondaire, et - on place les moyens de maintien dans la zone de transition de sorte qu'ils déterminent de façon sensiblement constante l'angle entre la ligne principale et la ligne secondaire. On comprend que, selon l'invention, la ligne principale est "déportée" via un pliage jusqu'à chaque organe électrique qui peut être un des équipements précités d'un véhicule automobile. Il n'y a donc pas de ligne secondaire initialement scparée qui soit ensuite connectée sur la ligne principale, c'est-à-dire que l'on évite tous les problèmes inhérents à la réalisation d'un raccord par connexion électrique entre deux lignes électriques. Le câble utilisé dans ce dispositif de harnais constitue donc à la fois la ligne principale et les lignes secondaires, ce câble n'étant pas coupé mais seulement plié. Le choix d'un câble plat particulièrement adapté au pliage permet une variation très limitée de l'impédance caractéristique de ce câble tout le long du dispositif de harnais. La réalisation de zones de pliage le long du câble plat apporte de nombreux avantages tels qu'une faible désadaptation localisée entre la ligne principale et la ligne secondaire, ce qui engendre de faibles réflexions du signal électrique, et une réalisation industrielle simplifiée par une automatisation en ligne des pliages. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description d'un mode de réalisation donné ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente le schéma de principe d'un dispositif de harnais monté entre différents organes électriques; - la figure 2 représente, en vue de côté, le schéma de principe selon l'invention de la dérivation par pliage de la ligne principale; - la figure 3 représente en vue de dessus partiellement transparente le schéma de la figure 2; - la figure 4 représente en vue de dessus partiellement transparente une portion du câble non plié avec une fenêtre de conducteurs nus et des découpes de désolidarisation; - la figure 5 illustre en perspective le câble de la figure 4, après pliage au niveau de la fenêtre de conducteurs nus; - la figure 6 est identique à celle de la figure 5 après mise en place d'une pièce de liaison; - la figure 7 représente partiellement un câble au niveau de la zone de dérivation entre la ligne principale et la ligne secondaire, en vue de côté; - la figure 8 représente schématiquement, en section transversale, un câble pouvant être utilisé pour la réalisation du dispositif de harnais selon l'invention ; et - la figure 9 représente une portion de câble sur laquelle un composant pour montage en surface est monté au niveau d'une fenêtre de conducteurs nus. Comme représenté sur la figure 1, le dispositif de harnais permet de relier et d'assurer la transmission de données entre différents organes électriques El, E2, E3..., En, qui peuvent être, par exemple, des équipements compris dans des zones différentes d'un véhicule automobile. Le dispositif de harnais comprend une ligne principale 10 refermée à ses deux extrémités par une impédance d'adaptation 12, chaque organe électrique Ei étant relié à la ligne principale 10 par une ligne secondaire 14 qui correspond à une dérivation obtenue par déportation de la ligne principale au niveau d'une zone de dérivation 16 obtenuc par pliage d'un câble unique réalisant à la fois la ligne principale 10 et les lignes secondaires 14. Le principe du pliage selon l'invention est mieux illustré sur la figure 2 qui représente une portion du dispositif de harnais comprenant une seule ligne secondaire 14 reliée à la ligne principale 10 au niveau d'une zone de dérivation 16. Un câble plat et souple 18 unique est utilisé pour la réalisation du dispositif de harnais. Dans le cas du mode de réalisation illustré, ce câble 18 est plié au niveau d'une première zone de pliage A et d'une deuxième zone de pliage B. La première zone de pliage A est destinée à la connexion électrique avec un organe électrique Ei, la deuxième zone de pliage B constituant la première partie de la zone de dérivation 16 puisque c'est une zone du câble 18 qui se situe entre la ligne secondaire 14 et la ligne principale 10. La deuxième zone de pliage B est, de préférence, rapprochée d'un point C qui matérialise une zone dc transition entre la ligne principale 10 et la ligne secondaire 14 et qui constitue la deuxième partie de la zone de dérivation 16. Compte tenu de la souplesse du câble 18, celui-ci présente une certaine courbure au niveau de la zone de transition C. Il n'est pas exclu que la zone de transition C puisse également être une zone de pliage du câble 18, même si cette configuration n'est pas celle qui est illustrée sur la figure 2. On entend ici par pliage, un repli du câble 18 sensiblement sur lui-mcmc le long d'une ligne dc pliage sensiblement orthogonale à la direction longitudinale du câble 18. Sur la figure 3, on peut apercevoir en trait continu la ligne de pliage correspondant à la première zone de pliage A et, en traits pointillés, la ligne de pliage correspondant à la deuxième zone de pliage B. Les zones A et B, d'une part, et les zones A et C, d'autre part, sont distantes les unes des autres d'une longueur L qui est égale ou supérieure à la distance séparant la ligne principale 10 du dispositif de harnais à l'organe électrique qui va être relié à ce dispositif de harnais, au niveau de cette ligne secondaire 14. Les points B et C étant à proximité l'un de l'autre, on obtient une ligne secondaire 14 présentant deux portions de câble 18 (AB et AC) sensiblement parallèles et côte à côte l'une contre l'autre. La ligne secondaire 14 forme, par rapport à la ligne principale 10, au niveau de la deuxième zone de pliage B, un angle a qui est, de préférence, un anglc aigu. L'utilisation d'un câble 18 plat et souple est une caractéristique très importante pour la réalisation du dispositif de harnais selon l'invention. Un câble 18 présentant deux conducteurs a été choisi pour illustrer un mode de réalisation selon l'invention, mais le nombre de conducteurs présents dans le câble 18 utilisé pour la fabrication du dispositif de harnais peut être supérieur à deux sans pour autant remettre en cause la mise en oeuvre du dispositif de harnais telle qu'elle va être décrite par la suite. Le câble 18 est constitué d'une gaine 20 qui entoure un premier conducteur longitudinal 22 et un deuxième conducteur longitudinal 24 qui sont maintenus parallèles l'un à l'autre avec un écartement constant tout le long du câble 18, de sorte que le câble 18 présente des caractéristiques électriques telles que l'impédance caractéristique, sensiblement constantes pour toute la longueur du câble 18. Lors dc la fabrication du dispositif de harnais selon l'invention, qui peut être réalisé sur une ligne de montage en série, il est préférable de dénuder le câble 18 au niveau d'une fenêtre 26 de conducteurs nus avant la réalisation de tout pliage, à moins que les conducteurs soient mis à nu au prcalable dans cette zone lors de la fabrication du câble. Il est également possible, mais non absolumcnt nécessaire, de fendre la gaine 20 du câble 18 de part et d'autre de la fenêtre 26, entre le premier conducteur 22 et le deuxième conducteur 24, selon la direction longitudinale du câble 18, selon deux découpes de séparation 28 entre conducteurs. Les découpes de séparation 28 sont notamment nécessaires lorsque la distance séparant le premier conducteur 22 du deuxième conducteur 24 n'est pas suffisantc pour raccorder ces conducteurs à l'organe de connexion électrique qui peut se présenter sous la forme de deux contacts électriques différents, éventuellement insérés dans un boîtier de protection unique. Ainsi, si l'on considère la portion de câble 18 illustrée sur la figure 4 et qui présente une fenêtre de conducteurs nus 26 entre deux découpes de séparation 28 et que l'on réalise la première zone de pliage A au niveau de la fenêtre de conducteurs nus 26, on obtient, comme illustré sur la figure 5, une première zone dc pliage A avec une première zone de connexion électrique 30, correspondant au premier conducteur 22 nu, écartée d'une deuxième zone de connexion électrique 32, correspondant au deuxième conducteur 24 nu. Les deux portions de câble 18 issues de la première zone de pliage A sont constituées d'une première portion 14a de ligne secondaire et d'une deuxième portion 14b de ligne secondaire qui sont, de préférence, rabattucs l'une sur l'autre. Comme illustré sur la figure 6, pour maintenir la première et la deuxième portions de ligne secondaire 14a et 14b l'une contre l'autre et au moins partiellement sensiblement parallèles l'une par rapport à l'autre dans une région proche de la première zone de pliage A, on utilise des moyens de solidarisation tels qu'une pièce de solidarisation 34 qui est, par exemple un surmoulage. La pièce de solidarisation 34 permet, outre le rapprochement serré entre la première et la deuxième portion dc ligne secondaire 14a et 14b, d'évitcr un écartemcnt trop important entre les premier et deuxième conducteurs électriques nus 30 ct 32 du fait d'un agrandissement par ouverture de la découpe de séparation 28. La pièce de solidarisation 34 permet également de garantir l'étanchéité aux liquides entre le câble 18 et un connecteur dans lequel seront insérés les contacts électriques raccordés aux zones de connexion électriques 30 et 32. La pièce de solidarisation 34 peut présenter une forme cylindrique mais, de préférence, comme illustré sur la figure 6, elle sc présente sous la forme d'un pantalon dont les jambes entourent au moins une portion dc la gaine 20 adjacente aux conducteurs électriques nus 30 ct 32 et qui est séparée en deux de part et d'autre de la découpe de séparation 28. Cette pièce 34 en forme de pantalon possède une partie taille qui entoure la première et la deuxième portions de ligne secondaire 14a et 14b en les maintenant serrées l'une contre l'autre. On peut prévoir en outre, au niveau de la partie taille et des parties jambe de la pièce 34 en forme de pantalon des éléments de filtrage 46, par exemple de forme sensiblement annulaire pour entourer les parties concernées. Ces éléments de filtrage 46, de préférence en matériau ferromagnétique, ont pour objectif d'éviter les erreurs de transmission du signal électrique en protégeant les conducteurs de perturbations électromagnétiques importantes ou en filtrant les perturbations provenant du câble vers les équipements susccptibles d'être perturbés.. On se reportera maintenant à la figure 7 qui représente le câble 18 au niveau d'une deuxième zone dc pliage B et de la zone de transition C correspondante. On utilise une pièce de maintien 36, par exemple un surmoulage, entourant la deuxième zone de pliage B et la zone de transition C de façon à les maintenir à proximité l'une de l'autre. A la première extrémité 38 de la pièce de maintien 36, la pièce 36 entoure uniquement un seul câble 18 qui forme le tronçon de la ligne principale 10 à proximité de la zone de transition C. Cette derniere est à l'intérieur de la pièce 36 et devient, à la deuxième extrémité 40 de la pièce 36, la deuxième portion 14b de ligne secondaire. La deuxième extrémité 40 de la pièce 36 entoure trois sections dc câble 18 puisque, en plus de la deuxième portion 14b de ligne secondaire, la première portion 14a de ligne secondaire et un autre tronçon de ligne principale pénètrent dans la pièce de maintien 36 au niveau de sa deuxième extrémité 40. A l'intérieur de la pièce de maintien 36, la deuxième zone de pliage B, séparant la ligne principale 10 de la première portion 14a de ligne secondaire qui sont rabattues l'une contre l'autre au moment du pliage et maintenues l'une contre l'autre par la pièce de maintien 36, se trouve à proximité et directement en contact avec la zone de transition C du fait que la pièce de maintien 36 constitue une liaison mécanique qui empêche l'écartement ou la séparation entre les zones B et C. En utilisant une telle pièce de maintien 36, l'angle a entre la ligne principale 10 et la ligne secondaire 14 possède une valeur proche de 0 à proximité de la deuxième extrémité 40 de la pièce de maintien 36. Grâce à la souplesse du câble 18, la ligne secondaire 14 s'écarte de la ligne principale 10 afin de pouvoir réaliser la connexion électrique avec un des organes électriques Ei. Comme nous l'avons expliqué précédemment, I'utilisation d'un câble plat et souple est indispensable pour la mise en oeuvre de l'invention. Nous allons maintenant décrire un type de câble convenant tout particulièrement à la réalisation du dispositif de harnais. Pour certains types d'application, il est nécessaire d'intégrer le câble 18 constituant le dispositif de harnais dans un toron électrique comprenant d'autres câbles que le câble 18 utilisé dans le dispositif de harnais selon l'invention. Pour cela, il est préférable de disposer d'un câble 18 présentant un encombrement minimum, c'est-à-dire une épaisseur réduite ainsi qu'une marge réduitc dc part et d'autre des conducteurs situés au bord du câble plat. Le contrôle de l'impédance caractéristique du câble 18 utilisé dans Ic dispositif dc harnais est également un critère de choix important puisqu'il est important de transmettre avec le moins de déformations possibles les signaux tout le long du dispositif de harnais, notamment dans le cas où ce sont des signaux de données numériques multiplexés. Un câble 18 dc typc FFC (flexible fiat cable) sera maintenant décrit en relation avec la figure 8 qui représente une section transversale d'un tel câble. Le FFC est un câble plat comprenant un premier conducteur longitudinal 22 et un deuxième conducteur longitudinal 24 intercalés entre les couches d'un matériau isolant. Les couches peuvent être constituées par des plis longitudinaux autour des premier et deuxième conducteurs 22 et 24, en une ou plusieurs épaisseurs, de replis d'au moins un ruban de matière thermostable sur lui même en laissant, de préférence, une marge latérale réduite. Le ruban est, de préférence, enduit préalablement, sur au moins sa face interne, avec un adhésif thermofusible. L'expression "matière thermostable" sous-entend une matière qui était étirée selon deux directions et qui possède, en conséquence, une grande stabilité thermique. L'adhésif thermofusible est une substance qui, outre ses propriétés adhésives, a une température de fusion inférieure à celle du ruban thermostable qui forme son support. Comme on le voit sur la figure 8, le ruban thermostable, éventuellement enduit d'adhésif, constitue la gaine 20 du câble 18 et entoure les premier et deuxième conducteurs 22, 24 grâce à des replis 20a, 20b et 20c de la gaine 20 sur ellc-même. Le premier bord d'extrémité 42 et le deuxième bord d'extrémité 44 de la gaine 20 sont fixés l'un à l'autre de manière jointive, mais on peut également prévoir que les bords des replis d'extrémité 20a et 20c sc superposent l'un sur l'autre. D'autres alternatives de réalisation peuvent être envisagées pour la pièce de liaison 34 et la pièce de maintien 36 qui seront de préférence constituées d'une pièce en matière thermoplastique, en matière élastomère ou en matière élastomère thermoplastique qui est directement surmoulée autour du câble 18. Ces pièces 34 et 36 peuvent également être constituées d'une pièce moulée au préalable, par exemple en deux parties, qui se referme autour du câble par clipsage ou tout autre moyen de fermeture, ou bien par un manchon thermorétractablc. La pièce de maintien 36 peut être remplacée par exemple par une pièce moulée en deux parties jointives sur le câble 18, au niveau de la zone de dérivation 16 entre la ligne principale 10 et la ligne secondaire 14. Cette pièce moulée peut par exemple posséder une forme en T, la ligne principale 10 étant orientée selon la tête du T et la ligne secondaire 14 étant dirigée selon l'orientation du pied du T qui peut être à 90, ou bien selon une direction différente par rapport à la tête du T, de sorte que l'on peut choisir l'angle a entre la ligne secondaire 14 et la ligne principale 10. On peut utiliser d'autres types de câbles que le FFC pourvu que les conducteurs compris dans cc câble soient liés mécaniquement ensemble de façon contrôlée avec une distance les séparant qui reste constante tout le long du câble, de sorte que toute variation de l'impédance caractéristique du câble due à des déformations géométriques lorsque le câble est en mouvement, courbé ou plié soit limitée. L'utilisation d'un câble plat à conducteur plat permet d'intégrer aisément des composants CMS (Composants pour montage en surface). De préférence, au moins un composant pour montage en surface (CMS) 48 est connecté électriquement aux conducteurs électriques 22, 24 au niveau d'une zone de conducteurs nus 26. On peut par exemple intégrer une résistance d'adaptation de ligne (référence 12 sur la figure 1) ou bien un filtre ou tout autre composant CMS de dimension appropriée à celle du câble. Comme on peut le voir sur la figure 9, le composant 48 est relié aux conducteurs électriques nus 30, 32, par exemple par une soudure 50, au niveau d'une zone du câble 18 où la gaine 20 est absente, que ce soit sur la ligne principale 10 ou sur une ligne secondaire 14. Un surmoulage ou une enduction de matière isolante serviront ensuite de protection mécanique étanche. Pour cela, le câble devra être dépourvu d'isolant aux endroits où il sera nécessaire d'intégrer le ou les composants. REVENDICATIONS 1. Dispositif de harnais comprenant une ligne de transmission principale (10) et au moins une ligne de transmission secondaire (14) destinée à relier ladite ligne principale (10) à un organe électrique (Ei), ledit dispositif présentant un câble plat (18) comportant au moins deux conducteurs électriques longitudinaux (22, 24), caractérisé en ce que ledit câble plat (18) est unique , la ligne secondaire (14) étant formée par pliage en accordéon du dit câble en au moins deux zones de pliage (A, B) distantes d'une longueur au moins égale à la distance séparant ledit organe électrique (Ei) de la ligne principale (10), une première zone de pliage (A) étant destinée à être reliée audit organe électrique (Ei), en ce qu'il comprend en outre des moyens de maintien (36) permettant à une deuxième zone de pliage (B) de rester à proximité d'une zone de transition (C) entre la ligne principale (10) et la ligne secondaire (14) et en ce que ledit câble présente, au moins dans la première zone de pliage (A), une zone de conducteurs nus (26) permettant aux conducteurs électriques de coopérer avec un organe de connexion électrique. 2. Dispositif de harnais selon la revendication l ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien (36) déterminent de façon sensiblement constante l'angle (a) entre la ligne principale (10) et la ligne secondaire (14), dans la zone de transition (C). 3. Dispositif de harnais selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent un manchon thermorétractable (36). 4. Dispositif de harnais selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent une pièce surmoulée. 5. Dispositif de harnais selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux portions de câble (14a, 14b) constituant la ligne secondaire (14) sont maintenues au moins partiellement sensiblement parallèles l'une par rapport à l'autre par des moyens de solidarisation (34) disposés à proximité de ladite première zone de pliage (A). 6. Dispositif de harnais selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un composant pour montage en surface (CMS) (48) est connecté électriquement aux conducteurs électriques (22, 24) au niveau d'une zone de conducteurs nus (26). 7. Procédé de fabrication d'un dispositif de harnais comprenant une ligne principale (10) et au moins une ligne secondaire (14) destinée à relier ladite ligne principale à un organe électrique (Ei), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - on fournit un câble plat (18) unique comportant au moins deux conducteurs électriques longitudinaux (22, 24) présentant au moins une zone de conducteurs nus (26) permettant au conducteur électrique de coopérer avec un organe de connexion électrique, - on réalise un pliage en accordéon dudit câble en au moins deux zones de pliage (A, B) distantes d'une longueur au moins égale à la distance séparant ledit organe électrique (Ei) de la ligne principale (10), une première zone de pliage (A) étant destinée à être reliée audit organe électrique (Ei) et comportant ladite zone de conducteurs nus, - on fournit des moyens de maintien (36) permettant à une deuxième zone de pliage (B) de rester à proximité d'une zone de transition (C) entre la ligne principale (10) et la ligne secondaire (14), et - on place lesdits moyens de maintien (36) dans la zone de transition (C) de sorte qu'ils déterminent de façon sensiblement constante l'angle (a) entre la ligne principale (10) et la ligne secondaire (14). 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent un manchon thermorétractable. 9. Procédé dc fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens dc maintien comprennent une pièce surmoulée.