Brevet FR2832554A1 — publié le 20030523

La présente invention se rapporte à un dispositif de raccordement à un bus de communication, ce dispositif étant particulièrement adapté pour raccorder un constituant d'automatisme à un bus de terrain, au sein d'un ensemble d'automatisme appartenant notamment au domaine des automatismes industriels, des automatismes du bâtiment ou du contrôle/commande des réseaux électriques de distribution. L'invention se rapporte également à un constituant d'automatisme comprenant un tel dispositif de raccordement. Les bus de communication sont désormais fréquemment utilisés pour raccorder entre eux différents constituants d'automatisme, par exemple du type capteurs, actionneurs ou préactionneurs, constituants de dialogue homme-machine ou tout autre constituant capable de communiquer avec un équipement d'automatisme. Ces bus de communication, tels que des bus de terrain, permettent de construire une architecture répartie afin de disposer les constituants d'automatisme au plus près du process à automatiser. On veut donc pouvoir connecter au bus de communication ces différents constituants le plus simplement possible, tout en garantissant un raccordement correct, sûr et résistant, compatible avec les conditions d'utilisation généralement exigées dans l'industrie. Il existe déjà des câbles de bus souples et résistants munis de deux conducteurs et dont l'isolant présente un détrompage pour éviter à un opérateur d'effectuer un raccordement inversé d'un constituant sur le bus de communication. Un exemple de ce type de câble existe en particulier pour le bus de terrain AS-i (Actuator Sensor Interface). Cependant, le raccordement des constituants ne peut alors s'effectuer que dans un seul sens ce qui peut s'avérer très malcommode lorsque l'on veut connecter un grand nombre de petits constituants sur une distance faible (dans le cas d'une machine à automatiser, par exemple). En effet, lorsque le câble fait une boucle, un tel détrompage impose alors d'inverser la disposition des constituants d'automatisme à raccorder au bus ou de mettre en place un système permettant l'inversion des dispositifs de raccordement des constituants, ce qui globalement alourdit ou augmente le coût de l'installation des constituants d'automatisme sur la machine. C'est pourquoi l'invention a pour but de proposer un dispositif de raccordement économique, rapide, souple d'utilisation et fiable d'un constituant d'automatisme à un bus de communication en évitant les inconvénients précédents. Pour cela, l'invention décrit un dispositif de raccordement à un bus de communication comportant un corps dont une cavité est apte à loger un câble souple du bus de communication et comportant des moyens de connexion aptes à se connecter électriquement aux conducteurs dudit câble. La cavité est de forme symétrique selon un premier plan longitudinal dudit câble, est de forme dissymétrique selon un second plan longitudinal dudit câble, orthogonal au premier plan longitudinal et la cavité présente des moyens mécaniques de retenue permettant de maintenir ledit câble une fois inséré dans la cavité. Selon une caractéristique, les moyens de connexion comprennent des picots conducteurs mobiles entre une position de déconnexion et une position de connexion au bus de communication, et aptes à inciser un isolant du câble du bus pour se raccorder aux conducteurs du câble dans la position de connexion. Un poussoir coopère mécaniquement avec les picots mobiles pour les guider en position de connexion et en position de déconnexion. Selon une autre caractéristique, le mouvement du poussoir entre la position de connexion et la position de déconnexion est effectué suivant un même axe de direction que le mouvement d'insertion et d'extraction du câble dans la cavité. Le mouvement des picots entre la position de connexion et la position de déconnexion est effectué suivant un axe de direction perpendiculaire à l'axe du mouvement d'insertion et d'extraction du câble dans la cavité. L'invention expose également un constituant d'automatisme susceptible de se raccorder à un bus de communication au sein d'un ensemble d'automatisme, et comportant un dispositif de raccordement au bus de communication selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un exemple de réalisation d'un dispositif de raccordement selon l'invention, dans une position de déconnexion, - la figure 2 reprend l'exemple de la figure 1 en position de connexion au câble du bus de communication, la figure 3 montre une coupe transversale d'un câble du bus, la figure 4 détaille un mode de réalisation des moyens de connexion, dans une position de déconnexion, la figure 5 reprend l'exemple de la figure 4 en position de connexion. Les figures 1 et 2 représentent un dispositif de raccordement à un bus de communication qui comprend un corps 10. Ce corps 10 comporte une cavité 12 qui est susceptible de loger un câble souple 20 du bus de communication. Ce bus de communication est par exemple un bus de terrain comme le bus AS-i, mais l'invention peut également s'appliquer de façon équivalente à d'autres bus ou réseaux de communication. Le dispositif de raccordement être par exemple intégré dans un constituant d'automatisme, tel qu'un capteur, un actionneur, un module d'entrées/sorties, un constituant de dialogue homme/machine appartenant à un ensemble d'automatisme dans le but de piloter et/ou contrôler un process à automatiser. Un tel dispositif de raccordement peut aussi être conçu pour accueillir plusieurs constituants simples d'automatisme. Dans le mode de réalisation présenté, le câble souple 20 présente les caractéristiques suivantes : il comprend deux conducteurs 21 a, 21 b distincts entourés par un isolant 22. La forme de l'isolant est telle que le câble présente une forme symétrique selon un premier plan longitudinal P1 du câble et présente une forme dissymétrique selon un second plan longitudinal P2 du câble, le second plan longitudinal P2 étant orthogonal au premier plan longitudinal P1. Selon une coupe transversale représentée en figure 3, le câble 20 possède deux échancrures longitudinales 24,25 identiques situées symétriquement par rapport au plan P1, par exemple entre les deux conducteurs 21 a, 21 b. Le câble 20 présente aussi une partie supérieure 26 et une partie inférieure 23 de formes différentes ce qui entraîne la dissymétrie par rapport au plan P2. Le plan longitudinal P1 traverse les parties supérieure 26 et inférieure 23 en leur milieu alors que le plan longitudinal P2 traverse les faces latérales du câble 20, par exemple au niveau des deux échancrures 24,25. La cavité 12 du corps 10 comprend une base inférieure 13 comprise entre deux parois latérales. Le câble 20 est insérable manuellement dans la cavité 12 du corps 10 du dispositif de raccordement. Il peut également être extrait manuellement de la cavité 12. Pour cela, comme indiqué en figure 2, la section transversale de la cavité 12 possède une forme complémentaire à celle de la section transversale du câble 20. La cavité 12 présente donc une forme symétrique selon le premier plan longitudinal P1 du câble 20 et une forme dissymétrique selon le second plan longitudinal P2 du câble 20, orthogonal au premier plan longitudinal P1. En raison de la dissymétrie par rapport au plan P2, la forme de la base 13 est étudiée de façon à permettre l'introduction de la partie inférieure 23 du câble 20, tout en interdisant l'introduction de la partie supérieure 26 du câble 20. On obtient ainsi un détrompage permettant de se prémunir contre un raccordement inversé du câble 20 dans le corps 10 du dispositif de raccordement, ce qui aurait pour conséquence d'inverser les conducteurs 21 a et 21 b entraînant alors un dysfonctionnement du bus de communication. Dans l'exemple représenté, la base 13 et la partie inférieure 23 présentent une courbure complémentaire, qui est nettement plus importante que la courbure de la partie supérieure 26 du câble 20. La cavité 12 présente également des moyens mécaniques 14,15 de retenue permettant de maintenir le câble 20 une fois celui-ci inséré dans la cavité 12. Préférentiellement, ces moyens mécaniques sont constitués de deux ergots 14,15 identiques positionnés sur les parois latérales de la cavité 12, symétriquement de part et d'autre du premier plan longitudinal P1. La forme des ergots 14,15 est complémentaire à celle des échancrures 24,25 de façon à ce qu'ils puissent coopérer ensemble pour maintenir le câble 20 en position insérée. Par ailleurs, comme l'isolant 22 du câble 20 est habituellement en matière élastique légèrement déformable, un effort de pression manuelle permet néanmoins à un opérateur d'introduire et d'extraire rapidement le câble 20 de la cavité 12. La symétrie de la cavité 12 selon le premier plan longitudinal P1 permet de positionner un câble 20 dans un sens ou dans l'autre. Ainsi, l'échancrure 25 du câble 20 peut par exemple être positionnée indifféremment en face de l'ergot 14 ou de l'ergot 15. Grâce à cette symétrie, on obtient avantageusement un raccordement plus simple du bus de communication, puisqu'il n'est pas nécessaire de modifier la position des dispositifs de raccordement lorsque le câble 20 du bus de communication effectue des boucles successives le long de la machine à automatiser. Le corps 10 du dispositif de raccordement comporte des moyens de connexion qui sont aptes à se raccorder électriquement avec les conducteurs 21 a, 21 b d'un câble 20 préalablement introduit dans la cavité 12. Selon un mode réalisation préféré, ces moyens de connexion comprennent des picots conducteurs 31a, 31b qui sont mobiles entre une position de déconnexion et une position de connexion avec le bus de communication. Dans la position de connexion, figure 5, les picots 31a, respectivement 31b, traversent une paroi latérale de la cavité 12 par deux orifices 11 a, respectivement 11 b, et viennent inciser l'isolant 22 du câble 20 pour venir se raccorder aux conducteurs 21 a, respectivement 21 b. Dans la position de déconnexion, figure 4, les picots 31a, 31b sont suffisamment rétractés de l'isolant 22 de manière à ne pas entraver l'extraction ou l'insertion du câble 20 dans la cavité 12. Chaque picot 31 a, 31 b est indifféremment constitué d'un seul pointeau comme dans l'exemple représenté, de plusieurs pointeaux venant entourer un conducteur 21 a, 21 b du câble ou de toute solution équivalente. Chaque picot 31a, 31b est ensuite relié électriquement de façon classique à un constituant d'automatisme connecté au bus de communication par le dispositif de raccordement. Les moyens de connexion du corps 10 comprennent un poussoir 32 qui coopère mécaniquement avec les picots mobiles 31a, 31b, de façon à positionner ceux-ci en position de déconnexion et/ou en position de connexion. Les figures 4 et 5 détaillent une solution simple qui consiste à utiliser une double rampe ou une glissière 33 pour transmettre aux picots 31 a, 31 b l'action manuelle d'un opérateur sur le poussoir 32. Dans cet exemple, le poussoir 32 doit être tiré pour avoir la position de déconnexion et doit être poussé pour avoir la position de connexion. On pourrait envisager de manière équivalente que les moyens de connexion aux conducteurs 21 a, 21 b du câble 20 comprennent plusieurs poussoirs, à savoir un poussoir différent pour chaque conducteur 21 a, 21 b du câble 20, agissant sur un seul picot correspondant 31a, 31b. Cela permettrait notamment de pouvoir démultiplier les efforts mécaniques à fournir pour passer en position de connexion. En référence à la figure 4, les mouvements effectués sur le poussoir 32 pour obtenir la position de connexion ou la position de déconnexion sont effectués suivant un axe de direction X parallèle à l'axe de direction du mouvement d'insertion et d'extraction manuelle du câble 20 dans la cavité 12. Ainsi, les efforts que doit fournir un opérateur d'abord pour introduire le câble 20, puis pour se raccorder électriquement au bus de communication à l'aide du poussoir 32 se font avantageusement suivant une même direction X, ce qui lui simplifie largement la tâche de raccordement. De plus, lorsqu'un tel dispositif de raccordement est intégré dans un constituant de petite taille, cette caractéristique évite d'avoir des pressions manuelles qui s'exercent suivant différents axes du constituant, ce qui pourrait soit le dérégler de sa position, soit éventuellement l'endommager. Par ailleurs, les mouvements effectués par les picots 31 a, 31 b pour s'insérer dans l'isolant 22 en position de connexion et pour sortir de l'isolant 22 en position de déconnexion sont effectués suivant un axe de direction Y perpendiculaire à l'axe de direction X du mouvement d'insertion et d'extraction manuelle du câble 20 dans la cavité 12. Ainsi, l'introduction des picots 31a, 31b dans l'isolant 22 ne fragilise pas le maintien du câble 20 à l'intérieur de la cavité 12. De plus, une fois la position de connexion atteinte, la position des picots 31 a, 31 b dans l'isolant 22 suivant une direction Y perpendiculaire à la direction X contribue au contraire au renforcement du maintien du câble 20, ce qui fiabilise de façon simple et efficace la connexion électrique du constituant au bus de communication. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Dispositif de raccordement à un bus de communication comportant un corps (10) dont une cavité (12) est apte à loger un câble souple (20) du bus de communication et comportant des moyens de connexion aptes à se connecter électriquement aux conducteurs (21 a, 21 b) du câble (20), caractérisé par le fait que : - la cavité (12) est de forme symétrique selon un premier plan longitudinal (P1) du câble (20), - la cavité (12) est de forme dissymétrique selon un second plan longitudinal (P2) du câble (20), orthogonal au premier plan longitudinal (P1), - la cavité (12) présente des moyens mécaniques de retenue (14,15) permettant de maintenir le câble (20) une fois inséré dans la cavité (12). 2. Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de connexion comprennent des picots conducteurs (31a, 31b) qui sont mobiles entre une position de déconnexion et une position de connexion au bus de communication, et qui sont aptes à inciser un isolant (22) du câble (20) du bus pour se raccorder aux conducteurs (21 a, 21 b) du câble (20) dans la position de connexion. 3. Dispositif de raccordement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens de connexion comprennent un poussoir (32) coopérant mécaniquement avec les picots mobiles (31 a, 31 b) de manière à prendre la position de connexion et la position de déconnexion. 4. Dispositif de raccordement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le mouvement du poussoir (32) entre la position de connexion et la position de déconnexion est effectué suivant un même axe de direction (X) que le mouvement d'insertion et d'extraction du câble (20) dans la cavité (12). 5. Dispositif de raccordement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le mouvement des picots (31a, 31b) entre la position de connexion et la position de déconnexion est effectué suivant un axe de direction (Y) perpendiculaire à l'axe (X) du mouvement d'insertion et d'extraction du câble (20) dans la cavité (12). 6. Dispositif de raccordement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les picots (31 a, 31 b) sont actionnés par le poussoir (32) au moyen d'une glissière (33). 7. Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de retenue du câble sont constitués de deux ergots (14,15) positionnés sur la paroi de la cavité (12) de part et d'autre du premier plan longitudinal (P1) du câble (20). 8. Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bus de communication est le bus AS-i (Actuator Sensor Interface). 9. Constituant d'automatisme susceptible de se raccorder à un bus de communication au sein d'un ensemble d'automatisme, caractérisé par le fait que le constituant d'automatisme comporte un dispositif de raccordement au bus de communication selon l'une des revendications précédentes.