Brevet FR2850788A1 — publié le 20040806

Câble de transmission pour le raccordement A DES APPAREILS MOBILES. Description Câble de transmission de données pour le raccordement à des appareils mobiles, comprenant au moins deux conducteurs isolés et toronnés entourés ensemble pour former une paire, sur lequel la paire est entourée par un blindage électrique, au-dessus duquel est placée une enveloppe à base de matériau 10 isolant. De tels câbles de transmission de données, appelés cidessous en abrégé "câbles", doivent être utilisés comme câbles souples pour la liaison d'appareils mobiles avec une source de tension ou de signal. De tels appareils peuvent être par 15 exemple des grues, des machines-outils et des robots. Les câbles doivent pouvoir recevoir une charge mécanique élevée, avec une résistance au pliage et à la torsion qui est uniforme de façon continue. Ils doivent rester souples également dans une large plage de températures, qui se situe par exemple 20 entre - 40 C et +800C. Les éléments de ces câbles doivent être conçus également de telle sorte que la transmission de données avec des débits élevés ne soit pas altérée. Ceci est vrai en particulier pour des débits supérieurs à 100 Mbit/seconde. Parallèlement à une atténuation la plus faible possible 25 des données à transmettre, il est indispensable aussi d'avoir un blindage électrique suffisant pour que la transmission des données ne puisse être influencée par des champs extérieurs et que de ce fait un tel câble n'émette pas de radiation parasite. Sur les câbles connus et vendus sur le marché, les conducteurs sont isolés avec du matériau moussé, afin d'obtenir une constante diélectrique la plus faible possible. Pour des raisons électriques, ceci est certes judicieux, mais entraîne une détérioration des propriétés mécaniques et donc également des propriétés électriques d'un tel câble. Les isolations moussées avec des épaisseurs de paroi de l'ordre de 0,2 mm sont relativement souples et peuvent être facilement 5 enfoncées lorsqu'on a des sollicitations de pliage et de torsion qui changent souvent. Les câbles doivent avoir, d'autre part, un blindage réalisé sous la forme d'un tressage de fils de cuivre, qui est généralement suffisamment étanche au niveau électrique dans le cas de fréquences et de débits 10 assez élevés, de sorte qu'on n'arrive pas à des perturbations passives et actives des câbles. Cependant, un tel blindage ne convient pas pour des câbles dans le domaine d'application des robots. Il est facilement détruit avec les sollicitations de pliage et de torsion qui changent fréquemment. L'invention a pour objectif de concevoir le câble décrit au début, de telle sorte qu'il garantit, avec des débits allant jusqu'à 100 Mbits/seconde et au-delà, une transmission de données pauvre en atténuation et sans parasite avec un blindage efficace, et ce même dans le cas d'une sollicitation 20 de pliage et de torsion changeant fréquemment. Cet objectif est atteint selon l'invention par le fait que, les deux conducteurs isolés avec un matériau massif et moussé sont toronnés ensemble avec deux premiers brins à base 25 de matériau isolant moussé pour former une âme; - en ce que l'âme est entourée d'un premier film à base de matériau isolant moussé, et - en ce que le blindage formé autour du premier film présente au moins une bande métallique, formée pour avoir une 30 enveloppe fermée de forme tubulaire, à base de matériau bon électro-conducteur. Sur ce câble, les conducteurs sont isolés avec un matériau massif et non moussé. L'isolation des fils ainsi fabriqués est donc stable et ne peut pas être enfoncée même avec une sollicitation de pliage et de torsion qui change 5 constamment. Une constante diélectrique suffisamment faible est obtenue par paire grâce aux brins, qui contribuent également à la stabilité et à la rondeur extérieure d'une paire et sont toronnés avec les fils, à base de matériau isolant moussé et grâce au premier film entourant chaque paire 10 et à base de matériau isolant également moussé. Le blindage présentant une enveloppe métallique fermée garantit un blindage étanche également pour des fréquences et des débits très élevés. Le blindage peut être complété par des fils de cuivre toronnés et étamés, par lesquels la bande de métal 15 sous-jacente est soutenue par l'extérieur et donc stabilisée. L'enveloppe enfermée en forme de tube du blindage peut se composer dans le mode de réalisation préféré de deux bandes de métal enroulées l'une audessus de l'autre respectivement sur un vide, dont la bande métallique extérieure recouvre les 20 vides de la bande métallique intérieure. Grâce à ces deux bandes métalliques enroulées avec un vide, on obtient un tuyau métallique pratiquement fermé, mais bien flexible et résistant à la torsion. Au-dessus de la bande métallique extérieure, des fils de cuivre à nouveau étamés peuvent être toronnés. Des exemples de réalisation de l'objet de l'invention sont présentés sur les dessins. La figure 1 montre une section d'un câble selon l'invention avec une paire de conducteurs isolés, les figures 2 et 3 deux modes de réalisation du blindage 30 du câble dans une représentation agrandie, la figure 4 une section dans un câble avec quatre paires. Le câble selon la figure l a deux conducteurs 1 et 2 isolés et en cuivre, appelés ci-dessous "fils 1 et 2"1, qui sont entourés respectivement par une isolation 3 à base de matériau massif et non moussé. Les fils 1 et 2 sont toronnés 5 ensemble pour former une paire. Les deux premiers brins 4 et 5, qui sont à base de matériau isolant moussé, sont toronnés conjointement avec les fils 1 et 2. Les fils 1 et 2 et les brins 4 et 5 forment ensemble une âme S du câble. Grâce aux premiers brins 4 et 5, l'âme S est stabilisée globalement avec 10 une grande fraction d'air. Ils remplissent le bourrage entre les deux fils 1 et 2, de sorte qu'un premier film 6 entourant l'âme S à base de matériau isolant moussé a un support à peu près circulaire. Les conducteurs des fils 1 et 2 sont réalisés dans le 15 mode de réalisation préféré sous la forme de conducteurs multibrins. Pour l'isolation 3 des fils 1 et 2, on peut utiliser de préférence du polyéthylène à haute pression ou du polypropylène. L'isolation 3 peut être également composée de deux couches reliées entre elles de façon fixe, et ce d'une 20 couche intérieure plus souple et située sur les conducteurs et une couche extérieure plus dure entourant la première. Les fils 1 et 2 ont par exemple un diamètre extérieur maximum de 1,0 mm lorsqu'ils doivent être utilisés pour des systèmes de fiches classiques, par exemple des systèmes RJ-45. Les 25 premiers brins 4 et 5 peuvent être de préférence à base de polyéthylène ou propylène moussé. Pour le premier film 6, on utilise dans le mode de réalisation préféré du polytétrafluoréthylène moussé. Ce matériau garantit de bonnes valeurs électriques. Il présente également de bonnes 30 propriétés de glissement. L'âme S, composée des fils 1 et 2 ainsi que des premiers brins 4 et 5 et entourée par le premier film 6, est stable au plan mécanique. Elle résiste à des sollicitations de flexion et de torsion changeant fréquemment sans subir de préjudice. Malgré tout, l'âme S a également de bonnes propriétés électriques étant donné que, avec les premiers brins 4 et 5 et le premier film 6 à base de matériau moussé, on a beaucoup d'air à l'intérieur de ceux-ci. Au-dessus du premier film 6 est placé un blindage 7, qui présente au moins une bande métallique formée en une enveloppe fermée et de façon tubulaire, qui est à base de cuivre ou de cuivre étamé. Le blindage 7 est constitué selon la figure 2 de 10 deux couches, dans lesquelles des bandes métalliques 8 et 9 avec des espaces vides 10 et 11 sont enroulées autour du premier film 6. Dans le cas présent, la bande métallique 9 extérieure recouvre les espaces vides 10 entre les spires de la bande métallique 8 intérieure. Pour la stabilisation 15 supplémentaire du blindage 7, des fils de cuivre 12 étamés avec un recouvrement 2 90 % doivent être toronnés autour de la bande métallique 9 extérieure. Une enveloppe 13 à base de matériau isolant est disposée sur le blindage 7. Elle est par exemple à base de polyuréthane. Entre l'enveloppe 13 et le 20 blindage 7, on peut enrouler pour faciliter le dénudage du conducteur une couche de séparation 14 à base d'une bande de fibre qui peut être à base de non-tissé de polyester ou de papier de cellulose. Les bandes métalliques 8 et 9 du mode de réalisation du 25 blindage 7 selon la figure 2 se composent de préférence d'un tressage. Pour leur fabrication, on tresse des brins creux du type tuyau flexible à base de fils de cuivre, qui peuvent être également étamés, et on les comprime ensuite pour former des bandes métalliques. Ces bandes métalliques sont compactes et 30 malgré tout très flexibles. Les vides 10 et 11 entre les spires des bandes métalliques 8 et 9 ne doivent pas être supérieurs à 30 % de la largeur des deux bandes mécaniques 8 et 9. On obtient ainsi une couverture sre du vide 10 par la bande métallique 9 extérieure, de sorte que, même avec un pliage extrême du câble, on conserve encore un recouvrement des deux bandes métalliques 8 et 9. Un autre mode de réalisation du blindage 7 est mentionné sur la figure 3. Le blindage 7 est constitué ici de trois couches. Il a une bande métallique 15 intérieure et adjacente au premier film 6, qui comprend une couche isolante et une couche métallique reliée de façon fixe à la première. La bande 10 métallique 15 est enroulée autour du premier film 6 avec un vide 16 de telle sorte que sa couche métallique est située à l'extérieur. La deuxième bande métallique 17 du blindage 7 a deux couches de métal qui sont reliées de façon fixe à une couche isolante disposée entre les deux. La bande métallique 15 17 est enroulée autour de la bande métallique 15 avec un vide de telle sorte qu'elle recouvre son espace vide 16, comme ceci est expliqué avec le mode de réalisation du blindage 7 sur la figure 2. Autour de la bande métallique 17 est placée une enveloppe de câble à base de fils de cuivre 19 étamés avec un 20 recouvrement 2 à 90 %. De nouveau l'enveloppe 13 à base de matériau isolant et éventuellement la couche de séparation 14 sont placées au- dessus des fils de cuivre 19. Le câble peut être constitué également de deux ou plusieurs âmes S. Il présente selon la figure 4 par exemple 25 quatre âmes, qui sont toutes constituées y compris le premier film 6, de la façon décrite pour la figure 1. Les quatre âmes S sont toronnées ensemble avec quatre brins 20 à base de matériau isolant moussé dessus pour former une unité à peu près circulaire en section. Entre les âmes S, on peut placer 30 au centre un autre brin 21 à base de matériau isolant moussé. L'unité décrite est entourée d'un second film 22 à base de matériau isolant moussé. Dessus se trouvent le blindage 7, la couche de séparation 14 et l'enveloppe 13, comme représenté sur la figure 2. Les brins 20 et 21 peuvent être à nouveau à base de polyéthylène ou de polypropylène moussé. Pour le second film 5 22, on peut utiliser à nouveau du polytétrafluoroéthylène moussé. Afin d'obtenir la résistance aux efforts alternés et la possibilité de torsion souhaitées du câble avec une certitude élevée, il est judicieux que tous les éléments de toronnage 10 il s'agit des fils 1 et 2 et des brins 4 et 5 -, les bandes métalliques du blindage 7 et éventuellement les fils de cuivre 12 et 19 étamés sont toronnés et enroulés dans la même direction. Cela est vrai également pour les fils individuels des conducteurs lorsque ceux-ci sont réalisés sous la forme de 15 conducteur multibrins. Dans un mode de réalisation préféré, tous les éléments de structure mentionnés du câble sont toronnés et enroulés sous le même angle. REVENDICATIONS 1. Câble de transmission de données pour le raccordement à des appareils mobiles, comprenant au moins deux conducteurs 5 isolés et toronnés ensemble pour former une paire, sur lequel la paire est entourée par un blindage électrique, sur lequel est disposée une enveloppe à base de matériau isolant, caractérisé - en ce que les deux conducteurs (1, 2) isolés avec un 10 matériau massif et non moussé sont toronnés avec deux premiers brins (4, 5) à base de matériau isolant moussé pour former une âme (S), - en ce que l'âme (S) est entourée par un premier film (6) à base de matériau isolant moussé et - en ce que le blindage (7) formé autour du premier film (6) présente au moins une bande métallique formée pour avoir une enveloppe fermée à la façon d'un tuyau et à base de matériau présentant une bonne conduction électrique. 2. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que 20 la bande métallique est à base de cuivre. 3. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande métallique est base de cuivre étamé. 4. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé - en ce que le blindage (7) est constitué de deux couches de bande métallique (8, 9) qui sont fabriquées sous la forme de brins creux de type tuyau flexible et tressés à partir de fils et sont comprimés ensuite pour former des bandes métalliques, et - en ce que la bande métallique (8) intérieure est enroulée avec un espace vide (10) autour du premier film (6) à base de matériau isolant moussé, alors que la bande métallique (9) extérieure est entourée également avec un espace vide (11) autour de la bande métallique (8) intérieure en recouvrant l'espace vide (10) de cette bande. 5. Câble selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un toronnage à base de fils de cuivre (12) étamés avec un 5 recouvrement 2 90 % est placé sur la bande métallique (9) située à l'extérieur. 6. Câble selon la revendication 1, caractérisé - en ce que le blindage (7) est constitué de trois couches, avec une bande métallique (15) intérieure, présentant 10 une couche de métal et une couche isolante, une bande métallique (17) située à l'extérieure constituée de deux couches de métal et d'une couche isolante disposée entre les deux et un toronnage disposé au-dessus de la bande métallique (16) extérieure et à base de fils de cuivre (19) étamés avec 15 un recouvrement 2 90 % et - en ce que la bande métallique (15) intérieure avec une couche de métal dirigée vers l'extérieur est enroulée avec un espace vide (16) autour du premier film (6) à base de matériau isolant moussé, alors que la bande métallique (17) extérieure 20 est enroulée également avec un espace vide (18) autour de la bande métallique (15) intérieure en recouvrant l'espace vide (16) de celle-ci. 7. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé - en ce qu'au moins deux âmes (S) entourées d'un premier film (6) à base de matériau isolant moussé sont toronnées conjointement avec au moins deux autres brins (20) à base de matériau isolant moussé pour former une unité qui est entourée par un second film (22) à base de matériau isolant moussé et - en ce que le blindage (7) est placé au-dessus du second film (22). 8. Câble selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les couches de métal des bandes métalliques (15, 17) utilisées pour le blindage sont à base de cuivre. 9. Câble selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, 5 caractérisé en ce que les couches isolantes des bandes métalliques (15, 17) du blindage (7) sont à base de polyester. 10. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les brins (4, 5, 20) sont à base de matériau isolant moussé à base de polyéthylène ou de 10 polypropylène. 11. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les films (6, 22) moussés sont à base de polytétrafluoréthylène. 12. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 11, caractérisé en ce que les deux bandes métalliques (8, 9; 15, 17) du blindage (7) sont toronnées ou enroulées dans la même direction. 13. Câble selon la revendication 12, caractérisé en ce que les deux bandes métalliques (8, 9; 15, 17) du blindage 20 sont toronnées ou enroulées sous le même angle. 14. Utilisation d'un câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 pour des débits de transmission d'au moins 100 Mbit/sec.