Brevet FR2938123A1 — publié le 20100507

Dispositif de connexion électrique comprenant au moins un câble plat souple et déformable Domaine technique de l'invention 10 L'invention est relative à un dispositif de connexion électrique comprenant au moins un câble plat souple et déformable, ledit câble plat comportant une pluralité de conducteurs électriques noyés dans une enveloppe électriquement isolante pour être disposés en parallèle dans une direction longitudinale, à intervalles réguliers l'un par rapport à l'autre dans une 15 direction latérale. État de la technique Les solutions connues à l'heure actuelle pour transmettre des signaux de 20 commande et l'alimentation en puissance électrique à un système mobile (tel qu'un robot ou une machine-outil) sont constituées par l'utilisation d'un câble plat pour la transmission des signaux de commande et d'un câble indépendant pour la transmission de l'alimentation en puissance électrique. 25 L'utilisation de différents câbles, plat et autres, entraîne une nécessité de réaliser un guidage spatial desdits câbles pendant le mouvement du système mobile. La technique connue consiste à aménager des chaînes porte-câble logeant les câbles. Chaque chaîne porte-câble est composée de chaînons articulés les uns par rapport aux autres. 30 2 Cette technique présente un premier inconvénient de générer un niveau acoustique très élevé pendant son fonctionnement. D'autre part, la vitesse de travail reste modérée sous peine de désengagement des chaînons, entraînant rupture de la chaîne porte-câble concernée. De plus, le rayon de courbure minimum imposé en pratique aux câbles pendant le déplacement du système mobile est bien plus élevé que le rayon de courbure minimum intrinsèquement admissible par les câbles car il correspond au rayon de courbure minimum admissible de la chaîne porte-câble, engendrant un encombrement du dispositif de connexion et un volume de fonctionnement qui sont très importants. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de connexion électrique qui soit silencieux, fiable, et présentant un encombrement et un volume de fonctionnement réduits. Le dispositif de connexion selon l'invention est remarquable en ce qu'il comporte deux rubans électriquement conducteurs, superposés dans une direction transversale pour enserrer transversalement le câble plat sur sensiblement toute sa longueur longitudinale, et enfermés dans une gaine électriquement isolante, le matériau constitutif de chaque ruban étant souple et non cassant pour se déformer en flexion transversale et en torsion. La structure empilée selon l'invention assure la transmission conjointe des signaux de commande (par l'intermédiaire du câble plat) et de l'alimentation en puissance électrique (via les rubans connectés à des bornes d'une source de puissance) malgré une section en coupe du dispositif de connexion très réduite. À cet effet, la section des conducteurs électriques du câble plat peut être adaptée à la transmission de signaux de faible intensité et chaque extrémité de chaque ruban électriquement conducteur peut être reliée à une cosse pour assurer, par l'intermédiaire des rubans électriquement conducteurs, la transmission de puissance de forte intensité. Selon un deuxième aspect, cet agencement en forme de rubans, superposés, est capable d'accepter une grande déformation simultanée de flexion transversale et de torsion, limitant l'encombrement et le volume de fonctionnement du dispositif de connexion, lequel ne génère aucun bruit en cours de travail. La configuration géométrique donnée aux rubans (grande largeur latérale pour une faible épaisseur transversale) contribue à ce que le dispositif de connexion ne se déforme que localement, en au moins une zone de déformation localisée avantageusement mobile longitudinalement le long du dispositif de connexion pendant les mouvements du système mobile auquel il est connecté, limitant la fatigue et garantissant une durée de vie élevée. Selon un mode de réalisation préférentiel, la section de chaque ruban électriquement conducteur est constituée par un segment curviligne et les concavités des sections des deux rubans électriquement conducteurs sont dirigées transversalement dans le même sens. Cet agencement particulier des rubans permet d'une part d'augmenter la capacité de déformation des rubans et d'autre part de garantir une configuration rigide et rectiligne des rubans en cas d'absence d'efforts extérieurs appliqués. D'autres caractéristiques techniques peuvent être utilisées isolément ou en 25 combinaison : le dispositif comporte au moins deux câbles plats disposés côte à côte latéralement et conjointement enserrés entre les deux rubans électriquement conducteurs, le dispositif comporte au moins deux câbles plats empilés 30 transversalement et conjointement enserrés entre les deux rubans électriquement conducteurs. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur la figure unique annexée, illustrant la section en coupe latérale-transversale d'un exemple de dispositif de connexion électrique selon l'invention. io Description d'un mode préférentiel de l'invention Sur la figure unique annexée, la section en coupe d'un exemple de dispositif de connexion électrique 10 selon l'invention. Le dispositif 10 comprend au moins un câble plat 11, en l'occurrence un seul, souple et déformable. Le 15 câble plat 11 comporte une pluralité de conducteurs électriques 12, par exemple de section circulaire ou carré, noyés dans une enveloppe électriquement isolante 13 choisie dans tout matériau adapté. La manière dont les conducteurs électriques 12 sont enfermés dans l'enveloppe 13 est choisie de façon à être disposés en parallèle les uns par rapport aux autres 20 dans une direction longitudinale du dispositif 10, repérée Dl. Les conducteurs électriques 12 sont décalés l'un par rapport à l'autre dans une direction latérale repérée D2 perpendiculaire à la direction longitudinale Dl. La direction perpendiculaire aux directions Dl et D2 est appelée direction transversale en étant repérée D3. Les directions Dl à D3 ne forment pas un 25 repère absolu pour le dispositif 10 à cause de la possibilité de déformation du câble plat 11, mais constituent plutôt un repère local affecté à tout point du dispositif 10 : par exemple le repère local Dl à D3 affecté à un premier point donné n'est pas orienté spatialement de la même façon que le repère local Dl à D3 affecté à un deuxième point donné décalé longitudinalement par 30 rapport au premier point si le câble plat 11 est déformé en flexion entre ces deux points. Le plan de coupe de la figure unique correspond à un plan latéral-transversal incluant les directions D2 et D3. Autrement dit, le plan de coupe présente un vecteur normal dirigé parallèlement à la direction longitudinale Dl. Conformément à l'invention, le dispositif de connexion électrique 10 comporte deux rubans électriquement conducteurs 14, 15, disposés de manière parallèle l'un par rapport à l'autre dans la direction longitudinale Dl et superposés dans la direction transversale D3 pour enserrer transversalement le câble plat 11 sur sensiblement toute sa longueur prise dans la direction longitudinale Dl. Sur les figures les deux rubans 14, 15 recouvrent également la totalité de la largeur du câble plat 11 prise dans la direction latérale D2. Toutefois, les deux rubans 14, 15 peuvent ne recouvrir que partiellement le câble plat dans la direction latérale. Il est possible de prévoir que les rubans 14, 15 soient indépendants l'un de l'autre, ou bien que les rubans 14, 15 soient assemblés sans possibilité de glissement face contre face. Pour ce dernier cas, chaque ruban 14, 15 peut être muni d'une face adhésive et les rubans sont alors assemblés par leurs faces adhésives. Les extrémités du câble plat 11 peuvent être libres, c'est-à-dire en saillie longitudinale dans le prolongement des extrémités des rubans 14, 15, de manière à permettre la fixation d'un connecteur électrique. Pour isoler électriquement le dispositif de connexion électrique 10 vis-à-vis de l'environnement extérieur, et éventuellement maintenir les rubans l'un contre l'autre lorsqu'ils sont indépendants l'un de l'autre, les rubans 14, 15 sont enfermés dans une gaine électriquement isolante 16 choisie dans tout matériau adapté, comme un treillis en maille tissée. La gaine 16 peut être de plus encastrée dans un revêtement supplémentaire pour la protection contre l'usure due aux frottements ou aux attaques chimiques. La gaine 16 peut être de forme tubulaire ou formée par enroulement d'une bande.30 Le matériau constitutif de chaque ruban électriquement conducteur 14, 15 est souple et non cassant, et le rapport entre son épaisseur transversale et sa largeur latérale est choisi, suivant le choix du matériau, de manière que chaque ruban soit apte à se déformer en flexion transversale et en torsion. Pour renforcer la capacité de déformation du dispositif de connexion électrique 10, la section latérale-transversale de chaque ruban électriquement conducteur 14, 15 est constituée par un segment curviligne. D'autre part, pour une déformation combinée et non pas antagoniste des ~o rubans 14, 15, ceux-ci sont superposés de manière que la face convexe de l'un 14 des rubans 14, 15 viennent se loger contre la face concave de l'autre ruban 15, avec interposition toutefois dudit au moins câble plat 11. De cette manière, les concavités des sections des deux rubans électriquement conducteurs sont dirigées transversalement dans le même sens (vers le haut 15 sur la figure unique annexée). Une construction simple de dispositif de connexion électrique 10 selon l'invention consiste à utiliser une lame métallique d'un mètre à enrouleur classique pour constituer chacun des rubans électriquement conducteurs 14, 20 15. Lorsque le système mobile que le dispositif 10 est destiné à alimenter en énergie électrique réclame deux niveaux différents de puissance, une solution consiste à réaliser la transmission des signaux de faible intensité 25 électrique par l'intermédiaire des conducteurs électriques 12, et à réaliser la transmission de la puissance électrique à forte intensité électrique par l'intermédiaire des rubans électriquement conducteurs 14, 15. Pour cela, la section des conducteurs électriques 12 du câble plat 11 doit être adaptée à la transmission des signaux de faible intensité et chaque extrémité de 30 chaque ruban électriquement conducteur 14, 15 peut être reliée à un moyen de raccordement, par exemple une cosse ou un circuit imprimé, pour assurer la transmission de puissance de forte intensité par l'intermédiaire des rubans électriquement conducteurs 14, 15. Les moyens de raccordement ainsi prévus sont destinés à la connexion des rubans 14, 15 aux bornes d'une source de puissance électrique. Pour augmenter la capacité de transmission des signaux de faible intensité, il est possible de prévoir au moins deux câbles plats indépendants pour le dispositif de connexion électrique 10, conjointement enserrés entre les deux rubans 14, 15. Dans ce cas, les deux câbles plats sont soit disposés côte à io côte latéralement, soit empilés transversalement. Bien entendu, une structure conforme à l'invention peut conduire à des réalisations incluant un nombre quelconque de rubans conducteurs superposés, enserrant deux par deux un nombre quelconque de câbles plats 15 soit disposés côte à côte latéralement, soit empilés transversalement. Le nombre de rubans peut être supérieur à deux, notamment dans le cas d'application à des systèmes électroniques dont l'alimentation en puissance nécessite une connexion à un potentiel électrique continu positif, une connexion à un potentiel électrique continu négatif, et une connexion à une 20 masse électrique. Revendications1. Dispositif de connexion électrique (10) comprenant au moins un câble plat (11) souple et déformable, ledit câble plat (11) comportant une pluralité de conducteurs électriques (12) noyés dans une enveloppe électriquement isolante (13) pour être disposés en parallèle dans une direction longitudinale (Dl), et à intervalles réguliers l'un par rapport à l'autre dans une direction latérale (D2), caractérisé en ce qu'il comporte deux rubans électriquement conducteurs (14, 15), superposés dans une direction transversale (D3) pour enserrer transversalement le câble plat (11) sur sensiblement toute sa longueur, et enfermés dans une gaine électriquement isolante (16), le matériau constitutif de chaque ruban (14, 15) étant souple et non cassant pour se déformer en flexion transversale et en torsion. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de chaque ruban électriquement conducteur (14, 15) est constituée par un segment curviligne et en ce que les concavités des sections des deux rubans électriquement conducteurs (14, 15) sont dirigées transversalement dans le même sens. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la section des conducteurs électriques (12) du câble plat (11) est adaptée à la transmission de signaux de faible intensité et en ce que chaque extrémité de chaque ruban électriquement conducteur (14, 15) est reliée à un moyen de raccordement pour assurer la transmission de puissance de forte intensité, par l'intermédiaire des rubans électriquement conducteurs (14, 15). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux câbles plats (11) disposés côte à côte latéralement 8 et conjointement enserrés entre les deux rubans électriquement conducteurs (14, 15). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux câbles plats (11) empilés transversalement et conjointement enserrés entre les deux rubans électriquement conducteurs (14, 15).10