CH694877A5 - Elément de remplissage d'un conduit de câble avec blindage incorporé et câble contenant celui-ci. - Google Patents
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Description
La présente invention se rapporte à un blindage métallique pour câbles de transmission de données, à un élément de remplissage de conduit de câble comportant ledit blindage et à un câble de transmission comportant ledit élément de remplissage. Contexte de l'invention
Les câbles électroniques constituent une autoroute sur laquelle voyagent la majorité des informations numériques actuelles. De nombreux câbles qui transmettent des informations numériques utilisent une pluralité de câbles à paires torsadées. Pour satisfaire aux exigences de rapidité de l'environnement numérique, ces câbles à paires torsadées doivent transmettre les informations à des fréquences élevées. Ces fréquences élevées, qui sont généralement transmises à des tensions extrêmement faibles, sont malheureusement sensibles aux interférences électroniques. Une paradiaphonie, également appelée NEXT dans l'industrie, entre des paires torsadées au sein d'un même câble peut se produire, par exemple, lors de la transmission du signal à haute fréquence.
Pour contrOler la paradiaphonie dans les câbles à paires torsadées non blindées (UTP), l'industrie a généralement recours à des distances de pose extrêmement courtes et/ou à un élément de remplissage central du conduit qui sépare physiquement les paires torsadées afin d'améliorer les performances de diaphonie. Le contrOle parfait de la diaphonie est obtenu en blindant individuellement les paires torsadées (ISTP) et en les isolant électriquement les unes des autres en reliant à la masse le plan commun du blindage. Bien qu'efficaces, ces câbles sont généralement relativement couteux à l'achat et à l'installation.
Les brevets américains 5 789 711, 5 969 295 et 5 519 173 décrivent chacun des méthodes employées pour séparer physiquement les paires torsadées avec un élément de remplissage central profilé dans les câbles à UTP ou à paires torsadées blindées. Ces configurations garantissent une certaine isolation grâce à la séparation physique des UTP, mais n'offrent pas les avantages d'un élément isolant conducteur entre les paires.
Le brevet américain 5 952 615 décrit le mode de réalisation d'un câble ISTP qui emploie une tige de remplissage centrale entourée d'un blindage et un blindage général pour isoler complètement chaque paire torsadée. Cette configuration impose généralement que les éléments de blindage soient branchés à la masse et elle est contraire à mon invention d'un UTP. De plus, un mode de réalisation propose deux bandes métalliques de forme cruciforme à l'intérieur des nervures de la tige de remplissage centrale. Cette configuration des deux bandes métalliques n'est pas souhaitable, car elle présente un risque de fuite électromagnétique au niveau du point de jonction des deux bandes.
De plus, la proximité du blindage qui entoure la totalité de la circonférence des paires torsadées a un effet néfaste sur l'impédance et l'atténuation des paires torsadées du câble. Pour maintenir les valeurs requises d'impédance et d'atténuation, la conception de l'ISTP impose d'ajouter un matériau isolant et un volume de cuivre supplémentaire aux paires torsadées, ce qui donne lieu à une augmentation non souhaitable de la taille et du cout du câble. De même, la proximité du blindage affecte la stabilité des paramètres électriques tels que l'impédance, l'atténuation et l'affaiblissement de réflexion.
Le brevet américain 3 819 443 décrit un élément de blindage composé de bandes métalliques laminées et de matières plastiques qui sont coupées, pliées et assemblées pour définir les branches radiales d'un élément de blindage. Cette configuration présente elle aussi bon nombre des problèmes décrits précédemment. L'assemblage des bandes ouvre une voie pour la transmission des fuites électromagnétiques entre les paires opposées. Résumé de l'invention
Le blindage métallique selon l'invention est défini dans la revendication indépendante 1 et les revendications dépendantes 2 à 7, l'élément de remplissage est défini dans la revendication indépendante 8 et la revendication dépendante 9 et le câble de transmission est défini dans la revendication indépendante 10.
Notre câble améliore l'isolation d'une pluralité de paires torsadées l'une de l'autre grâce à un élément de remplissage de conduit comprenant une pluralité d'alvéoles s'étendant dans le sens longitudinal et un blindage métallique interne. Dans certains cas, il est préférable que les alvéoles pour câble de l'élément de remplissage de conduit présentent une surface de section qui est égale ou supérieure au diamètre de la gaine du ou des fils ou câbles qui doivent être logés dans chacune des alvéoles. Le blindage métallique est intégré dans l'élément de remplissage de conduit pour isoler chacune des alvéoles de l'élément de remplissage de conduit.
Le blindage de l'élément de remplissage de conduit est de préférence une bande unique qui est pliée de manière à prendre la forme de l'élément de remplissage de conduit et qui s'étend dans chacune des branches d'alvéole en étant intégrée par celles-ci. La bande de blindage unique est pliée de manière à offrir une pluralité de nervures ou branches de manière à ce qu'il existe une branche de blindage pour chacune des branches d'alvéole de l'élément de remplissage de conduit. Nous fournissons également un blindage amélioré à deux bandes.
Dans le blindage à deux bandes, une première bande de blindage est pliée pour fournir la pluralité des branches de blindage et la deuxième bande de blindage fournit une branche de blindage. 20 à 50%, au moins 1,6 mm (1/16 inch), d'un cOté de la deuxième branche de blindage est enrobé dans une portion repliée de l'une des premières branches de la bande de blindage.
Un câble de communication fabriqué en utilisant l'élément de remplissage de conduit de notre invention possède généralement un câble à paire torsadée non blindée dans chaque alvéole. L'élément de remplissage de conduit qui contient la paire torsadée est ensuite enrobé.
La présente invention et ses avantages deviendront plus évidents en examinant la description détaillée ci-après considérée conjointement avec les dessins joints. Brève description des dessins Les fig. 1-3 sont des vues en coupe transversale agrandies des blindages à bande simple comprenant chacun quatre branches de blindage. La fig. 4 est une vue en coupe transversale agrandie d'un blindage à deux bandes construit conformément à l'invention. Les fig. 5-8 sont des vues partielles en plan en coupe transversale agrandies de différents éléments de remplissage de conduit dans lesquels est incorporé notre blindage. La fig. 9 est une vue en coupe transversale agrandie d'un câble équipé d'un élément de remplissage de conduit de la fig. 6.
Les fig. 10 et 11 sont des vues en coupe transversale de notre élément de remplissage de conduit allongé muni d'un fil de continuité de masse ou élément raidisseur. Description détaillée de l'invention
La description ci-après utilisée conjointement avec les dessins permet de mieux expliquer les caractéristiques inventives de notre élément de remplissage de conduit allongé et des câbles utilisant notre élément de remplissage de conduit allongé.
En se reportant à la fig. 1, notre élément de remplissage de conduit allongé 20 présente le long de son plan transversal une première branche 21, une deuxième branche 22, une troisième branche 23 et une quatrième branche 24. Le blindage est constitué d'une bande unique dont la largeur est égale à environ six fois la largeur de chaque branche lorsque toutes les branches 21 à 24 sont de largeur égale. Les branches de blindage 22 et 24 sont des branches pliées pour offrir une épaisseur double de l'épaisseur des branches de blindage 21 et 23. Le blindage dans la fig. 1 est formé en pliant la bande de 90 degrés en un premier point 50 pour former un premier segment 52 qui est la première branche 23 du blindage. Le premier segment 52 représente approximativement 1/6 de la largeur totale de la bande.
La bande est ensuite pliée de 180 degrés en un deuxième point 54 pour former un deuxième segment 56 et un troisième segment 58 qui forme la deuxième branche 24 du blindage. Le deuxième segment représente approximativement 1/6 et le troisième segment approximativement 2/6 de la largeur totale de la bande. La bande est ensuite pliée de 180 degrés en un troisième point 60 pour former un quatrième segment 62 et constituer la troisième branche 22 du blindage. Pour terminer, la bande est pliée de 90 degrés en un quatrième point 64, créant ainsi la quatrième branche 21 du blindage. Les deuxième, troisième et quatrième segments 56, 58 et 62 sont comprimés pour éliminer les espaces entre eux. L'espace entre chaque branche crée des alvéoles 66 qui sont conçues pour recevoir des câbles à paire torsadée 42 comme illustré dans la fig. 9.
Chaque alvéole 66 présente un bord intérieur de 90 degrés et elle est définie par deux branches du blindage et par une gaine de câble 43. Comme il n'existe aucune interruption dans le blindage monobloc, les fréquences parasites en provenance de chaque alvéole sont considérablement réduites par rapport aux conceptions précédentes du blindage.
En se reportant à la fig. 2, notre blindage 25, les quatre branches 26, 27, 28 et 29 possèdent une double couche de bande de blindage. Les doubles couches s'engagent les unes dans les autres lorsque la bande de blindage est incorporée dans un élément de remplissage de conduit. En pliant un seul morceau de bande de blindage pour réaliser cette configuration, il est possible de placer un fil de continuité de masse ou élément raidisseur 45 au point de convergence 68 des quatre branches 26, 27, 28 et 29, comme illustré dans la fig. 10. Avec cette configuration, chaque branche 26, 27, 28 et 29 a une largeur approximativement égale à 1/8 de la largeur totale de la bande. L'avantage du blindage 25 est que chaque branche 26, 27, 28 et 29 est composée de deux segments de bande, ce qui permet d'utiliser une bande plus mince.
La fig. 3 représente un autre de nos blindages 30 composé d'une bande unique pliée de manière à former des branches de blindage en "T" à double couche 31, 32, 33 et 34. Les branches 31, 32, 33 et 34 et le dessus 70 du "T" sont à double couche et façonnés de manière à coïncider avec la forme des extrémités latérales des branches de l'élément de remplissage de conduit, comme illustré dans la fig. 11. Cette conception réduit encore davantage les interférences en fermant partiellement les alvéoles 72 qui contiennent les câbles à paire torsadée. En pliant un seul morceau de bande de blindage pour réaliser cette configuration, il est possible de placer un fil de continuité de masse ou élément raidisseur 45 au point de convergence 74 des quatre branches 31, 32, 33 et 34.
En se reportant à la fig. 4, celle-ci illustre un autre de nos éléments de remplissage de conduit 35 composé de deux bandes de blindage et possédant des branches de blindage 36, 37, 38 et 39. Les branches 36, 37 et 38 sont constituées d'une bande de blindage unique et la branche 37 est pliée pour réaliser une branche à double couche. La branche 39 est formée par la deuxième bande et 20 à 50 %, au moins 1,6 mm (1/16 inch), d'un de ses cOtés est enrobé dans les portions repliées de la branche de blindage 37. La portion enrobée d'au moins 1,6 mm (1/16 inch) est nécessaire pour empêcher la branche 39 de se détacher d'entre les portions pliées de la branche 37. Lorsqu'elle est assemblée, la branche 39 est placée entre les segments de la branche 37.
L'utilisation du blindage a deux bandes de cette configuration permet d'éliminer les fuites électromagnétiques au niveau du point de jonction des deux bandes grâce au chevauchement entre les bandes.
Les fig. 5 à 8 représentent différentes formes d'éléments de remplissage de conduit qui intègrent l'un quelconque des blindages des fig. 1, 2 et 4. Comme la bande de film est souple, il est possible de plier les branches en une position correspondant à la forme des éléments de remplissage de conduit. L'utilisation des blindages des fig. 1, 2 et 4 permet de former le blindage à partir de la bande et d'appliquer l'élément de remplissage dans une opération continue, ce qui élimine les étapes nécessaires pour les autres modes de conception du câble.
Le matériau préférentiel pour l'élément de remplissage de conduit allongé est tout polymère ou copolymère approprié, suivant les besoins de l'utilisateur en matière de résistance à l'écrasement, de résistance à la rupture, de remplissage avec du gel, de sécurité et de résistance au feu et à la fumée. Dans de nombreuses applications, le matériau sera un polyéthylène retardateur de combustion ou du chlorure de polyvinyle. Comme l'élément de remplissage est un matériau polymère, il est possible de lui donner différentes formes pour répondre aux exigences de conception du câble. L'élément de remplissage est conçu pour suivre les contours du blindage et pour assurer une isolation supplémentaire des alvéoles tout en augmentant la résistance générale du câble terminé.
La coupe transversale de l'élément de remplissage 86 avec le blindage intégré 88 illustrée dans la fig. 5 représente un élément de remplissage en forme de signe plus qui possède quatre branches 76, 78, 80 et 82 définissant les alvéoles 84. La coupe transversale de l'élément de remplissage 90 avec le blindage intégré 92 illustrée dans la fig. 6 représente le blindage 92 avec les branches 94, 96, 98 et 100 dans une orientation perpendiculaire. L'élément de remplissage 90 entoure le blindage 92. Les pointes des branches 94, 96, 98 et 100 sont arrondies, ce qui correspond à la forme du câble. Les bords intérieurs 102 sont eux aussi arrondis pour former une alvéole arrondie 104. La fig. 7 représente un blindage 106 et un élément de remplissage 108 avec des pointes arrondies 110 qui répondent à certaines exigences de conception du câble.
Comme le blindage 106 est souple, il peut prendre la forme souhaitée. La fig. 8 représente un blindage 112 et un élément de remplissage 114 façonné de telle manière que les alvéoles 116 et 118 présentent un angle intérieur 120 inférieur à celui des alvéoles 122 et 124. Cette configuration de l'élément de remplissage est utilisée dans les câbles de section ovale ou rectangulaire.
La fig. 9 représente un câble 40 dont l'âme est constituée par notre élément de remplissage de conduit allongé 126 constitué d'une première paire d'alvéoles diamétralement opposées 128 et 130 contenant chacune un câble à paire torsadée non blindée 42 et d'une deuxième paire d'alvéoles 132 et 134 contenant chacune elles aussi un câble à paire torsadée non blindée 42. L'âme 136, qui contient notre élément de remplissage de conduit allongé 126, est munie d'un blindage intégré 138 et contient les câbles 42 dans ses alvéoles. L'âme est entourée d'une gaine 43 qui a été appliquée sur celle-ci par extrusion. La gaine 43 peut être composée de tout matériau de gaine approprié généralement utilisé comme du chlorure de polyvinyle expansé ou non expansé, des polymères fluorés, des composés retardateurs de combustion, etc.
Chaque câble à paire torsadée non blindée 42 possède une paire de conducteurs et un isolant approprié 140. Les conducteurs sont généralement en cuivre, en cuivre étamé ou en tout matériau conducteur approprié. L'isolant conducteur 140 est un isolant en polyéthylène expansé ou non expansé, en polypropylène, en propylène éthylène fluoré, en tétrafluoroéthylène, en chlorure de polyvinyle, etc.
En se reportant à la fig. 10, celle-ci illustre un élément de remplissage de conduit 150 muni d'un blindage 152 et d'un fil de continuité de masse 45 situé dans l'orifice 68. L'élément de remplissage de conduit présente la même construction du blindage que le blindage de la fig. 2. Dans ce mode de réalisation, le fil de continuité de masse 45 se trouve entre les doubles couches du blindage 152 de l'élément de remplissage de conduit.
Notre élément de remplissage de conduit est généralement utilisé pour un câble de communication constitué de quatre câbles à paire torsadée, chacun de même taille avec ou sans couches différentes. L'élément de remplissage de conduit a un diamètre compris entre environ 3,8 mm (0,150 inches) et environ 8,9 mm (0,350 inches). La taille des câbles à paire torsadée 42 est généralement comprise entre environ 24 AWG (American wire gauge) et environ 22 AWG. Pour d'autres applications, l'élément de remplissage de conduit pourra comporter autant d'alvéoles ou de branches d'alvéole que nécessaire. Dans un câble à quatre paires, par exemple, l'élément de remplissage de conduit aura des branches de quatre alvéoles et l'élément de remplissage de conduit aurait des branches de 10 alvéoles dans un câble à 10 paires.
De même, le blindage intégré aurait respectivement 4 et 10 branches de blindage.
Les blindages peuvent être tout blindage approprié tel qu'une bande en aluminium ou en cuivre, du BELDFOIL, du DUOFOIL ou toute bande métallique appropriée. Le blindage qui utilise une base en polymère peut présenter de l'aluminium ou du cuivre sur l'un ou les deux cOtés de la base en polymère. L'épaisseur du métal sur le blindage est comprise entre environ 8 mu m (0,0003 inches) et 25 mu m (0,001 inches).
En se reportant à la fig. 11, celle-ci illustre un élément de remplissage de conduit 142 muni d'un blindage intégré 144 et d'un fil de continuité de masse ou élément raidisseur 45. L'élément de remplissage de conduit présente la même construction de blindage que le blindage de la fig. 3. Dans ce mode de réalisation, le fil de continuité de masse se trouve entre les doubles couches du blindage de l'élément de remplissage de conduit.
Le fil de continuité de masse est généralement fabriqué en cuivre étamé, en aluminium étamé, etc. et l'élément raidisseur est généralement fabriqué en polyéthylène.
Il sera bien évidemment apprécié que les modes de réalisation qui viennent d'être décrits ont été cités à titre d'illustration et que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation précis décrits ici. Différents changements et différentes modifications peuvent être apportés par une personne compétente dans l'art sans s'écarter du domaine d'application de l'invention tel qu'il est défini dans les revendications jointes.
Claims (10)
1. Un blindage métallique pour câbles de transmission de données ayant une pluralité de branches de blindage espacées s'étendant longitudinalement, caractérisé en ce qu'au moins trois des branches de blindage sont formées d'une première bande de blindage unique, continue métalliqueer pliée pour former lesdites au moins trois branches de blindage s'étendant longitudinalement,
2. Le blindage métallique de la revendication 1, caractérisé en ce que quatre branches de blindage sont formées à partir de la première bande de blindage métallique pliée.
3.
Le blindage métallique de la revendication 1, caractérisé en ce qu'une deuxième bande de blindage forme une quatrième branche de blindage, la deuxième bande ayant d'environ 20 pour cent à environ 50 pour cent ou au moins 1,6 mm d'un cOté de celle-ci recouverte par une portion repliée sur celle-ci de la première bandes de blindage formant les au moins trois branches de blindage.
4. Le blindage métallique de la revendication 2, caractérisé en ce que la première bande de blindage a une épaisseur d'environ 8 mu m à environ 25 mu m.
5. Le blindage métallique de la revendication 3, caractérisé en ce que les deux bandes de blindage ont une épaisseur d'environ 8 mu m à environ 25 mu m.
6.
Le blindage métallique de la revendication 4, caractérisé en ce que la première bandede blindage a une largeur égale à environ 6 fois la largeur de chacune des branches de blindage, quand toutes les branches de blindage ont une largeur égale.
7. Le blindage métallique de l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce la première bande de blindage métallique est sélectionnée parmi l'aluminium, le cuivre, et une base en polymère ayant de l'aluminium ou du cuivre sur un cOté ou les deux cOtés de la base polymère.
8. Un élément de remplissage de conduit de câble comportant un blindage métallique selon l'une des revendications 1 à 6.
9. L'élément de remplissage de conduit de câble de la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément de remplissage de conduit a un diamètre d'environ 3,8 mm à environ 8,9 mm.
10.
Un câble de transmission de signal comportant un élément de remplissage de câble selon la revendication 8 ou 9.
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