EP0643399B1 - Cable de transmission haute fréquence - Google Patents

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EP0643399B1
EP0643399B1 EP94402005A EP94402005A EP0643399B1 EP 0643399 B1 EP0643399 B1 EP 0643399B1 EP 94402005 A EP94402005 A EP 94402005A EP 94402005 A EP94402005 A EP 94402005A EP 0643399 B1 EP0643399 B1 EP 0643399B1
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rod
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cable
cable according
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Patrick Rofidal
Serge Damilo
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Alcatel Lucent SAS
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Alcatel SA
Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads

Definitions

  • the present invention relates to a cable high frequency transmission, of the type comprising individually insulated and assembled electrical conductors in several beams often protected by shielding, and comprising an overall protective outer sheath.
  • Such cables are used in particular in the IT domain for high frequency transmission of data, which can be of the order of 100 MHz. They are often of flat exterior shape.
  • the bundles of insulated conductors can be pairs, thirds or fourths. They can also be assembled in at least a set. Conductors isolated from bundles of the same together are then advantageously assembled with steps different for the constitution of the different bundles of this set.
  • the shield then surrounds each set of bundles.
  • each set can be made by an insulating tape, by example in polyester, the outside of which is metallic.
  • This ribbon is laid lengthwise or helically covering of its edges, around the whole of bundles.
  • Document Wo-A-86/05311 describes a flat cable computer in which isolated conductors individually are assembled in pairs protected by a individual shielding screen, these insulated conductors being all positioned in the same plane.
  • two insulated conductors positioned side by side are assembled in a pair by a first insulating coating extruded around of these two insulated conductors and thus embedded in it.
  • Each pair is protected by a metallic tape of shielding surrounding it.
  • Protected pairs positioned side by side side by side are assembled by a second insulating coating extruded around them, forming the outer sheath of overall cable protection.
  • the first coating is made of polyvinyl chloride, non-adherent on the insulation of the conductors made of polyethylene or propylene.
  • Document US-A-4,755,629 describes an electric cable high frequency transmission.
  • this cable has two pairs of insulated electrical conductors individually, a dielectric rod for joining the two pairs while separating them from each other, a screen of shielding around the rod and a protective sheath outside.
  • This ring is of cross section in the shape of an eight to define two cavities for the two pairs and one spacer between these pairs and has two opposite slots opening along the cavities. These slots allow insertion of the pairs in the cavities and facilitate access to each pair for mounting a connector cable terminal. However, they can lead to deformations of the cavities and then displacements of the pair conductors in place, despite the presence of shield covering the periphery of the rod.
  • the object of the present invention is to produce a cable high frequency avoiding the drawbacks of realizations known above and allowing to reach levels of crosstalk on the order of -40 to -50 dB at 100 MHz.
  • Its purpose is a high transmission cable frequency, with insulated electrical conductors individually and assembled into several bundles themselves assembled in at least one set, a rod dielectric for assembling the bundles of each set and an overall protective outer sheath, said rod dielectric having contiguous tubular portions defining on the one hand longitudinal cavities independent, assigned to the bundles of the same assembly, each section adapted to that of one of the bundles of this set and each provided with a slot on the periphery of the rod for the placement of the beam in the cavity, and on the other hand at least one zone common to the tubular portions and said spacer between the bundles in place in the cavities, characterized in that it comprises a closed holding element of each of said slots of different cavities containing the beams, for a continuity of dielectric material around the beams place in said cavities and a conservation of the geometry of said beams in place.
  • the single figure is a sectional view a high frequency transmission cable, according to the invention.
  • This cable is flat and has two quads 1. Each quart is made up of a twist of four solid conductors 2, in particular copper, each coated with insulation 3 in PE or PP preferably.
  • the dielectric rod 5 has for this purpose two cavities 6 in length receiving these two quarters.
  • Each of these cavities is of circular section, adapted to that of quartets 1. It is opened by a narrow slot 7 on the periphery of the rod, initially or at the installation of the fourth.
  • This slot is wide very weak, a few tenths of a millimeter or more advantageously of the order of a few hundredths of millimeter only, for later closing.
  • This dielectric rod 5 is an extruded profile, produced preferably polyethylene or polypropylene. He's from substantially elliptical section, for a flat shape desired cable, with its two cavities and their slots centered on the major axis of its section. He plays the role spacer for maintaining and separating the two quarters. Her central area between the two cavities is thick minimum of at least 0.2mm and is preferably of the order of 0.3mm for 1.3mm diameter insulated conductors about.
  • the cable further comprises a shielding screen 8, in the form of a ribbon laid lengthwise and overlapping its edges around the dielectric rod and the two fourths as well assembled, and a screen continuity wire 9, interposed between the screen and the dielectric rod.
  • This screen can be metallic or be dielectric and then metallized and in particularly aluminized. It ensures the closed maintenance of slots in the various cavities of the rod it surrounds.
  • This set of two quarters thus protected is covered with an outer sheath 10 of overall protection.
  • This sheath ensures a tight hold of the screen around the rod whose cavities are thus closed. It is extruded directly on the screen as soon as it is installed.
  • She can be made of PE, PP or preferably PVC or other material cladding classic.
  • this cable is quick and simple. She is done on a manufacturing line not shown, comprising means for scrolling the rod, two sets spacers fitting into the slots in the rod cavities for their opening by elastic deformation, means of guidance and insertion of the two quartes into the cavities open rod, means for guiding the continuity wire screen against the rod, guiding and setting means place shielding tape around the rod and a die extrusion end of the outer protective sheath.
  • the rod may have a section other than that substantially elliptical, being without sharp peripheral edge. It can also include more than two longitudinal cavities, each of section adapted to the section of the beam to be mounted, the beams assembled in the rod which can be quads and / or third parties and / or pairs.
  • the slots of the different cavities can be relatively large. They are then closed by a dielectric gasket attached and retained in each of them or by an external dielectric tape surrounding the rod or by the dielectric layer shielding screen of preferably reinforced thickness.
  • This dielectric rod cable for holding and separation of the bundles from each set can also be without shielding screen.
  • the cable may include several rods surrounded or not by their individual screen of shielding and retained side by side in an outer sheath extruded around them.

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  • Communication Cables (AREA)

Description

La présente invention porte sur un câble de transmission haute fréquence, du type comportant des conducteurs électriques isolés individuellement et assemblés en plusieurs faisceaux souvent protégés par un blindage, et comportant une gaine extérieure de protection globale.
De tels câbles sont utilisés en particulier dans le domaine informatique pour la transmission haute fréquence de données, pouvant être de l'ordre de 100 MHz. Ils sont souvent de forme extérieure plate. Les faisceaux de conducteurs isolés peuvent être des paires, des tierces ou des quartes. Ils peuvent être en outre assemblés en au moins un ensemble. Les conducteurs isolés des faisceaux d'un même ensemble sont alors avantageusement assemblés avec des pas différents pour la constitution des différents faisceaux de cet ensemble. Le blindage entoure alors chaque ensemble de faisceaux.
Dans un tel câble, le maintien et le blindage de chaque ensemble peut être réalisé par un ruban isolant, par exemple en polyester, dont la face extérieure est métallisée. Ce ruban est posé en long ou en hélice à recouvrement de ses bords, autour de l'ensemble de faisceaux. Combiné éventuellement avec un ensemble de faisceaux dont les pas d'assemblage sont différents, il permet de réduire la diaphonie entre faisceaux et d'atteindre une valeur limite de l'ordre de -35 dB à 100 MHz, mais pas inférieure.
Dans un tel câble, la proximité du blindage et des conducteurs isolés qu'il entoure conduit par ailleurs à une capacité linéique et à un affaiblissement linéique du câble qui sont relativement élevés.
Le document Wo-A-86/05311 décrit un câble plat informatique dans lequel les conducteurs isolés individuellement sont assemblés en paires protégées par un écran individuel de blindage, ces conducteurs isolés étant tous positionnés dans un même plan. Dans ce câble, deux conducteurs isolés et positionnés côte à côte sont assemblés en une paire par un premier enrobage isolant extrudé autour de ces deux conducteurs isolés et ainsi noyés dans celui-ci. Chaque paire est protégée par un ruban métallique de blindage l'entourant. Les paires protégées positionnées côte à côte sont assemblées par un deuxième enrobage isolant extrudé autour d'elles, formant la gaine extérieure de protection globale du câble.
Avantageusement deux rainures opposées sont réalisées sur le premier enrobage entre les deux conducteurs de la paire concernée et sur le deuxième enrobage entre les différentes paires ainsi assemblées, pour des facilités de dégainage nécessaire à l'accès aux conducteurs et la mise en place d'un connecteur terminal sur les différentes paires ou le câble. Pour ces mêmes raisons, le premier enrobage est réalisé en polychlorure de vinyle, non adhérent sur l'isolation des conducteurs réalisée en polyéthylène ou en propylène.
La réalisation d'un tel câble est relativement longue et est très délicate. Elle comporte un nombre important d'opérations d'extrusion. Elle exige, en particulier, à l'issue du premier enrobage d'assemblage des deux conducteurs de chaque paire et à l'issue du deuxième enrobage d'assemblage des paires, l'obtention des positions relatives strictes, qui sont définies initialement pour les caractéristiques électriques souhaitées du câble, entre les différents conducteurs.
Les opérations de dégainage sont elles-mêmes longues. Le choix du premier enrobage en PVC sur le PE ou PP d'isolation des conducteurs conduit à des performances diélectriques moindres que celles pouvant être obtenues en le réalisant en PE ou PP ou l'un de leurs copolymères, mais le faisant adhérer très fortement aux conducteurs isolés alors rendus très difficiles à dénuder.
En outre, la disposition dans un même plan des conducteurs limite les assemblages possibles des conducteurs, qui sont assemblés uniquement en paires, dans ce câble.
Le document US-A-4 755 629 décrit un câble électrique de transmission haute fréquence. En particulier, ce câble comporte deux paires de conducteurs électriques isolés individuellement, un jonc diélectrique d'assemblage des deux paires tout en les séparant l'une de l'autre, un écran de blindage autour du jonc et une gaine de protection extérieure. Ce jonc est de section droite en forme de huit pour définir deux cavités pour les deux paires et un écarteur entre ces paires et présente deux fentes opposées d'ouverture en long des cavités. Ces fentes permettent l'insertion des paires dans les cavités et facilitent l'accès à chaque paire pour le montage d'un connecteur terminal sur le câble. Elles peuvent par contre conduire à des déformations des cavités et alors à des déplacements des conducteurs des paires en place, malgré la présence du blindage recouvrant la périphérie du jonc.
La présente invention a pour but de réaliser un câble haute fréquence évitant les inconvénients des réalisations connues précitées et permettant d'atteindre des niveaux de diaphonie de l'ordre de -40 à -50 dB à 100 MHz.
Elle a pour objet un câble de transmission haute fréquence, comportant des conducteurs électriques isolés individuellement et assemblés en plusieurs faisceaux eux-mêmes assemblés en au moins un ensemble, un jonc diélectrique d'assemblage des faisceaux de chaque ensemble et une gaine extérieure de protection globale, ledit jonc diélectrique comportant des portions tubulaires jointives définissant d'une part des cavités longitudinales indépendantes, affectées aux faisceaux du même ensemble, prévues chacune de section adaptée à celle de l'un des faisceaux de cet ensemble et munies chacune d'une fente sur la périphérie du jonc pour la mise en place du faisceau dans la cavité, et d'autre part au moins une zone commune aux portions tubulaires et dite écarteur entre les faisceaux en place dans les cavités, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de maintien fermé de chacune desdites fentes des différentes cavités contenant les faisceaux, pour une continuité de matière diélectrique autour des faisceaux en place dans lesdites cavités et une conservation de la géométrie desdits faisceaux en place.
Ce câble peut présenter avantageusement en outre au moins l'une des caractéristiques additionnelles suivantes:
  • l'écarteur est sensiblement plan sur les parties périphériques correspondantes du jonc.
  • ledit jonc est de section droite sensiblement elliptique et comporte deux cavités opposées l'une à l'autre et centrées sur le grand axe de la section elliptique, dont les fentes respectives sont terminales sur ledit grand axe,
  • chaque écarteur présente une épaisseur minimale d'au moins 0,2 mm et de préférence de 0,3 à 0,5 mm.
  • lesdites fentes sont étroites et ont une largeur inférieure à quelques dixièmes de millimètres et de préférence de l'ordre de quelques centièmes de millimètres.
  • le câble comporte plusieurs joncs d'assemblage des faisceaux en autant d'ensembles, disposés et maintenus côte à côte dans ladite gaine extérieure.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée d'un exemple de réalisation illustré dans le dessins ci-annexé.
Dans ce dessin, la figure unique est une vue en coupe d'un câble de transmission haute fréquence, selon l'invention.
Ce câble est plat et comporte deux quartes 1. Chacune des quartes est constituée d'une torsade de quatre conducteurs massifs 2, en particulier en cuivre, chacun revêtu d'une isolation 3 en PE ou PP de préférence.
Ces deux quartes sont logées dans un jonc diélectrique 5, assurant l'assemblage des deux quartes, leur maintien et leur séparation. Le jonc diélectrique 5 présente à cet effet deux cavités 6 en long recevant ces deux quartes.
Chacune de ces cavités est de section circulaire, adaptée à celle des quartes 1. Elle est ouverte par une fente étroite 7 sur la périphérie du jonc, initialement ou à la mise en place de la quarte. Cette fente est de largeur très faible, de quelques dixièmes de millimètre ou plus avantageusement de l'ordre de quelques centièmes de millimètre uniquement, pour sa fermeture ultérieure.
Ce jonc diélectrique 5 est un profilé extrudé, réalisé de préférence en polyéthylène ou polypropylène. Il est de section sensiblement elliptique, pour une forme plate souhaitée du câble, avec ses deux cavités et leurs fentes centrées sur le grand axe de sa section. Il joue le rôle d'écarteur de maintien et de séparation des deux quartes. Sa zone centrale entre les deux cavités est d'épaisseur minimale d'au moins 0,2mm et est de préférence de l'ordre de 0,3mm pour des conducteurs isolés de diamètre de 1,3mm environ.
Le câble comporte, en outre, un écran de blindage 8, sous forme de ruban posé en long et à recouvrement de ses bords autour du jonc diélectrique et des deux quartes ainsi assemblées, et un fil 9 de continuité d'écran, interposé entre l'écran et le jonc diélectrique. Cet écran peut être métallique ou être diélectrique et alors métallisé et en particulier aluminisé. Il assure le maintien fermé des fentes des différentes cavités du jonc qu'il entoure.
Le recouvrement l'un sur l'autre des bords de l'écran se fait loin des fentes d'ouverture des cavités. Dans cet exemple, il est réalisé sur l'une des grandes faces du jonc diélectrique. Il en est de même de la pose du fil de continuité d'écran qui est dans cet exemple sensiblement centré sur l'autre grande face du profilé.
Cet ensemble de deux quartes ainsi protégées est recouvert d'une gaine extérieure 10 de protection globale. Cette gaine assure un maintien serré de l'écran autour du jonc dont les cavités sont ainsi fermées. Elle est extrudée directement sur l'écran dès la pose de celui-ci. Elle peut être en PE, PP ou de préférence en PVC ou autre matériau classique de gainage.
La réalisation de ce câble est rapide et simple. Elle se fait sur une ligne de fabrication non illustrée, comportant des moyens de défilement du jonc, deux jeux d'écarteurs s'insérant dans les fentes des cavités du jonc pour leur ouverture par déformation élastique, des moyens de guidage et d'insertion des deux quartes dans les cavités ouvertes du jonc, des moyens de guidage du fil de continuité d'écran contre le jonc, des moyens de guidage et de mise en place du ruban de blindage autour du jonc et une filière terminale d'extrusion de la gaine extérieure de protection.
En variante non illustrée, le jonc peut avoir une section autre que celle sensiblement elliptique, en étant sans arête vive périphérique. Il peut également comporter plus de deux cavités longitudinales, chacune de section adaptée à la section du faisceau à y monter, les faisceaux assemblés dans le jonc pouvant être des quartes et/ou des tierces et/ou des paires. Les fentes des différentes cavités peuvent être relativement larges. Elles sont alors fermées par un joint diélectrique rapporté et retenu dans chacune d'elles ou par un ruban diélectrique extérieur entourant le jonc ou par l'écran de blindage à couche diélectrique de préférence d'épaisseur renforcée.
Ce câble à jonc diélectrique de maintien et de séparation des faisceaux de chaque ensemble peut également être sans écran de blindage.
En variante également, le câble peut comporter plusieurs joncs entourés ou non de leur écran individuel de blindage et retenus côte à côte dans une gaine extérieure extrudée autour d'eux.
Parmi les avantages que présente le câble selon l'invention, on cite notamment:
  • le niveau de diaphonie obtenu, qui est de l'ordre de à - 40 à -50 dB à 100 MHz, avec ou sans l'écran de blindage,
  • la protection de la géométrie des faisceaux assemblés dans le jonc, en particulier lors de flexions du câble, et l'amélioration résultante de la régularité d'impédance,
  • l'éloignement de l'écran par rapport aux conducteurs et son maintien fermé en long,
  • la facilité d'accès aux conducteurs à travers les fentes du jonc rainuré, dès l'ouverture de la gaine extérieure de protection sur laquelle peuvent être également prévues des rainures facilitant son ouverture.

Claims (8)

  1. Câble de transmission haute fréquence, comportant des conducteurs électriques (2) isolés (3) individuellement et assemblés en plusieurs faisceaux (1) eux-mêmes assemblés en au moins un ensemble, un jonc (5) diélectrique d'assemblage des faisceaux de chaque ensemble et une gaine extérieure (10) de protection globale, ledit jonc diélectrique comportant des portions tubulaires jointives définissant d'une part des cavités (6) longitudinales indépendantes, affectées aux faisceaux du même ensemble, prévues chacune de section adaptée à celle de l'un des faisceaux de cet ensemble et munies chacune d'une fente (7) sur la périphérie du jonc pour la mise en place du faisceau dans la cavité, et d'autre part au moins une zone commune aux portions tubulaires et dite écarteur entre les faisceaux en place dans les cavités, caractérisé en ce qu'il comporte un élément (8) de maintien fermé de chacune desdites fentes des différentes cavités contenant les faisceaux, pour une continuité de matière diélectrique autour des faisceaux en place dans lesdites cavités et une conservation de la géométrie desdits faisceaux en place.
  2. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque écarteur est sensiblement plan sur les parties périphériques correspondantes dudit jonc.
  3. Câble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit jonc est de section droite sensiblement elliptique et comporte deux cavités (6), opposées l'une à l'autre et centrées sur le grand axe de la section droite dudit jonc, dont les fentes respectives sont terminales sur ledit grand axe.
  4. Câble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque écarteur entre les faisceaux maintenus dans leurs cavités présente une épaisseur minimale d'au moins 0,2 mm et de préférence de 0,3 à 0,5mm.
  5. Câble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites fentes ont une largeur inférieure à quelques dixièmes de millimètre et de préférence de l'ordre de quelques centièmes de millimètre.
  6. Câble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit élément (8) de maintien fermé de chacune des fentes des différentes cavités contenant lesdits faisceaux est un écran de blindage enserrant chaque jonc et ayant des bords se recouvrant l'un l'autre et décalés relativement aux fentes.
  7. Câble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les faisceaux de chaque ensemble sont formés chacun de 2 à 4 conducteurs torsadés et ainsi directement maintenus dans les différentes cavités.
  8. Câble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs joncs d'assemblage des faisceaux en autant d'ensembles, lesdits joncs étant disposés et maintenus côte à côte dans ladite gaine extérieure (10).
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