Brevet FR2387739A1 — publié le 19781117

La présente invention a pour objet une clé de serrage permettant, à un stade prédéterminé du processus de serrage, de détecter le contact de la tête de clé avec une masse métallique ex extérieure Bien que la clé de serrage selon l'invention puisse trouver application dans de nombreux domaines impliquant la détections dans des conditions simples et économiques, du contact d'un organe mobile, de serrage par exemple, avec une surface métallique extérieure, on la décrira, pour mettre en évidence certaines de ses caractéristiques essentielles, dans une forme de réalisation particulière adaptée a sa mise en oeuvre avec un connecteur automatique pour dérivation sur câbles isolés. On rappellera brièvement le problème posé par la réalisation de dérivations sur cabales isolés à l'aide de connecteurs opérant par perforation de l'isolant. On connait notamment dans ce domaine le connecteur tel que décrit dans la demande de brevet français nO 69 30124 du 4 Septembre 1969 au nom de la Demanderesse. Parmi les avantages d'un tel dispositif figure celui qui permet d'éviter le dénudage du câble principal, opération nécessaire lorsqu'on utilise les connecteurs classiques.Cependant, la technique de la prise de courant, surtout s'il s'agit de courant de puissance, comme c'est le cas en particulier pour la dérivation d'un branchement d'abonné sur un réseau en câbles isolés préassemblés, se heurte à une difficulté qui n' a pas jus qu a présent trouvé de solution satisfaisante, à la fois rationnelle et sûre. On comprendra facilement que la difficulté réside dans le fait d'obtenir un contact suffisant mais également sans excès afin de ne pas détériorer les brins (généralement en aluminium) de l'âme du câble principal. On constate, en effet, que les gaines des câbles isolés ont des duretés très différentes suivant le type même de l'isolant et pour un isolant déterminé, suivant les conditions de température. Un procédé qui préserve les brins du câble contre une détérioration dangereuse due à un exces de serrage consiste à doter l'opérateur d'une clé à déclenchement à couple préréglé, telle que celle décrite dans le brevet déposé par la Demanderesse sous le nO 69 30124 du 4 Septembre 1969. Cependant, ce procédé n'apporte pas une solution entièrement satisfaisante. En effet, pour une vis de pression déteiminée, un couple défini permet d'exercer par l'intermédiaire de la vis sur les pièces qui perforent l'isolant une pression déterminée toujours identique à elle-même , donc, meme pour un isolant déterminé, mais dont la dureté varie très sensiblement en fonction de la température, la perforation est plus ou moins accentuée et les dommages causés aux brins du câble ne sont pas exclus. L'objet de la présente invention est de remédier à ce défaut en ne basant plus la limite du serrage su une valeur empirique du couple exercé sur la vis de pression, mais en prenant comme critère la mise en contact, dès qu'elle se produit, des pièces de prise de courant avec l'âme du câble isolé. A cet effet, l'invention propose une clé de serrage d' détecteur de contact électronique du type comportant adaptée à l'une des extrémités d'un manche de manoeuvre manuel, une tête de clé métallique portant un embout d'accouplement avec un organe à serrer, cette clé étant caractérisée en ce ue, ledit manche comportant sur un corps isolant une armature de contact métallique qui assure une liaison électrique avec la main de l'opérateur, et qui est isolée électriquement de ladite tête de clé, elle coopère électriquement avec un moyen générateur de signaux dont au moins un paramètre est sensible au contact dudit embout avec une masse métallique extérieure. Cette association de la clé à un moyen générateur de signaux constitue une solution simple mais fiable du problème posé, en affranchissant le processus de perforation du revetement isolant du câble des variations des caractéristiques mécaniques de ce dernier ; en effet, ainsi qu'on le montrera plus loin, de par sa conception et sa sensibilité, le dispositif alerte l'opérateur dès l'arrivée au contact de l'rame métallique du câble des lames du connecteur. Selon deux variantes de réalisation, ledit moyen générateur délivre des signaux-soit acoustiques soit lumineux. Selon un mode de réalisation préférentiel, ladite armature affecte la forme d'un tube formant manche dans lequel est encastrée et immobilisée par un corps isolant ladite extension de la tête de clé. Cette disposition est particulièrement avantageuse car elle permet de se servir de l'armature métallique en tant que manche et d'y ancrer dans un remplissage isolant la tête de la clé de serrage. Avantageusement, ledit tube peut comporter un revêtement extérieur isolant. Cette disposition offre une protection supplémentaire au cas où l'on opere sur câbles laissés sous tension. Selon l'une des caractéristiques de l'invention, ledit moyen générateur est relié à ladite clé par une liaison électrique bifilaire dont un premier conducteur est connecté à ladite armature et un second par l'intermédiaire d'un filtre du type résistance-capacité, à ladite tête de clé. En variante, il peut etre prévu d'insérer en série avec ledit filtre, un microrupteur à butée réglable coupant la liaison avec ledit générateur de signaux lorsqu'on atteint un couple de serrage prédéterminé. Le filtre résistance-capacité, interposé entre la tête de clé et le générateur assure le passage des signaux tout en isolant convenablement la clé par rapport au générateur ; grâce à l'insertion d'un micro-rupteur, l'opérateur est à même d'obtenir avec précision, par le jeu de la signalisation acoustique ou optique, une pression de contact prédéterminée entre les lames du connecteur et l'émue du câble. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre visant une forme d'exécution choisie à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue d'ensemble montrant la clé de serrage et, sous forme synoptique,le générateur de signaux associé la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une forme de réalisation de la clé de serrage selon l'invention la figure 3 est une vue n coupe d'une variante de la clé de la figure 2. En se référant tout d'abord à la figure 1, on note que la clé de serrage selon l'invention, désignée par 1 dans son ensemble, est constituée d'un manche isolant 2, comportant une armature métallique 3 qui assure la liaison avec la masse de 1' opérateur représentée par 4. A l'une des extrémités du manche 2 est encastrée la tête 5 portant un embout 6 ; cet embout est en général du type à 6 pans. Il va de soi que cette tête 5 peut comporter un cliquet réversible tel que couramment monté sur les outillages de l'espèce. En 7 figure une masse métallique exté rieure dont le contact, par connecteur interposé, avec l'embout 6 active le générateur de signaux désigné dans son ensemble par 8. Logé dans un boîtier métallique de volume très réduit que l'opérateur peut, par exemple, porter sur lui, le générateur 8 comporte, assemblés sur une plaquette à circuit inprimé - un oscillateur à fréquence ultrasonique 9, - un détecteur de variation de fréquence 10, - un oscillateur pulsé à fréquence audible 11, - un transducteur 12. j Ces éléments sont montés en cascade et alimentés par une source de tension. continue commune 13, par exemple des piles du commerce ou des batteries rechargeables délivrant de 6 à 12 volC Un interrupteur 14 assure la mise en marche ou l'arrêt du géné- orateur. Un cible isolé bifilaire 15 relie le générateur 8 au manche 2. On se réfèrera maintenant à la figure 2 pour décrire pluss en détail la clé ét sa liaison avec l'ensemble électronique. Ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, le manche isolant 2 comporte une armature métallique 3 qui peut affecter la forme d'une métallique façonnée mais aussi, préférentiellement (figure 2) d'un tube métallique. L'un des conducteurs 16 du câble de liais est relié au tube métallique 3 tandis que l'autre 17 est connecte à une extension d'ancrage en forme de tige 18 de la tête 5 avec interposition en série d'un filtre résistance-capacité R-C 19. les eonducteurs 16 et 17 sont normalement connectés au manche 2 j par enfichage dans des prises femelles 20. le filtre 19 est noyé dans la masse isolante 21 remplissant le tube métallique 3 et qui assure également l'ancrage de I tige 18 de la dite de clé 5. les valeurs de la résistance R et du condensateur C sont choisies, en fonction de critères connus, pour garantir entre tête de clé 5 et prises femelles 20 une isolation d'au moins 1 600 volts. le tube métallique 3 du manche peut être recouvert d'une1 couche isolante et on reviendra plus loin sur cette caractéris- tique. Mis en oeuvre, par exemple, avec un connecteur de dérivation, le principe de fonctionnement général de la clé de serrage selon l'invention peut s'expliquer comme suit : le générateur de signaux 8 étant supposé alimenter le transducteur 12, l'originalité du système consiste à y introduire un paramètre perturbateur au moment précis de la mise en contact de embout 6 avec une nasse métallique extérieure telle que 7 (figure 1).Le paramètre perturbateur procède d'un effet capacitif ; en effet, l'armature métallique 3 du manche est reliée à la masse de ltopérateur et il existe une liaison électrique sans solution de continuité entre la tige métallique 18 ancrée dans le manche 2 et les lames de contact du connecteur ; dans ces conditions, dès que la partie actíve-du connecteur touche l'ame métallique du cabale qui constitue généralement une masse non négligeable, il y a naissance d'une capacité parasite à l'entrée de 1' oscillateur 9 qui provoque un arrêt total de l'émission de signaux au transducteur 12. l'effet est extrêmement sensible et indépendant des paramètres du capable.Avec la forme de réalisation de la figure 2, il suffit alors, d'après des résultats d'expériences électriques sur le connecteur permettant de déterminer une chute de tension minimale due à la dérivation, tout en respectant une détérioration minime des brins du câble, de donner comme consigne d'emploi qu'après extinction du signal au niveau du transducteur, l'opérateur doit faire effectuer à la clé un certain nombre due fractions de tours suppl--mentaires (pour une vis de pas déterminé bien entendu). Au niveau du générateur de signaux -8, le fonctionnement du système est le suivant - l'apparition aux bornes de ltoscillateur à fréquence ultrasonique 9 d'une capacité parasite (pour fixer les idées, celle correspondant à quelques mètres a tun c ble électrique courant), engendre un décalage de fréquence auquel est sensible le détecteur 10 par changement de son état logique. L'oscillateur pulsé 11 est susceptible de générer des trains de signaux à fréquence audible dont l'émission est asser- vie à l'état logique -du détecteur 10. L'oscillateur-pilote 9 peut, bien entendu, fonctionner sur l'une quelconque des gammes de fréquence définies comme haute, basse ou noyenne fréquence ; les signaux de sortie de l'oscillateur pulsé Il délivrés au transducteur 12 peuvent être transformés en signaux acoustiques (sur casque ou haut-parleur) ou lumineux (voyant). A la mise en marche de 11 appareil par action de l'opéra teur sur l'interrupteur général 13, le transducteur 12 émet une suite de trains d'impulsions sonores (ou lumineuses) ; l'alternance du son et du silence (corme celle de la lumière ou de son extinction) rend le fonctionnement beaucoup plus sensible à 1' opérateur qui travaile à ltextérieur dans un environnement de bruit ou de lumière plus ou moins intense. Dès que l'embout 6 est mis au contact (par l'Intermé- diapre du connecteur) d'une masse métallique 7, l'émission des trains d'impulsions est inhibée et avec elle, celle du signal sonore ou lumineux délivré par le transducteur 12. la figure 3 correspond à une variante de la clé de la figure 2 plus particulièrement adaptée au serrage d'un connecteur sur un cible nu mais qui peut également être mise en oeuvre avec le cabale à gaine isolante, auquel cas elle permet de s'affranchir du serrage empirique consécutif à l'arrêt des signaux émis par le transducteur 12. Cette forme de réalisation se distingue par 1' adjonction en série avec la résistance et la capacité (filtre 19) d'un micro-rupteur à butée réglable 21 (appareil courant du commerce), dont le rôle est d'interrompre la continuité du circuit lorsque le couple exercé sur la tête de la clé atteint une certaine valeur. Gel que décrit ci-dessus, la clé de serrage à détecteur de contact électronique permet de résoudre de façon fiable et avec un coefficient de sensibilité très élevé deux problèmes im portants 1) Dans sa forme de réalisation selon la figure 2, la clé de serrage selon l'invention permet la perception très nette par 1'arrêt total des impulsions sonores ou lumineuses délivrées par un transducteur 12, du contact avec une masse métallique 7 d'un organe mobile 6. En supposant l'appareil mis en marche par l'interrupteur 14 et l'embout 6 accouplé avec un connecteur à perforation d'isolant mis en place sur un capable principal isolé, ltopérateur per çoit un signal sonore ou lumineux (modulé tout ou rien tant que les lames de prise de courant du transduçteur dont la course de perforation est commandée par l'intermédiaire de la vis principale du connecteur n'ont pas atteint l'âme métallique du câble. Dès que s'établit, meAme sous forme très légère, ce contact, il y a inhibition instantanée des signaux sonores ou lumineux. Il appartient alors à l'opérateur, en fonction d'une valeur consigne, de parfaire le serrage par un nombre de tours ou de fractions de tours prédéterminé en vue de réaliser entre les lames de prise de courant et l'âme du câble un contact de résistance électrique suffisamment faible en maintenant dans des limites acceptables et parfaitement contrôlées la "dégradation mécanique de l'ame du câble". Ce résultat peut donc entre obtenu grâce à la clé selon l'invention en indépendance totale de l'épaisseur et surtout de la dureté de la gaine isolante recouvrant le câble. En appliquant la variante de la figure 3 plus particulièrement au serrage dtun connecteur sur un câble nu, (ou le serrage de tout autre appareil métallique comportant une vis de contact à serrer à un couple prédéterminé) l'émission des signaux sonores ou lumineux modulés cesse dès l'accouplement de l'embout 6 de la tête de la clé avec l'organe de commande du connecteur. Dès qu'est atteint le couple de serrage désiré, le microrupteur 21 est activé interrompant la liaison assurée par le conducteur 17 entre la tige 18 de la tête de clé 5 et le générateur 8. L'effet capacitif né du contact avec le câble nu est donc également interrompu d'où résulte la réapparition immédiate du signal modulé sonore ou lumineux. Or remarquera - et c'est la un important avantage de 1' invention - que la clé de serrage à détecteur de contact électronique fonctionne avec la même précision et la même fiabilité, que la masse métallique à détecter soit ou non le siège d'un cou4 rant électrique ou qu'elle soit ou non placée sous tension électrique. Il en résulte, en particulier, pour les applications avec la clé suivant la figure 2 que le système fonctionne indifféremment que le conducteur sur lequel doit être monté le connecteur à perforation d'isolant soit ou non sous tension électrique; les dérivations par connecteur à perforation d'isolant peuvent donc être effectuées avec la même précision sur des réseaux électriques en câbles isolés en service (sous tension électrique) ou sur des réseaux en cours de construction, alors que les conducteurs isolés qui les composent ne sont encore le siège d'aucun courant électrique.En effet, l'alimentation du système électronique est absolument indépendante et, de plus, l'isolement à la sortie de la clé (dans le cas où le conducteur sur lequel on opère est sous tension électrique) est parfaitement assuré par l'interposition du condensateur C entre la tête métallique 5 et le conducteur 17 du manche de clé. L'expérience a, par ailleurs, révélé que l'appareil fonctionne parfaitement même si le tube métallique 3 formant manche de la clé est revêtu d'une couche isolante et même si, en outre, l'opérateur saisit la clé avec les gants isolants dont l'emploi est obligatoire dans le cas de travaux sur des lignes B. T. sous tension électrique, dans le cas également où ces lignes sont constituées par des capables isolés. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ou représentées, mais englobe toute variante d'exécution. REVENDICAGIGRS 1. Clé de serrage à détecteur de contact électronique du type comportant adaptée à l'une des extremités d'un ranche de manoeuvre manuel, une tête de clé métallique portant un embout d'accouplement avec un organe à serrer, ladite clé caractérisée en ce que, ledit manche comportant sur un corps isolant une armature de contact métallique qui assure une liaison électrique avec la main de l'opérateur, et qui est isolée électriquement de ladite tête de clé, elle coopère électriquement avec un moyen générateur de signaux dont au moins un parallètre est sensible au contact dudit embout avec une masse métallique extérieure. 2. Clé de serrage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen générateur délivre des signaux acoustiques. 3. Clé de servage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen générateur délivre des signaux lumineux. 4. Clé de serrage selon une quelconque des revendicatiors 1 à 3, caractérisée en ce que ladite tete-comporte une extension ancrée dans ledit corps isolant. 5. Clé de serrage selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite armature affecte la forme d'un tube formant manche dans lequel est encastrée et immobilisée par un corps isolant ladite extension de la tête de clé. 6. Clé de serrage selon la revendication 5, caractérisée en ce que-ledit tube comporte un revetement extérieur isolant. 7. Clé de serrage selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ledit moyen générateur est relié à ladite clé par une liaison électrique bifilaire dont un premier conducteur est connecté à ladite armature et un second par l'intermédiaire d'un filtre du type résistance-capacité, à ladite tête de clé. 8. Clé de serrage selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit filtre est noyé dans ledit corps isolant. 9. Clé de serrage selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisée par l'insertion dans ledit second conducteur, en série avec ledit filtre d'un moyen sensible au couple de serrage engendré par la clé. 10. Clé de serrage selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit moyen est un micro-rupteur à butée réglable coupant la liaison avec ledit générateur de signaux lorsqu'on atteint un couple de serrage prédéterminé. 11. Clé de serrage selon une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ledit embout est mixte. 12. Clé de serrage selon une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que ladite tête est du type à cliquet. 13. Clé de serrage selon une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que ledit générateur de signaux est constitué d'un oscillateur à fréquence ultrasonique alimentant à travers un détecteur de variations de fréquence un oscillateur de sortie dont les signaux sont délivrés à un transducteur. 14. hpplication d'une clé de serrage selon une quelconque des revendications précédentes à la mise en oeuvre avec un connecteur de raccordement pour dérivations sur câbles isolés.