Brevet FR2661045A1 — publié le 19911018

Dispositif de connexion permettant de raccorder un câble électrique non dénudé La présente invention se rapporte à un dispositif de connexion permettant de raccorder électriquement un câble formé d'une âme métallique entourée d'une gaine isolante sans avoir à le dénuder, comprenant une paire de mâchoires équipées d'organes acérés dont certains au moins sont conducteurs et qui sont disposés de façon à attaquer dans des régions opposées de son pourtour un câble introduit entre les mâchoires et à pénétrer sa gaine isolante jusqu'à toucher son âme lorsque les mâchoires sont rapprochées mutuellement par serrage. Des dispositifs de connexion de ce genre sont connus, dont les mâchoires comportent des groupes de pointes orientées en opposition suivant la direction de serrage. De tels dispositifs présentent plusieurs inconvénients - ils n'assurent aucun centrage du câble à connecter, ce qui oblige à maintenir celui-ci en position correcte durant l'opération de raccordement; - ils appliquent au câble des forces de pression concentrées dans deux zones réduites de sa périphérie, diamétralement opposées, ce qui conduit à un écrasement du câble; - l'agencement et le dimensionnement des pointes doivent être adaptés au diamètre de l'âme conductrice du câble, qui varie, pour une même section, suivant que celle-ci est de structure massive ou multifilaire;; - ils ne permettent pas le raccordement de câbles nus multifilaires, dont les brins constitutifs, non rassemblés par une gaine, s'étaleraient lors du serrage des mâchoires; - ils ne conviennent qu'aux câbles de section circulaire. Afin de remédier à ces inconvénients, il est prévu, selon l'invention, que les organes acérés portés par les mâchoires soient constitués par des dents plates situées chacune dans un plan transversal par rapport à la direction axiale d'un câble à raccorder, de préférence perpendiculaire à cette direction, et réunies par paires, les dents de chaque gaine offrant des arêtes tranchantes tournées l'une vers l'autre obliquement par rapport à la direction de serrage des mâchoires sur le câble et disposées symétriquement de part et d'autre du plan médiateur du câble parallèle à cette direction, tandis qu'au moins une dent d'au moins une mâchoire présente une arête tranchante conductrice permettant une prise de contact électrique avec l'âme du câble. Un dispositif de raccordement tel que défini ci-dessus présente les avantages suivants - le câble bénéficie d'un effet d'auto-centrage, du fait que les paires opposées de dents plates l'attaquent non plus seulement en deux zones, mais en quatre zones réparties sur son pourtour; - pour la même raison, le câble est soumis, de la part des paires opposées de dents, à quatre forces convergentes qui engendrent des efforts répartis sur son pourtour tendant à maintenir la cohésion du câble sans écraser celui-ci; - les dents plates conviennent indifféremment à des câbles à âme massive ou multifilaire; - les câbles nus et les câbles isolés sont pris de manière identique par les paires de dents plates, sans risque de désagrégation des fils d'un câble multifilaire nu;; - les câbles de section non circulaire, tels que les câbles dits 11sectoraux" pour transport de courant triphasé, peuvent être pris aussi bien que les câbles de section circulaire. Ainsi, un dispositif de connexion selon l'invention est utilisable sur câbles nus ou isolés, massifs ou multifilaires, de section circulaire ou non. Dans tous les cas, l'opération de raccordement conduit non pas à un écrasement du câble, mais au contraire tend à maintenir celui-ci compact, sa forme géométrique étant respectée. On a constaté en outre que le dispositif selon l'invention procurait, de façon surprenante, une résistance de contact électrique inférieure à celle qui peut être obtenue avec un dispositif classique à pointes. Si les arêtes tranchantes des dents du dispositif selon l'invention peuvent être rectilignes, elles sont de préférence incurvées suivant un tracé convexe tel que celui d'un secteur circulaire, par exemple un quart de cercle. Dans ce dernier cas, on peut prévoir que les secteurs circulaires définissant le tracé des arêtes tranchantes des dents d'une même paire appartiennent respectivement à deux cercles égaux tangents ou légèrement espacés. Les dents d'une même paire peuvent être contenues dans un même plan transversal ou dans deux plans transversaux rapprochés. Par ailleurs, les dents de deux paires opposées appartenant respectivement à l'une et à l'autre des mâchoires peuvent être disposées exactement en regard ou avec un léger décalage suivant la direction axiale du câble à connecter. Dans ce dernier cas, à une paire de dents de l'une des mâchoires peuvent être opposées deux paires de dents de l'autre mâchoire, légèrement décalées de part et d'autre de la paire de dents de la première mâchoire suivant la direction axiale du câble. En pratique, les paires de dents disposées en opposition peuvent être réparties en groupes distincts. I1 est possible d'agencer un dispositif selon l'invention de façon qu'il permette l'interconnexion de deux câbles, par exemple un câble principal et un câble de dérivation. Les mâchoires comportent alors, situés côte à côte, deux systèmes de paires de dents disposées en opposition et destinées à permettre l'interconnexion des deux câbles, au moins une dent de l'un des systèmes présentant une arête tranchante conductrice qui est reliée électriquement avec une arête tranchante conductrice d'une dent de l'autre système. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés, d'exemples de réalisation non limitatifs. La figure 1 représente un dispositif de connexion pour câble de l'art antérieur, en vue de bout suivant l'axe du câble. Les figures 2 et 3 représentent, à la manière de la figure I, un dispositif de connexion selon l'invention, respectivement pour deux positions de serrage des mâchoires. La figure 4 représente une vue suivant la flèche IV de l'objet de la figure 2. Les figures 5 et 6 représentent, à la manière de la figure 2, une variante de réalisation. La figure 7 représente, en coupe par un plan transversal, un dispositif selon l'invention aménagé pour permettre l'interconnexion de deux câbles. On voit sur la figure 1 un dispositif usuel de connexion pour un câble électrique 1 formé d'une âme métallique 2 entourée d'une gaine isolante 3. Ce dispositif comprend deux mâchoires 4, 5 dont chacune est équipée de pointes métalliques 6 disposées en opposition de part et d'autre du câble 1. Lorsqu'on applique une force de serrage F aux mâchoires 4 et 5 qui les obligent à se rapprocher de l'axe 7 du câble 1, les pointes 6 perforent la gaine 3 du câble et viennent en contact avec l'âme 2 de celui-ci, établissant une liaison électrique entre cette dernière et un appareil 8 dont le dispositif 4, 5, 6 constitue une borne de connexion à serrage. Comme on l'a expliqué précédemment, un tel dispositif présente les inconvénients notamment dus à l'absence de moyens de centrage du câble entre les mâchoires et de maintien de la cohésion de son âme lorsqu'elle est multifilaire. La figure 2 montre un dispositif de connexion capable d'écarter ces inconvénients. Dans ce dispositif, qui comporte également des mâchoires 4, 5, les organes de contact destinés à perforer la gaine isolante 3 d'un câble 1 sont maintenant constitués par des dents plates 9 munies d'arêtes tranchantes 10 et réunies par paires sur chacune des mâchoires 4, 5. Les deux dents 9 de chaque paire sont contenues dans un même plan commun perpendiculaire à l'axe 7 du câble 1, leurs arêtes tranchantes 10 s'étendant obliquement l'une par rapport à l'autre de façon à faire apparaître entre elles un angle rentrant par lequel la paire de dents 9 vient coiffer le câble 1 avant d'y pénétrer.Ainsi, lorsqu'on fait se rapprocher les mâchoires 4, 5 l'une de l'autre, chaque paire de dents 9 entre en contact avec le câble 1 en deux points I, J espacés de part et d'autre du plan médiateur P de l'ensemble du dispositif, les quatre points de contact I, J, I, J de deux paires de dents 9 opposées définissant un rectangle de forme peu différente de celle d'un carré. Il s'ensuit un effet de centrage du câble 1 de la part des paires de dents opposées, qui se poursuit lorsque celles-ci pénètrent, à la manière de lames de couteaux, la gaine 3 du câble jusqu'à venir toucher par leurs arêtes tranchantes 10 son âme 2 (figure 3). Les dents 9 appliquent alors à l'âme 2, sous l'effet de la force F de serrage des mâchoires 4, 5, quatre forces f suivant deux axes transversaux X, Y croisés, égales et convergeant vers l'axe 7 du câble.Ces quatre forces assurent le maintien de la cohésion de l'âme 2 dans le cas où elle est formée d'un faisceau de brins distincts, et cela en particulier s'il s'agit d'un câble multifilaire nu, alors que les brins d'un tel câble seraient dispersés dans un désordre néfaste par les dents 6 du dispositif de la figure 1, qui n'attaquent le câble que sur deux petites zones diamétralement opposées. Comme le montre la figure 4, les paires de dents 9 opposées peuvent être situées dans des plans transversaux légèrement décalés suivant la direction de l'axe 7 du câble 1 à raccorder. Plus précisément, à chaque paire de dents 9 appartenant à la mâchoire 4 sont opposées deux paires de dents 9 appartenant à la mâchoire 5, dont les plans encadrent celui de la paire de dents précitée. En outre, deux groupes de telles paires de dents en opposition sont prévues sur les mâchoires 4, 5, axialement espacés. Une paire de dents de chaque groupe de la mâchoire 5 fixée à l'appareil 8 est réalisée en métal (cuivre, aluminium, zamac, etc), ou tout au moins les arêtes tranchantes des dents correspondantes, de façon à assurer la liaison électrique du câble audit appareil, les autres dents pouvant être réalisées en un matériau isolant tel qu'une matière plastique ou un matériau composite. Le nombre de dents conductrices est choisi en fonction de l'intensité du courant qui doit traverser le dispositif de connexion. Les figures 5 et 6 montrent une variante dans laquelle les dents 9 des mâchoires ont une arête tranchante 10' non pas rectiligne mais courbe, chaque dent prenant la forme d'un secteur circulaire s'étendant sur 900 environ, l'espacement C des centres des deux dents en 1/4 de cercle d'une paire étant légèrement supérieur au double du rayon R des secteurs circulaires. L'espace circonscrit par deux paires de dents opposées, qui avait la forme d'un losange dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, a maintenant une forme rappelant celle d'un as de carreau. Comme le montrent les figures 5 et 6, un dispositif muni de dents ainsi conformées s'adapte particulièrement bien à des câbles de diamètres différents. En pratique, un dispositif dont les dents ont des arêtes tranchantes de rayon R peut recevoir des câbles de diamètre compris entre R/2 et 2R environ. Un dispositif d'interconnexion en dérivation de deux câbles 1, 1' utilisant des organes de contact similaires à ceux décrits ci-dessus en regard des figures 5 et 6 est représenté à la figure 7. Ce dispositif comprend deux mâchoires 14, 15 équipées de deux systèmes A, B de paires de dents 9a, b disposés côte à côte, chaque système étant affecté à la prise de contact sur l'un respectif des deux câbles la, lb. Les dents 9a du système A, correspondant au câble principal la, ont des arêtes l0'a de rayon supérieur à celui des arêtes l0'b des dents 9b du système B, correspondant au câble de dérivation lb, normalement de plus petit diamètre. Il n'en demeure pas moins que chacun des systèmes de connexion A, B peut recevoir une large gamme de câbles de diamètres différents.La mâchoire 15 possède un canon de guidage 11 qui s'engage dans une ouverture 12 qui comporte l'autre mâchoire 14, cette ouverture étant évasée en direction transversale pour permettre aux mâchoires, après serrage à l'aide d'une vis 17 en prise dans un écrou 18, de basculer l'une par rapport à l'autre à la demande selon les diamètres respectifs des câbles la, lb à interconnecter. Les deux mâchoires 14, 15 et leurs annexes, en particulier leurs dents 9a, b, sont réalisées en matière plastique. Toutefois, pour assurer la liaison électrique entre les deux câbles, des barrettes métalliques 16 sont insérées dans des encoches transversales ménagées à l'emplacement de certaines des paires de dents 9a, 9b situées dans un même plan transversal et appartenant respectivement à l'un et à l'autre des deux systèmes A, B. Chaque barrette 16 est conformée de façon à offrir des arêtes tranchantes métalliques lO"a, lO"b qui se substituent aux arêtes tranchantes des dents 9a, 9b correspondantes que les encoches de réception des barrettes 16 ont fait disparaître. Revendications 1. Dispositif de connexion permettant de raccorder électriquement un câble formé d'une âme métallique entourée d'une gaine isolante sans avoir à le dénuder, comprenant une paire de mâchoires équipées d'organes acérés dont certains au moins sont conducteurs et qui sont disposés de façon à attaquer dans des régions opposées de son pourtour un câble introduit entre les mâchoires et à pénétrer sa gaine isolante jusqu'à toucher son âme lorsque les mâchoires sont rapprochées mutuellement par serrage, caractérisé par le fait que les organes acérés portés par les mâchoires sont constitués par des dents plates (9) situées chacune dans un plan transversal par rapport à la direction axiale d'un câble (1) à raccorder, de préférence perpendiculaire à cette direction, et réunies par paires, les dents de chaque gaine offrant des arêtes tranchantes (10, 10') tournées l'une vers l'autre obliquement par rapport à la direction de serrage des mâchoires (4, 5) sur le câble (1) et disposées symétriquement de part et d'autre du plan médiateur (P) du câble (1) parallèle à cette direction, tandis qu'au moins une dent d'au moins une mâchoire présente une arête tranchante conductrice permettant une prise de contact électrique avec l'âme (2) du câble. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les arêtes tranchantes (10) des dents (9) sont rectilignes. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les arêtes tranchantes (10') des dents (9) sont incurvées suivant un tracé convexe. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le tracé des arêtes tranchantes (10') des dents (9) est celui d'un secteur circulaire tel qu'un quart de cercle. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les secteurs circulaires définissant le tracé des arêtes tranchantes (10') des dents d'une même paire appartiennent respectivement à deux cercles égaux tangents ou légèrement espacés. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les dents (9) d'une même paire sont contenues dans un même plan transversal ou dans deux plans transversaux rapprochés. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les dents (9) de deux paires opposées appartenant respectivement à l'une et à l'autre des mâchoires (4, 5) sont disposées exactement en regard ou avec un léger décalage suivant la direction axiale du câble (1) à connecter. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'à une paire de dents (9) de l'une des mâchoires sont opposées deux paires de dents (9) de l'autre mâchoire, légèrement décalées de part et d'autre de la paire de dents de la première mâchoire suivant la direction axiale du câble. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les paires de dents (9) disposées en opposition sont réparties en groupes distincts. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les mâchoires (14, 15) comportent, situés côte à côte, deux systèmes (A, B) de paires de dents (9a, 9b) disposées en opposition et destinées à permettre l'interconnexion des deux câbles (la, lb), au moins une dent de l'un des systèmes présentant une arête tranchante conductrice (l0"a) qui est reliée électriquement avec une arête tranchante conductrice (lO"b) d'une dent (9b) de l'autre système.