Brevet FR2712735A1 — publié le 19950524

La présente invention concerne le domaine des dispositifs conçus pour relier électriquement au moins deux éléments électriquement conducteurs. La présente invention s'applique en particulier, mais non exclusivement, au raccordement de conducteurs de mise à la terre. On a déjà proposé de nombreux dispositifs de connexion électrique. Toutefois les dispositifs de connexion jusqu'ici proposés pour assurer le raccordement de conducteurs de mise à la terre ne donnent pas totalement satisfaction. Ils sont généralement de structure assez complexe et couteux. Par ailleurs leur utilisation nécessite un certain apprentissage pour permettre un résultat fiable. La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les dispositifs de connexion électrique existants. Un but important de la présente invention est de proposer un nouveau dispositif de connexion électrique de structure très simple. Un autre but important de la présente invention est de proposer un nouveau dispositif de connexion électrique exploitant uniquement des prinicipes ou moyens bien connus et ayant fait leur preuve depuis de nombreuses années, afin de garantir une fiabilité totale. Ce but est particulièrement important dans une application au raccordement de conducteurs de mise à la terre. En effet comme on le sait ce type de raccordement est rarement l'objet de contrôle après son installation. Et pourtant il est bien entendu primordial, pour la sécurité du personnel travaillant sur les équipements protégés par ces mises à la terre, que cellesci soient aptes à remplir leur rôle en cas de déficience d'un équipement. Un autre but de la présente invention est de proposer un nouveau dispositif de connexion électrique conçu pour une installation rapide, pratiquement sans contrôle visuel, dans un encombrement réduit, et sans exiger de compétence particulière de l'opérateur. On sait en effet que dans de nombreux cas les conducteurs de mise à la terre sont placés en des lieux difficiles d'accès. Ces différents buts sont atteints dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif comprenant - un manchon en matériau électriquement conducteur pourvu d'au moins un canal longitudinal débouchant sur chacune de ses faces axiales d'extrémité pour recevoir des conducteurs électriques respectifs à raccorder, et pourvu de taraudages débouchant à la fois sur la surface externe du manchon et dans chaque canal longitudinal respectivement associé, et - des vis aptes à venir en prise respectivement dans chaque taraudage et serrer un conducteur électrique respectif dans le canal longitudinal associé, lesdites vis étant conçues pour ne pas émerger sur la surface extérieure du manchon, en position de serrage. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, il est prévu en outre une enveloppe apte à être glissée longitudinalement sur le manchon aprés serrage des vis dans lesdits taraudages pour fixer les conducteurs électriques dans celui-ci, et à être rétractée sur ce manchon pour assurer l'étanchéité ou l'isolation électrique de la connexion électrique ainsi obtenue. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les vis possèdent une zone de faiblesse calibrée conçue à la fois pour garantir un couple de serrage adéquat sur les conducteurs électriques engagés dans le manchon et ne pas faire saillie sur l'extérieur du manchon après rupture. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le manchon est pourvu de plusieurs canaux longitudinaux débouchant sur chacune de ses faces axiales d'extrémité et les taraudages ont leur axe central incliné par rapport à un rayon du manchon. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente inventon apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - la figure 1 représente une vue axiale en bout d'un dispositif de connexion électrique conforme à la présente invention, avant serrage des vis et avant mise en place de l'envelope d'étanchéité, - la figure 2 représente une vue en coupe transversale du même dispositif selon le plan de coupe référencé II-II sur la figure 3, - la figure 3 représente une vue latérale d'un manchon conforme à la présente invention, - la figure 4 représente une vue latérale d'une vis conforme à la présente invention, avec vue partielle en coupe longitudinale en extrémité, - la figure 5 représente une vue latérale d'un dispositif de connexion électrique conforme à la présente invention, avant mise en place de l'enveloppe et d'éléments annexe d'étanchéité en mastic, - la figure 6 représente une vue schématique en perspective d'un élément d'étanchéité en mastic conforme à la présente invention, - les figures 7A et 7B représentent deux étapes de préparation de cet élément d'étanchéité, - la figure 8 représente une vue latérale d'un dispositif de connexion électrique conforme à la présente invention, aprés mise en place d'éléments d'étanchéité en mastic et avant mise en place de l'enveloppe d'étanchéité, - la figure 9 représente selon une vue en coupe transversale référencée LY- IX sur la figure 8, un premier élément d'étanchéité conforme à la présente invention, - la figure 10 représente selon une vue en coupe transversale référencée X-X sur la figure 8, un second élément d'étanchéité conforme à la présente invention, et - la figure 11 représente une vue latérale du dispositif de connexion électrique conforme à la présente invention, au cours de la phase de mise en place de l'enveloppe externe d'étanchéité. Le dispositif de connexion électrique conforme à la présente invention comprend essentiellement un manchon 10, des vis 40 et de préférence une enveloppe externe d'étanchéité 60. Le manchon 10 est réalisé avantageusement en métal nonoxydable. I1 est défini par une surface externe 12 cylindrique de révolution autour d'un axe central 14 et deux faces axiales d'extrémité 16 et 18 planes et perpendiculaires à cet axe 14. Le manchon 10 est pourvu de plusieurs canaux longitudinaux 20 équirépartis autour de l'axe 14 et débouchant sur chacune de ses faces axiales d'extrémité 16 et 18. Ces canaux 20 sont adaptés pour recevoir des conducteurs électriques C respectifs à raccorder. Selon le mode de réalisation préférentiel de la présente invention il est prévu trois canaux 20. De préférence les axes 21 des canaux 20, parallèles à l'axe 14, sont situés sensiblement au niveau de la moitié d'un rayon du manchon 10, soit à mi-distance entre l'axe central 14 et la surface externe 12. Les canaux 20 peuvent traverser totalement le manchon 10 sur sa longueur. Toutefois de préférence il est prévu une cloison médiane transversale à l'axe 14, dans les canaux 20, à mi-longueur du manchon 10. Cette cloison permet de faciliter le positionnement des conducteurs C dans les canaux 20. Il suffit en effet de porter les conducteurs C en butée contre cette cloison pour assurer leur positionnement à mi-longueur du manchon 10. Par ailleurs cette cloison médiane est elle même munie de préférence, dans chaque canal 20, d'un perçage centré sur l'axe respectif 21, pour permettre l'écoulement d'air entre les deux portions de canal 20 situées de part et d'autre de cette cloison et débouchant respectivement sur l'une des faces 16 ou 18. Le manchon 10 est également pourvu de taraudages 22 débouchant à la fois sur la surface externe 12 du manchon et dans chaque canal longitudinal respectivement associé 20. Chaque taraudage 22 est adapté pour recevoir une vis 40 destinée à serrer un conducteur électrique respectif C dans le canal longitudinal associé 20. I1 est par conséquent prévu deux taraudages 22 pour chaque canal 20, soit six taraudages 22 selon le mode de réalisation préférentiel à trois canaux 20. Les axes 26 des taraudages 22 sont placés respectivement dans deux plans 27 et 28 orthogonaux à l'axe 14 et situés sensiblement au quart de la longueur du manchon 10. De plus les axes 26 des taraudages 22 sont inclinés par rapport au rayon du manchon 10 afin de donner à ces taraudages une longueur maximum tout en limitant le diamètre externe dudit manchon 10. Selon le mode de réalisation particulier représenté sur les figures annexées, les axes 26 des taraudages 22 sont sensiblement perpendiculaires au rayon dressé à partir de l'axe 14 du manchon 10 et passant par l'axe 21 des canaux 20. On notera que le bord périphérique des faces d'extrémité 16 et 18 est arrondi ou chanfreiné. Les vis 40 sont conçues pour ne pas émerger sur la surface extérieure 12 du manchon 10, en position de serrage. Pour celà on peut prévoir des vis 40 d'une longueur sensiblement égale à la profondeur des taraudages 22, telles que par exemple des vis à 6 pans creux. Toutefois de préférence comme on le voit sur les figures annexées, on utilise des vis 40 plus longues et possèdant une zone de faiblesse calibrée 42 conçue à la fois pour garantir un couple de serrage adéquat sur les conducteurs électriques C engagés dans le manchon 10 et ne pas faire saillie sur l'extérieur du manchon après rupture. La zone de faiblesse 42 peut elle même faire l'objet de diverses variantes. Selon les figures annexées, la zone de faiblesse 42 est formée d'une gorge annulaire 44 usinée dans chaque vis 40. La gorge 44 est de préférence délimitée par une surface plane 46 orthogonale à son axe, du côté de l'extrémité filetée engagée dans un taraudage 20, une base cylindrique 48 de plus faible diamètre, et une surface tronconique 50 du côté de la tête de la vis 40. On comprend que la longueur filetée des vis 40 située au delà de la zone de rupture 42 doit être adaptée pour être logée intégralement dans un taraudage 22 et ne pas faire saillie sur la surface externe 12 du manchon après serrage. La longueur filetée des vis 40 est par conséquent de l'ordre de grandeur de la profondeur des taraudages 22. De telles vis à point de faiblesse pour rupture sous un couple de serrage prédéfini sont bien connues de l'homme de l'art et ont déjà fait leur preuve à de nombreuses occasions. Par ailleurs l'extrémité avant 51 de chaque vis 40 est adaptée pour pénétrer l'isolant prévu sur les conducteurs C et/ou pénétrer partiellement dans l'âme de ceux-ci pour garantir la liaison électrique entre les différents conducteurs C engagés dans le manchon 10. Pour celà de préférence, cette extrémité avant 51 de chaque vis 40 est munie d'un percage axial borgne 52 définissant une lèvre annulaire 54 généralement effilée. L'enveloppe 60 est conçue pour être glissée longitudinalement sur le manchon 10 aprés serrage des vis 40 dans les taraudages 22 et être rétractée sur ce manchon 10 pour assurer l'étanchéité de la connexion électrique ainsi obtenue. L'enveloppe 60 peut être formée de tout matériau rétractable approprié, tel que par exemple d'un matériau rétractable à chaud. Cependant de préférence l'enveloppe 60 est composée d'une gaine 62 en matériau élastomère élastique d'étanchéité expansée sur un fourreau central 64 pourvu d'une pré-découpe en spirale 66. Une telle enveloppe 60 présente l'avantage d'être rétractable à froid ou mécanorétractable. I1 suffit en effet de tirer sur l'une des extrémités du fourreau 64, pour retirer celui-ci et permettre par conséquent à la gaine 62 de se rétracter sur le manchon 10 et les extrémités de conducteurs C associés. Le dispositif de connexion conforme à la présente invention peut être commercialisé sous forme d'un kit comprenant de préférence, outre les éléments 10, 40 et 60 précités, des barreaux destinés à être engagés dans les canaux 20 non pourvus de conducteurs électriques C, ainsi que de rubans de mastic. Lesdits barreaux sont destinés à permettre un auto-centrage de l'enveloppe 60 dans toutes les configurations d'utilisation, y compris lorsque tous les canaux 20 ne reçoivent pas un conducteur C. On va maintenant décrire le procédé de connexion électrique de conducteurs de mise à la terre C, conforme à la présente invention, mis en oeuvre à l'aide du dispositif précédemment décrit. Comme on le voit sur la figure 5, dans un premier temps il convient de glisser l'enveloppe 60 sur les conducteurs C situés d'un côté du manchon 10, avant d'engager ces conducteurs C dans les canaux 20 respectifs et de fixer ces conducteurs C à l'aide des vis 40. Grâce à la propriété d'autopénétration des vis 40, il n'est pas nécessaire de dénuder les conducteurs C avant de les engager dans les canaux 20, sauf isolant particulièrement résistant. Le serrage des vis 40 est opéré jusqu'à rupture des têtes au niveau de la zone de faiblesse 42. On garantit ainsi un couple de serrage optimum. Par ailleurs on assure simultanément que les vis 40 ne fassent plus saillie sur la surface externe du manchon 10. I1 reste à assurer l'étanchéité du raccordement. Lorsque le manchon 10 reçoit trois conducteurs, sur une face, il convient d'insérer une plaquette 70 de mastic conformée en étoile à trois branches comme représenté sur la figure 6, entre ces conducteurs C. Pour conformer cette plaquette 70 il faut coller bord à bord une plaquette de mastic comme représenté sur la figure 7A, puis la conformer en étoile à trois branches comme représenté sur la figure 7B. Cette plaquette 70 est insérée entre les conducteurs C au plus près du manchon 10. Une deuxième bande de mastic 72 est ensuite enroulée sur la plaquette 70 et les conducteurs C, comme on le voit sur la figure 9. Lorsque le manchon 10 reçoit seulement deux conducteurs, sur une face, il convient de glisser une première bande de mastic 74 entre les deux conducteurs C, puis d'enrouler cette bande 74 autour des conducteurs C et de replacer une deuxième bande de mastic 76 autour de la première, comme représenté sur la figure 10. Il suffit alors de faire glisser l'enveloppe 60 sur le manchon 10 et de la rétreindre en déroulant la tirette plastique autour des conducteurs C, pour obtenir l'étanchéité de l'ensemble. On comprend que l'ensemble des opérations précitées peut être réalisé sans contrôle visuel par tout personne non expérimentée. Selon un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif - la longueur du manchon 10 est de l'ordre 40 mm, - le rayon externe du manchon 10 est de l'ordre de 30 mm, - le diamètre des canaux 20 est de l'ordre de 9 mm. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. On peut prévoir par exemple que le nombre de canaux 20 débouchant sur une face 16 du manchon 10 soit différent du nombre de canaux 20 débouchant sur l'autre face 18, par exemple 2 canaux 20 débouchant la face 16 et 3 canaux 20 débouchant sur la face 18. Par ailleurs pour éviter les phénomènes de fragilisation du manchon, liés aux couples électrolytiques, on peut prévoir de réaliser le manchon 10 en deux parties situées respectivement de part et d'autre d'un plan médian perpendiculaire à l'axe 14, fixées par tout moyen approprié et en matériau différent l'une de l'autre. On peut par exemple réaliser ces deux parties respectivement en cuivre et en aluminium, pour faire arriver des conducteurs en cuivre sur la partie du manchon en cuivre et des conducteurs en aluminium sur la partie du manchon en aluminium. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion électrique entre plusieurs éléments électriquement conducteurs (C), notamment pour le raccordement de conducteurs de mise à la terre, caractérisé par le fait qu'il comprend: - un manchon (10) en matériau électriquement conducteur pourvu d'au moins un canal longitudinal (20) débouchant sur chacune de ses faces axiales d'extrémité (16, 18) pour recevoir des conducteurs électriques respectifs (C) à raccorder, et pourvu de taraudages (22) débouchant à la fois sur la surface externe (12) du manchon (10) et dans chaque canal longitudinal respectivement associé (20), et - des vis (40) aptes à venir en prise respectivement dans chaque taraudage (22) et serrer un conducteur électrique respectif (C) dans le canal longitudinal associé (20), lesdites vis (40) étant conçues pour ne pas émerger sur la surface extérieure (12) du manchon (10), en position de serrage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une enveloppe (60) apte à être glissée longitudinalement sur le manchon (10) aprés serrage des vis (40) dans lesdits taraudages (22) pour fixer les conducteurs électriques (C) dans celuici, et à être rétractée sur ce manchon (10) pour assurer l'étanchéité ou l'isolation électrique de la connexion électrique ainsi obtenue. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que les vis (40) possèdent une zone de faiblesse calibrée (42) conçue pour garantir un couple de serrage adéquat sur les conducteurs électriques (C) engagés dans le manchon (10) et ne pas faire saillie sur l'extérieur du manchon (10) après rupture. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que la zone de faiblesse calibrée (42) est formée d'une gorge annulaire (44). 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé par le fait que la zone de faiblesse calibrée (42) est formée d'une gorge annulaire (44) délimitée par une surface plane (46) orthogonale à son axe, du côté de l'extrémité filetée engagée dans un taraudage (20), une base cylindrique (48) de plus faible diamètre, et une surface tronconique (50) du côté de la tête de la vis (40). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que l'extrémité avant de chaque vis (40) est adaptée pour pénétrer l'isolant prévu sur les conducteurs (C) et/ou pénétrer partiellement dans l'âme de ceux-ci. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que l'extrémité de chaque vis (40) est munie d'un perçage borgne (52) définissant une lèvre annulaire (54) généralement effilée. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que le manchon (10) est pourvu de plusieurs canaux longitudinaux (20) équirépartis autour de son axe longitudinal (14) et débouchant sur chacune de ses faces axiales d'extrémité (16, 18). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait que le manchon (10) est pourvu de trois canaux longitudinaux (20) équirépartis autour de son axe longitudinal (14) et débouchant sur chacune de ses faces axiales d'extrémité (16, 18). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé par le fait que les axes (21) des canaux (20) sont situés sensiblement à midistance entre l'axe central (14) du manchon (10) et la surface externe (12) de celui-ci. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé par le fait que chaque canal longitudinal (20) est pourvu d'une cloison médiane. 12. Dispositif selon la revendication 1 1 caractérisé par le fait que la cloison médiane est munie d'un perçage. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé par le fait que les taraudages (22) ont leur axe central (26) incliné par rapport à un rayon du manchon (10). 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé par le fait que les taraudages (22) ont leur axe central (26) sensiblement orthogonal à un rayon du manchon (10). 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé par le fait qu'il est prévu deux taraudages (22) débouchant dans chaque canal (20). 16. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que l'enveloppe (60) est rétractable à froid. 17. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 16 caractérisé par le fait que l'enveloppe (60) est formée d'une gaine (62) en matériau élastomère élastique expansée sur un fourreau (64) pourvu d'une prédécoupe en spirale (66). 18. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17 caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des barreaux destinés à être engagés dans les canaux (20) non pourvus de conducteurs électriques (C) pour garantir le centrage de l'enveloppe (60). 19. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 18 caractérisé par le fait que le nombre de canaux (20) débouchant sur une première face axiale (16) du manchon (10) est différent du nombre de canaux (20) débouchant sur la seconde face axiale (18) de celui-ci. 20. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19 caractérisé par le fait que le manchon (10) est réalisé en deux parties situées respectivement de part et d'autre d'un plan médian perpendiculaire à son axe longitudinal (14), fixées entre elles et formées en des matériaux différents, tels que du cuivre et de l'aluminium.