Brevet FR2921764A1 — publié le 20090403

La présente invention concerne un dispositif pour la connexion rapide d'au moins deux câbles électriques mono-conducteurs disposés sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, avec un léger recouvrement des extrémités en regard. 15 Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à la connexion des pistes servant au raccordement électrique des panneaux solaires, entre eux ou avec un élément extérieur. On sait que les panneaux solaires électriques sont composés de cellules 20 réagissant au rayonnement lumineux pour produire un courant électrique. Ces cellules sont disposées entre des couches de verre ou de matière plastique transparente et sont reliées entre elles par un réseau de pistes, en général étamées, qui collecte le courant produit par chacune des cellules. Ces pistes sont rassemblées sur un bord des panneaux et servent au raccordement 25 électrique des panneaux solaires entre eux ou avec un élément extérieur. A cet effet, chaque panneau est équipé de câbles électriques mono-conducteurs qu'il convient de raccorder à des câbles homologues d'un panneau adjacent voire même à un circuit d'utilisation. 1 30 Compte tenu du fait que les écartements inter-panneaux peuvent varier d'une installation à une autre, on prévoit des câbles électriques mono-conducteurs présentant une longueur standard suffisante pour couvrir une gamme d'écartement la plus large possible. Les connexions entre ces câbles électriques s'effectuent habituellement au moyen de connecteurs classiques logés dans des boîtiers de connexion susceptibles d'être exposés aux intempéries et présentant en conséquence une bonne étanchéité. Ces boîtiers sont habituellement fixés sur les panneaux ou même sur la structure supportant les panneaux. Pour effectuer les connexions, on dénude les extrémités des câbles de manière à découvrir le conducteur puis on engage la partie dénudée dans un élément de connexion approprié du connecteur. Il s'agit donc d'une opération relativement minutieuse qui doit être réalisable sur site dans des conditions éventuellement difficiles. Par ailleurs, compte tenu du fait que les câbles à connecter sont plus longs que 20 ce qui est nécessaire pour les raisons précédemment évoquées et qu'il n'est pas envisageable d'effectuer des mesures sur site en coupant les câbles aux dimensions requises, il est nécessaire d'enrouler la partie du câble en excès et de fixer les enroulements au moyen de brides. 25 Néanmoins, ces enroulements demeurent encombrants et peu esthétiques. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients grâce à un dispositif de connexion très simple, facile à utiliser et qui permette d'effectuer sur le site une mise à longueur des câbles sans avoir à 30 effectuer de mesures de manière à obtenir une disposition parfaite des câbles et à réduire au strict minimum leur encombrement.15 A cet effet, le dispositif selon l'invention se compose d'un boîtier comprenant : d'une part, un corps de boîtier muni d'un fond bordé de quatre parois latérales, à savoir : deux parois longitudinales et deux parois transversales, ces quatre parois délimitant avec le fond un volume ouvert à l'opposé du fond, les deux parois transversales étant munies d'au moins deux orifices respectifs disposés symétriquement par rapport à l'axe principal de symétrie du boîtier (passant au centre du fond), ledit fond et/ou lesdites parois étant munis d'éléments de guidage délimitant deux passages longitudinaux destinés à recevoir les câbles en regard desdits orifices ainsi que d'un fût central tubulaire équipé de moyens de vissage ; d'autre part, un couvercle apte à refermer le corps de façon étanche, ce couvercle étant muni d'un perçage central servant au passage d'une vis de fixation destinée à venir se visser dans lesdits moyens de vissage et comprenant des moyens de maintien et/ou de fixation d'un contact auto-dénudant comprenant au moins une lame électriquement conductrice qui s'étend transversalement, perpendiculairement au fond et qui comprend deux échancrures destinées à s'engager respectivement dans les volumes de passages délimités dans le corps lorsque celui-ci est refermé par le couvercle et à assurer un contact entre les portions de câbles éventuellement engagés dans ces passages. Grâce à ces dispositions, l'opérateur qui souhaite effectuer la connexion de deux câbles, introduit les extrémités de ces deux câbles à l'intérieur du corps en les faisant passer par les orifices. Il exerce ensuite sur les extrémités des câbles une tension de manière à ne conserver à l'extérieur du corps que la longueur de câble juste nécessaire. Il coupe ensuite le câble à l'aide d'une pince coupante au niveau du côté transversal opposé à l'orifice par lequel s'engage le fil. -4 L'opérateur rabat les tronçons de câble présents dans le corps dans leurs passages respectifs puis met en place le couvercle jusqu'à ce que les encoches s'engagent sur les câbles. L'opérateur procède alors au vissage de la vis de fixation dans le fût. En fin de vissage, la vis force le couvercle à s'appliquer sur le corps tandis que les bords des encoches s'enfoncent dans l'isolant du câble jusqu'à venir en contact avec le brin conducteur. Ces opérations s'exécutent donc simplement, sans difficulté et conduisent à 10 l'obtention d'un câblage "propre et net" n'occupant qu'un encombrement minime. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un dispositif de connexion selon l'invention ; La figure 2 est une vue en perspective du corps de boîtier, vu de dessus, 20 du dispositif représenté figure 1 ; La figure 3 est une vue en perspective du couvercle, vu de dessous, du dispositif représenté figure 1. 25 Dans cet exemple, le dispositif de connexion comprend un boîtier présentant sensiblement la forme d'un parallélépipède rectangle et comportant un corps 1 et un couvercle 2 réalisable en matière plastique moulée. Le corps 1 présente un fond 3 de forme rectangulaire à angles arrondis bordé 30 par quatre parois latérales qui s'étendent perpendiculairement au fond 3, à savoir : deux parois longitudinales parallèles 4, 5 et deux parois transversales 15 parallèles 6, 7. Ces parois latérales 4 à 7 et le fond 3 délimitent un volume parallélépipédique ouvert à l'opposé du fond 3. Les parois transversales 6, 7 comprennent deux orifices respectifs 8, 9 symétriques par rapport à l'axe principal de symétrie XX' du corps 1 (qui passe au centre du fond 3 et s'étend perpendiculairement à celui-ci). Ces orifices 8, 9 sont équipés de joints d'étanchéité annulaires 10, 11 au travers desquels peuvent s'engager les extrémités des câbles 12, 13 à connecter. A l'intérieur du corps 1 sont disposées deux séries d'éléments de cloisons transversales 14 à 17 ù 14' à 17' solidaires du fond 3 et/ou des côtés longitudinaux 4, 5 du corps 1. Ces éléments de cloisons 14 à 17 et 14' à 17' sont disposés en quinconce avec des éléments de cloisons centraux 18, 19 de manière à délimiter deux passages légèrement sinueux qui s'étendent longitudinalement au droit des orifices 8, 9 et dans lesquels les extrémités des câbles 12, 13 peuvent venir s'engager. La sinuosité de ces passages sert à assurer un ancrage axial des câbles 12, 13 dans le corps 1 du boîtier. Dans la zone médiane longitudinale du corps sont prévus trois fûts tubulaires 20 solidaires du fond 3, axés perpendiculairement à celui-ci, à savoir : un fût tubulaire central 20 muni d'un écrou 20' servant à la fixation par vissage du couvercle 2, deux fûts tubulaires de plus petits diamètres 21, 22 présentant chacun une 25 surface intérieure cylindrique lisse qui servent à la fois d'entretoise et d'élément de guidage du couvercle 2 lors de sa fixation sur le corps 1. Le couvercle 2 présente une forme plate, rectangulaire dont les dimensions extérieures correspondent sensiblement à celle de la section du corps 1 dans un 30 plan parallèle au fond 3. 2921764 -6 Du côté intérieur, le couvercle 2 présente une nervuration périphérique 23 servant à recevoir un joint d'étanchéité 24 destiné à venir au contact de la bordure supérieure 25 des parois latérales 4 à 7 du corps 1, lorsque le couvercle 2 referme ledit corps 1. Le couvercle 2 comprend un orifice central 26 par lequel peut passer une vis 27 apte à venir s'engager dans le fût central 20 et se visser dans l'écrou 20' associé à ce fût 20. Une rondelle d'étanchéité est prévue entre la tête de la vis et le couvercle. 10 Par ailleurs, le couvercle 2 comprend deux colonnes cylindriques à bouts coniques 28, 29 qui s'étendent perpendiculairement au couvercle 2, de part et d'autre de l'orifice central 26 dans la zone médiane longitudinale du couvercle 2. L'entraxe de ces colonnes 28, 29 correspond à l'entraxe des fûts 21, 22 du 15 corps 1 dans lesquels ces colonnes 28, 29 sont censées s'engager pour assurer un guidage en translation du couvercle 2 lors de sa mise en place sur le corps 1. Le diamètre intérieur des fûts 21, 22 est sensiblement égal au diamètre extérieur des colonnes 28, 29 de manière à obtenir un guidage précis et une application correcte et homogène du joint d'étanchéité 24 sur la bordure 25 des parois latérales 4 à 7. Entre l'orifice central 26 et les deux colonnes 28, 29, le couvercle comprend deux cloisonnements 30, 31 présentant chacun une base en forme de V solidaire du couvercle 2. Les concavités de ces deux bases sont orientées l'une vers l'autre. Le plan bissecteur de ces bases contient les axes des colonnes 28, 29 ainsi que l'axe médian longitudinal de symétrie du couvercle 2. Chaque cloisonnement 30, 31 comprend deux échancrures latérales 32, 33, 32', 33' situées au niveau des volumes de passage des câbles prévus dans le corps 1 ainsi qu'une fente 34, 35 qui débouche au niveau de son bord opposé au couvercle 2. 5 Dans cette fente 34, 35 vient s'engager et se fixer une lame métallique 36, 37 coudée en son milieu pour présenter une forme générale en V et conformée de manière à exercer la fonction de contact auto-dénudant pour connecter électriquement les câbles 12, 13 présents dans les volumes de passage du corps 1. Dans cet exemple, les ailes de chacune des lames comprennent deux encoches respectives 38, 39 û 40, 41 présentant une forme en V tronqué au niveau du sommet, débouchant sur le bord de la lame opposé au couvercle et une forme rectangulaire prolongeant la forme en V en direction du couvercle, la largeur de cette forme rectangulaire étant légèrement inférieure au diamètre du conducteur du câble 12, 13. La forme en V de chacune des lames conduit à former dans les isolants des câbles des entailles obliques (en biseau) et non des entailles droites (perpendiculaires aux câbles) comme dans les connecteurs classiques. Cette particularité s'avère très avantageuse du fait qu'elle permet de réduire de 20 façon notable la résistance mécanique qu'oppose la matière du câble à l'effort exercé par les lames pour produire son cisaillement. De ce fait, pour effectuer la connexion de deux câbles, il est possible d'utiliser deux lames de connexion au lieu d'une sans que l'effort résistant exercé sur ces 25 deux lames lors du cisaillement des câbles ne dépasse l'effort maximum admissible au-delà duquel la fermeture du couvercle sur le corps devient problématique. Ce résultat qui était difficilement prévisible s'avère particulièrement 30 avantageux puisqu'il introduit une redondance dans les contacts électriques et qu'il améliore considérablement la qualité de ces contacts. Un autre avantage consiste en ce que les formes en V des lames contribuent à améliorer l'ancrage axial des câbles à l'intérieur du boîtier et en ce qu'une traction exercée sur un câble ne nuit pas à la qualité des contacts électriques réalisés sur ce câble. Ceci découle notamment de la forme en biseau des entailles et de l'élasticité des lames (qui maintient une pression de contact). Grâce aux dispositions précédemment décrites, la connexion de deux câbles électriques mono-conducteurs 12, 13 disposés sensiblement dans le 10 prolongement l'un de l'autre s'effectue comme suit : Dans un premier temps, l'opérateur fixe le corps 1 du boîtier sur un support à l'emplacement souhaité. A cet effet, le corps du boîtier peut être équipé de moyens de fixation par exemple par vissage, par clippage ou même par 15 collage. Ainsi, par exemple, la face extérieure du fond 3 pourra être enduite d'une couche adhésive recouverte par un film protecteur à ôter lors de l'usage. Dans un deuxième temps, l'opérateur engage l'extrémité d'un câble 12 dans le corps 1 par l'intermédiaire du perçage 8 équipé de sa garniture d'étanchéité 10 20 et effectue une traction sur cette extrémité de manière à tendre la partie du câble 12 située à l'extérieur. La partie de câble 12 engagée dans le corps s'étend alors au-delà de la paroi transversale 6 du corps 1 opposé au perçage 8 emprunté par le câble 12. 25 L'opérateur sectionne alors le câble 12 au voisinage de la face intérieure de la paroi transversale 6 de sorte que la longueur du tronçon de câble 12 engagée dans le corps 1 correspond sensiblement à la longueur de l'espace intérieur dudit corps 1. 2921764 -9 L'opérateur introduit ce tronçon de câble 12 dans le volume de passage correspondant au perçage 8 en exerçant une pression pour le forcer à prendre une forme sinueuse. Le câble est alors bloqué axialement dans le corps 1. 5 Ces opérations sont ensuite répétées pour engager le câble 13 dans le corps 1 par l'intermédiaire de l'orifice 9 et du joint 11. L'opérateur dispose ensuite le couvercle 2 sur le corps 1 en engageant les colonnes 28, 29 dans les fûts 21, 22 puis en effectuant le vissage de la vis 27 10 dans l'écrou 20' engagé dans la colonne 20. Au cours de ce vissage, les bords obliques des encoches 38, 39 û 40, 41 réalisées dans les lames conductrices 36, 37 viennent cisailler la gaine isolante du câble 12 jusqu'à ce que le conducteur s'engage dans la partie rectangulaire 15 où il se trouve légèrement cisaillé. Le déplacement relatif du couvercle 2 et du corps 1 est alors guidé avec précision du fait de l'engagement des colonnes 28, 29 dans les fûts 21, 22. 20 Au terme du vissage, la garniture d'étanchéité 24 du couvercle 2 vient s'appliquer d'une façon homogène sur la bordure 25 des parois latérales du corps 1 opposées au fond 3. La pression d'étanchéité exercée sur cette garniture 24 peut être limitée à une valeur prédéterminée en prévoyant une butée entre le corps 1 et le couvercle 2 lorsque le taux de compression souhaité 25 de la garniture 24 est atteint. Il apparaît donc que cette séquence opératoire est très simple à exécuter par un opérateur, même dans des positions difficiles (vissage d'une seule vis û section des câbles sans avoir à effectuer de mesure). Revendications 1. Dispositif pour la connexion rapide d'au moins deux câbles mono-conducteurs, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier comportant : d'une part, un corps de boîtier (1) muni d'un fond (3) bordé de quatre parois latérales, à savoir : deux parois longitudinales (4, 5) et deux parois transversales (6, 7), ces quatre parois délimitant avec le fond un volume ouvert à l'opposé du fond (3), les deux parois transversales (6, 7) étant munies d'au moins deux orifices (8, 9) respectifs disposés symétriquement par rapport à l'axe principal de symétrie du boîtier (passant au centre du fond (3)), ledit fond (3) et/ou lesdites parois longitudinales (4, 5) étant munis d'éléments de guidage délimitant deux passages longitudinaux destinés à recevoir les câbles (12, 13) en regard desdits orifices ainsi que d'un fût central tubulaire équipé de moyens de vissage ; d'autre part, un couvercle (2) apte à refermer le corps de façon étanche, ce couvercle (2) étant muni d'un perçage central (26) servant au passage d'une vis de fixation (27) destinée à venir se visser dans lesdits moyens de vissage et comprenant des moyens de maintien et/ou de fixation d'un contact auto- dénudant comprenant au moins une lame électriquement conductrice (36, 37) qui s'étend transversalement, perpendiculairement au couvercle et qui comprend deux échancrures (38, 39 ù 40, 41) destinées à s'engager respectivement dans les volumes de passages délimités dans le corps (1) lorsque celui-ci est refermé par le couvercle (2) et à assurer un contact entre les portions de câbles éventuellement engagés dans ces passages. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les susdits orifices (8, 9) sont disposés symétriquement par rapport à l'axe principal de symétrie du corps (1) (passant au centre du 30 fond (3)). 2921764 -11- 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les susdits orifices (8, 9) sont équipés de joints d'étanchéité annulaires (10, 11) au travers desquels s'engagent les extrémités des câbles (12, 13) à connecter. 5 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (1) comprend deux séries d'éléments de cloisons transversaux latéraux (14 à 17 û 14' à 17') disposées en quinconce avec des éléments de cloisons transversaux centraux (18, 19) de manière à délimiter des 10 passages sinueux destinés à recevoir les câbles (12, 13). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans sa zone médiane longitudinale, le corps (1) comprend trois fûts tubulaires solidaires du fond et axés perpendiculairement à 15 celui-ci, à savoir : un fût tubulaire central (20) muni de moyens de vissage servant à la fixation par vissage du couvercle (2) de part et d'autre du fût central, deux fûts tubulaires latéraux présentant chacun une surface cylindrique lisse qui servent à la fois d'entretoise et d'élément de guidage du couvercle (2) lors de sa fixation sur le corps (1), et en ce que le couvercle (2) 20 présente un orifice central (26) pour une vis de fixation par lequel peut passer une vis (27) apte à venir s'engager dans le fût central (20) et se visser dans les moyens de vissage, ainsi que deux colonnes cylindriques disposées de manière à pouvoir s'engager dans lesdits fûts latéraux de manière à assurer un guidage en translation du couvercle (2) lors de sa mise en place sur le corps (1). 25 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, entre l'orifice central (26) et les deux colonnes (28, 29), le couvercle (2) comprend deux cloisonnements (30, 31) en forme de V de concavité orientés l'un vers l'autre, comprenant chacun deux échancrures latérales situées au niveau des volumes de passage des câbles (12, 13), ces deux cloisonnements (30, 31) supportant une lame métallique (36, 37) 2921764 - 12 -électriquement conductrice coudée en son centre conformée de manière à réaliser un contact auto-dénudant apte à connecter électriquement les câbles (12, 13) présents dans lesdits volumes de passage du corps (1). 5 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits lames (36, 37) comprennent chacune deux encoches (38, 39 û 40, 41) présentant une forme en V débouchant sur le bord de la lame opposée au couvercle (2) et prolongée par une forme rectangulaire de largeur légèrement inférieure au diamètre du conducteur du câble (12, 13). 10 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le susdit corps (1) est équipé de moyens de fixation sur un support. 15 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couvercle (2) comprend à sa périphérie une garniture d'étanchéité destinée à venir en appui sur la bordure (25) des parois latérales du corps (1) opposées au fond (3).