La présente invention concerne un dispositif de connexion électrique pour écrans de câbles conducteurs, en particulier de câbles de télécommunication. Cette invention s'applique plus particulièrement à des câbles pourvus d'un écran de protection de très faible épaisseur, constitué d'une couche métallique, notamment d'aluminium, recouverte d'une couche protectrice isolante, telle qu'en polyéthylène. Un tel écran avec son dispositif de connexion permet de protéger le câble qu'il entoure contre les perturbations radioélectriques et électromagnétiques, et d'assurer les mises à la terre ou à la masse, en reliant par exemple un câble, appartenant à une installation, à une structure recevant cette installation, ou d'assurer la continuité entre deux écrans.
On connaît, plus particulièrement, des réalisations avec écran de protection en aluminium ayant une épaisseur comprise entre 80 et 200 microns, recouvert d'un film protecteur en polyéthylène d'une épaisseur de quelques microns, maintenu par adhérence (plastification de l'aluminium). L'écran ainsi constitué est intercalé entre le faisceau de conducteurs électriques du câble et une gaine extérieure isolante, la mise en place de cet écran et de la gaine extérieure étant réalisables par extrusion.
Considérant ce genre de réalisation de câbles avec écran de protection, on rencontre actuellement des difficultés pour l'exécution d'une connexion électrique fiable avec l'écran, en vue d'une mise à la terre ou d'une reprise du potentiel ou de la continuité de cet écran. Ces difficultés de réalisation d'une connexion résultent de l'adhésion de l'écran sur la gaine extérieure, et de la faible épaisseur dudit écran. La connexion est habituellement réalisée sur le site, en extrémité de câble, et elle consiste à découper plus ou moins commodément une fenêtre ou autre interruption dans la gaine extérieure, puis à mettre en place une griffe de liaison avec un autre câble pour assurer la continuité électrique de l'écran ou sa mise à la terre (voir document US-A-4051323 ou son équivalent FR-A-2368156). Lors de la découpe de la fenêtre et de la mise en place de la griffe de liaison, il existe un risque d'abîmer l'écran et/ou de détériorer les conducteurs du câble.
On connaît aussi, par les documents US-A-1935085 et GB-A-2245772, des dispositifs de connexion électrique pour mise à la terre, comprenant un connecteur à corps rigide apte à prendre appui en une zone de la périphérie d'un objet cylindrique, et un élément conducteur filiforme flexible prévu pour enlacer ledit objet cylindrique, des moyens étant prévus sur ces dispositifs pour amarrer une extrémité de l'élément conducteur flexible sur le corps du connecteur, et pour immobiliser, avec une mise en tension mécanique contrôlée, la partie de cet élément conducteur flexible enlaçant ledit objet cylindrique. Toutefois, ces dispositifs de connexion sont seulement prévus pour la mise à la terre d'objets métalliques rigides, notamment de tubes, l'élément conducteur flexible en forme de petit câble ou de bande étant appliqué et serré sur la surface extérieure de l'objet rigide tel que tube. Les dispositifs connus ici évoqués ne sont ni destinés, ni adaptés à la mise à la terre d'un écran de protection de très faible épaisseur, situé sous la gaine isolante d'un câble de télécommunications. En particulier, ces dispositifs possèdent des parties qui blesseraient le câble, et notamment détérioreraient son écran, d'une manière irrémédiable.
L'invention vise à éviter ces inconvénients, en fournissant un dispositif permettant de réaliser une connexion électrique avec l'écran en tout point de la longueur du câble, sur une faible partie de la périphérie de celui-ci, de façon simple et rapide, sans risque de détérioration de l'écran ni des conducteurs appartenant au câble.
A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un dispositif de connexion électrique pour écrans de câbles conducteurs du genre concerné, le dispositif étant du genre comprenant un connecteur à corps rigide apte à prendre appui en une zone de la périphérie du câble, et un élément conducteur filiforme flexible prévu pour enlacer le câble, des moyens étant prévus pour amarrer une extrémité de l'élément conducteur filiforme flexible sur le corps du connecteur, et pour une immobilisation avec mise en tension mécanique contrôlée de la partie de cet élément conducteur flexible enlaçant le câble, le dispositif étant caractérisé en ce que l'élément conducteur filiforme flexible est réalisé sous la forme d'une tresse conductrice ou d'une câblette souple, formant une boucle prévue pour être positionnée dans une saignée transversale creusée dans la gaine extérieure isolante du câble sur au moins une fraction de sa circonférence, et atteignant l'écran, en ce qu'une extrémité de l'élément conducteur filiforme flexible est amarrée au corps du connecteur au moyen d'un organe fileté de mise en tension mécanique contrôlée, traversé axialement par cette extrémité et en ce que, le corps du connecteur comporte un logement tel qu'un canal ou encoche recevant le brin de l'élément conducteur flexible formant l'extrémité de la boucle enlaçant le câble, une vis de blocage étant prévue pour l'immobilisation de ce brin de l'élément conducteur flexible dans ledit logement.
L'élément conducteur flexible forme ainsi une boucle qui prend place dans une saignée creusée dans l'épaisseur de la gaine extérieure isolante du câble et couvrant de préférence un arc de cercle inférieur à une circonférence complète, tandis que le corps rigide du connecteur prend appui sur la partie de la gaine extérieure isolante restée intègre.
Dans un mode de réalisation avantageux, l'organe fileté de mise en tension mécanique contrôlée est une douille filetée intérieurement, montée tournante mais immobilisée axialement sur le corps du connecteur, tandis que l'extrémité de l'élément conducteur flexible est pourvue d'un entraîneur fileté extérieurement, coopérant avec le filetage intérieur de la douille.
Avantageusement, la vis de mise en tension mécanique et la vis de blocage sont des vis à tête fusible, permettant un contrôle aisé de leur couple de serrage, donc une maîtrise de la tension de l'élément conducteur flexible enlaçant le câble, et de son effort de contact sur l'écran, donc un contact optimal entre cet élément conducteur flexible et l'écran appartenant au câble.
Selon un mode d'exécution particulier, le connecteur est pourvu d'une tresse conductrice, dont une extrémité est solidaire du corps de ce connecteur et prévue pour assurer la liaison électrique envisagée : mise à la terre de l'écran du câble, continuité, équipotentialité, écoulement des perturbations électromagnétiques. Dans ce cas, le brin libre de l'élément conducteur flexible peut être coupé au plus près du corps du connecteur, après immobilisation et mise en tension de cet élément autour du câble.
Selon une autre possibilité, supprimant la tresse précitée, le brin libre de l'élément conducteur filiforme flexible, non coupé, est utilisé pour assurer directement la liaison électrique envisagée, telle que mise à la terre de l'écran du câble.
A cet effet, selon le cas, l'extrémité libre de la tresse de liaison ou l'extrémité libre de l'élément conducteur filiforme flexible est avantageusement munie d'une cosse, à sertir ou à fixer par tout autre moyen, tel que vissage, par exemple sur un plan de masse.
Dans son état définitif, le dispositif de connexion objet de l'invention peut encore comprendre des moyens d'étanchéité et d'isolation entourant le connecteur ainsi que le câble.
L'invention a aussi pour objet un procédé de réalisation d'une connexion électrique pour écrans de câbles conducteurs du genre concerné, avec mise en oeuvre du dispositif de connexion défini ci-dessus.
Ce procédé consiste essentiellement :
De préférence, la saignée est réalisée sur une fraction de la circonférence complète du câble, par exemple selon un arc de cercle d'environ 300°, de manière à laisser subsister une partie de gaine extérieure intègre sur laquelle est appliqué le corps du connecteur.
Selon un mode de mise en oeuvre du procédé, la saignée est creusée dans la gaine extérieure isolante du câble par utilisation d'un élément souple filiforme du genre corde, ceinturant le câble et soumis à un mouvement de va-et-vient. La saignée est ainsi facilement formée, au point désiré sur le câble, par un effet mécanique d'abrasion ou par un effet thermique (fusion locale de la gaine isolante du câble), ou encore par la combinaison de ces deux effets. L'opérateur, imprimant à la corde un mouvement de va-et-vient de préférence grâce à des moyens de préhension tels que poignées équipant les deux extrémités de la corde, perçoit facilement le contact de cette corde avec l'écran ; le mouvement de va-et-vient peut même être poursuivi sur l'écran sans limite, car le risque d'endommagement de l'écran est ici pratiquement nul, quelle que soit la nature de cet écran. Une fois libérée de la corde, la saignée formée dans la gaine isolante peut immédiatement recevoir l'élément conducteur flexible du connecteur, alors amené vers le câble. On notera que la mise en place du connecteur ne nécessite pas d'engager l'élément conducteur autour du câble par une extrémité de celui-ci. Bien au contraire, le connecteur peut être mis en place sur un câble sans accessibilité aux extrémités, l'élément conducteur filiforme flexible étant enroulé, sur un tour, autour du câble, avant d'être ramené et bloqué sur le corps du connecteur.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, trois formes de réalisation de ce dispositif de connexion électrique pour écrans de câbles conducteurs, et illustrant le procédé de mise en oeuvre de ce dispositif.
Comme le montrent les figures 1 à 3, relatives à une première forme de réalisation, le dispositif comprend un connecteur, désigné dans son ensemble par le repère 1, dans lequel on distingue principalement un corps rigide 2 en matériau électriquement conducteur, tel qu'alliage cuivreux, et un élément conducteur filiforme flexible 3, se présentant comme une tresse conductrice ou une câblette souple, par exemple en acier inoxydable. Dans cette première forme de réalisation, le dispositif comprend encore une tresse de liaison 4, raccordée mécaniquement et électriquement au corps rigide 2 du connecteur 1.
Ce corps rigide 2 comporte une embase 5 de profil incurvé, prévue pour prendre appui en une zone de la périphérie d'un câble 6 avec écran de protection 7. Dans la partie massive du corps 2, sont ménagés transversalement un trou taraudé 8 et un canal 9, qui l'un et l'autre traversent cette partie massive de part et d'autre, dans des plans différents.
Dans le trou taraudé 8 du corps 2 est introduite une vis de mise en tension 10, pourvue d'un perçage axial 11 et d'une tête fusible 12. Une première extrémité de la câblette 3 traverse le perçage axial 11 de la vis 10, et est pourvue d'une tête élargie 13 qui prend appui sur un épaulement interne de retenue formé dans le perçage axial 11 de la vis 10.
La câblette souple 3 est prévue pour former, en position d'utilisation du connecteur 1, une boucle enlaçant le câble 6, le brin de câblette 3 qui forme l'extrémité de la boucle étant introduit au travers du canal transversal 9 du corps 2. Dans ce corps 2 est ménagé un autre trou taraudé, débouchant dans le canal 9 et recevant une vis de blocage 14 à tête fusible 15.
La boucle formée par la câblette 3 enlaçant le câble 6 est engagée dans une saignée transversale, creusée dans la gaine extérieure isolante 16 du câble 6 (d'une manière décrite en détail plus bas) sur au moins une fraction de sa circonférence, le fond de la saignée atteignant l'écran de protection 7. Le blocage de la câblette 3 par serrage de la vis 14, suivi de sa mise en tension mécanique contrôlée autour du câble 6 par serrage de la vis 10, assure la liaison mécanique et le contact électrique entre l'écran 7 appartenant au câble 6, d'une part, et la câblette 3, donc le corps 2 du connecteur 1, d'autre part.
La tresse 4, réalisable en cuivre comme une tresse nue, ou revêtue d'un isolant à la manière d'un petit câble, assure ici la liaison électrique désirée entre le connecteur 1 et un élément extérieur non représenté, tel que réseau de masse. La première extrémité de la tresse 4 est sertie en 17 sur le corps rigide 2 du connecteur 1. L'autre extrémité, initialement libre, de la tresse 4 est pourvue d'une cosse 18, conçue pour être sertie, vissée, soudée ou fixée par tout autre moyen sur ledit élément extérieur, de manière à assurer une continuité électrique.
En raison de la présence de la tresse de liaison 4, le brin libre 19 de la câblette 3, c'est-à-dire la partie ne formant pas la boucle et située au-delà du corps 2 du connecteur 1, peut ici être coupée au plus près du corps 2 et éliminée, comme illustré à la figure 3.
Les figures 4 et 5 représentent une deuxième forme de réalisation de l'invention, dans laquelle le corps rigide 2 du connecteur 1 comprend, outre une partie massive avec trou taraudé recevant la vis de mise en tension 10 de la câblette 3, une patte dans laquelle est ménagée une encoche 20. Un trou taraudé, débouchant dans l'encoche 20, reçoit une vis de blocage 14 à tête fusible 15, d'axe parallèle à la vis de mise en tension 10, et située dans le même plan transversal.
Ainsi la câblette 3, formant dans un plan transversal une boucle qui enlace le câble 6, possède une partie bloquée dans l'encoche 20 par la vis 14 et, au-delà de cette partie, un brin libre 19 qui est ici coudé à angle droit et amené dans une direction parallèle à l'axe du câble 6. Le brin libre 19 de la câblette 3 sert ici d'élément de liaison (en remplacement de la tresse 4 de la première forme de réalisation). Une cosse 18 à sertir ou à visser est prévue à l'extrémité du brin libre 19 de la câblette 3. Comme précédemment, la boucle formée par cette câblette 3 se trouve engagée dans une saignée 21, creusée dans la gaine extérieure isolante 16 du câble 6 et atteignant l'écran de protection 7 de ce câble 6.
Les figures 6 et 7 représentent une troisième forme de réalisation, qui est différente des précédentes par la constitution des moyens de mise en tension mécanique contrôlée de la partie de la câblette souple 3 enlaçant le câble 6.
Le corps 2 du connecteur 1 comporte ici un trou lisse 8A recevant une douille 10A lisse extérieurement et filetée intérieurement, montée tournante mais immobilisée axialement sur le corps 2, la douille 10A comportant à cet effet une gorge annulaire 26 coopérant avec une partie complémentaire appartenant au corps 2. Cette douille 10A est pourvue d'une tête de manoeuvre 12A fusible permettant une mise en tension mécanique contrôlée.
L'extrémité de la câblette 3 est pourvue d'un entraîneur 13a, réalisé sous la forme d'une bague filetée extérieurement, et solidarisée avec cette extrémité. L'entraîneur 13A prend place à l'intérieur de la douille 10A, le filetage extérieur de l'entraîneur 13A étant complémentaire du filetage intérieur de la douille 10A.
Avant serrage, comme le montre la figure 6, l'entraîneur 13A se situe vers l'extrémité de la douille 10A éloignée de la tête de manoeuvre 12A. L'actionnement manuel de cette tête de manoeuvre 12A, faisant tourner la douille 10A, provoque son vissage sur l'entraîneur 13A et, par conséquent, une avancée de l'entraîneur 13A en direction de ladite tête de manoeuvre 12A, jusqu'au serrage désiré -voir la figure 7 montrant la configuration obtenue en fin de mise en tension mécanique contrôlée de la câblette 3 après rupture de la tête fusible.
Cette dernière solution conduit à un encombrement réduit, la douille 10A n'étant pas déplacée axialement par rapport au corps 2 et ne faisant finalement qu'une faible saillie sur le corps 2. En outre, un joint torique anti-vibration 27 peut ici être monté et comprimé entre la tête de manoeuvre 12A de la douille 10A et l'entrée du trou lisse 8A du corps 2.
Le procédé de mise en oeuvre du dispositif précédemment décrit comprend, dans une première étape, le creusement de la saignée 21 dans la gaine extérieure isolante 16 du câble 6. Comme l'illustre la figure 8, le creusement de cette saignée 21 est réalisable à l'aide d'un matériel constitué par une corde 22, ou autre organe souple filiforme du même genre, dont les deux extrémités sont avantageusement munies de poignées de préhension respectives 23 et 24. La corde 22 est amenée de manière à ceinturer le câble 6, les deux brins libres formés par les régions d'extrémité de cette corde 22 se croisant. Un mouvement de va-et-vient est imprimé à la corde 22, suivant la flèche F, par l'opérateur saisissant cette corde par ses extrémités, notamment par les deux poignées 23 et 24. Ainsi, la corde 22 creuse progressivement, par effet mécanique et/ou thermique, dans la gaine extérieure isolante 16 du câble 6, une saignée 21 qui s'étend sur un arc de cercle inférieur à un tour complet, couvrant par exemple environ 300°, une zone intègre 25 subsistant entre les deux extrémités de la saignée 21 - voir figure 9.
Une fois la saignée 21 creusée, l'opérateur retire la corde 22 et procède à la mise en place du connecteur 1, en appliquant le corps 2 du connecteur sur la zone 25 et en engageant la câblette 3 dans la saignée 21, pour former une boucle avant de revenir au corps 2 où le blocage de la câblette 3 est effectué au moyen de la vis 14 à tête fusible 15 formant limiteur de couple. Ensuite, il est procédé manuellement à la mise en tension mécanique contrôlée de la boucle sur l'écran 7 par serrage de la vis 10, dont la tête fusible 12 joue également le rôle de limiteur de couple.
Puis, selon le cas, on réalise la liaison électrique avec un élément extérieur soit à l'aide du brin libre 19 de la câblette 3, soit à l'aide de la tresse 4.
Après immobilisation et mise en tension mécanique contrôlée de la câblette 3, engagée dans la saignée 21, on peut en outre réaliser une étanchéité et une isolation autour du connecteur 1 et du câble 6 dans la région du connecteur, ceci par différents moyens complémentaires tels que : pose d'un ruban autosoudable, mise en place d'une coquille adaptée et remplissage de celle-ci avec une résine isolante, mise en place d'accessoires adaptés avec parties souples (par exemple gomme élastomère), mise en place d'une gaine thermorétractable ou d'une gaine mécanicorétractable.
Le dispositif de connexion peut être placé en extrémité de câble, en un point intermédiaire d'un câble sans accessibilité aux extrémités, autour d'un câble accessible seulement sur une longueur faible, ou sur un câble accessible seulement sur un angle réduit. Bien que l'invention soit applicable en particulier à la connexion d'écrans appartenant à des câbles de télécommunication, le dispositif de connexion en question est aussi adaptable aux câbles de transport d'énergie électrique, aux câbles de réseaux vidéo, aux câbles coaxiaux, ainsi qu'aux gaines ou guides isolés, la constitution et la géométrie de ces câbles ou analogues pouvant être diverses. En particulier, le même dispositif de connexion est adaptable, sans modification, à des câbles de divers diamètres, en formant avec la câblette une boucle de plus ou moins grande longueur enlaçant le câble.