Brevet FR2767959A1 — publié le 19990305

La présente invention concerne un dispositif passe-tige destiné à être monté au travers d'un orifice d'une paroi, du type comportant d'une part un corps et un couvercle destinés à être disposés chacun d'un côté de la paroi et d'autre part des moyens de liaison du corps et du couvercle pour enserrer ladite paroi entre eux, le corps et le couvercle comportant des passages alignés, destinés à la réception d'une tige conductrice. L'invention concerne en outre un ensemble passe-tige du type comportant un dispositif passe-tige et une tige conductrice reçue dans les passages alignés du corps et du couvercle, laquelle tige traverse de part en part le corps et le couvercle et comporte à l'une de ses extrémités une connexion pour un câble électrique. On connaît déjà des dispositifs passe-tige, destinés à être fixés sur une tige de sortie basse-tension d'un transformateur. Un tel composant possède une fonction électrique, consistant à amener le courant de sortie du transformateur depuis les enroulements de sortie, situés à l'intérieur de la carcasse du transformateur, jusqu'à des circuits électriques externes, tout en assurant une isolation électrique sans faille entre la tige conductrice et la carcasse. Afin de remplir cette fonction électrique en toute sécurité pendant de longues années, un dispositif passe-tige doit également présenter des caractéristiques de tenue mécanique, par rapport aux températures de fonctionnement Jusqu'à 250 C), aux vibrations, et aux contraintes statiques dues au montage ou à l'assemblage du dispositif. De ce fait, les dispositifs passe-tige connus comportent en général un corps en céramique ou en matériau thermodurci du genre époxy, en forme de jupe, pourvu d'une zone annulaire traversant un orifice aménagé dans la paroi d'un transformateur, et un couvercle annulaire situé de l'autre côté de la paroi par rapport au couvercle, ledit corps coopérant avec le couvercle pour enserrer la paroi du transformateur de manière à présenter un assemblage mécaniquement solide, et électriquement isolant par rapport à la tige conductrice. De plus, la cohésion de l'ensemble est assurée par des écrous de fixation vissés aux extrémités de la tige de sortie. Un tel dispositif est décrit par exemple dans la demande EP-A0.678.879 déposée au nom de la Demanderesse. Les dispositifs connus actuellement, s'ils remplissent de manière satisfaisante leur fonction d'isolation, résistent difficilement aux contraintes mécaniques et chimiques extérieures. L'invention a pour but d'apporter une solution à ce problème en proposant un dispositif passe-tige et un ensemble passe-tige le comportant permettant d'atteindre des performances satisfaisantes tant en ce qui concerne les caractéristiques d'isolation, que les caractéristiques de résistance aux agressions mécaniques et chimiques extérieures. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif passe-tige du type précité, caractérisé en ce que le couvercle comporte un noyau interne délimitant le passage de réception de la tige et une gaine externe recouvrant la paroi latérale du noyau interne, le noyau interne et la gaine externe étant réalisés en des matériaux différents. Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif passe-tige peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le noyau interne est réalisé en une matière plastique, notamment du PBT ou du polyamide; - la gaine externe est réalisée en élastomère, notamment du silicone ou du néoprène; - la gaine externe est réalisée dans un matériau plus déformable que celui formant le noyau interne; - la gaine externe recouvre l'essentiel de la surface du noyau interne après installation du dispositif passe-tige; - la gaine externe comporte extérieurement au moins une collerette périphérique centrée sensiblement suivant l'axe de la tige, élargissant localement la dimension transversale du couvercle; et - le noyau interne est emboîté sensiblement sans jeu à l'intérieur de la gaine extérieure. L'invention a en outre pour objet un ensemble passe-tige, du type précité caractérisé en ce que ladite connexion comporte une patte munie de moyens de fixation du câble et la tige porte d'une part une butée fixe et d'autre part une douille mobile axialement, ladite patte étant solidaire de l'un de ladite butée et de ladite douille, ladite butée et ladite douille comportant des surfaces latérales interne et externe adaptées pour coopérer par effet de coin suivant l'axe de la tige, ladite surface latérale interne coiffant au moins partiellement ladite surface latérale externe, la tige comportant des moyens de serrage de la douille contre ladite butée suivant l'axe de la tige. Suivant des modes particuliers de réalisation, L'ensemble passe-tige peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - lesdites surfaces latérales en regard de ladite douille et de ladite butée sont des surfaces tronconiques sensiblement complémentaires, - la surface latérale interne est portée par des lèvres réparties suivant la périphérie de la tige et séparées par des encoches axiales; - ladite tige est une tige filetée, au moins sur le tronçon de support de ladite butée; - ladite butée est une bague qui est filetée intérieurement sur au moins une partie de sa longueur; - le matériau sur lequel est définie la surface latérale interne est plus dur que le matériau sur lequel est définie la surface latérale externe; - ladite surface latérale externe est portée par ladite butée; - la patte est solidaire de ladite butée et s'étend dans le prolongement de ladite tige; et - ladite douille prolonge le dispositif passe-tige du côté de la butée suivant la longueur de la tige, et les moyens de serrage de la douille contre la butée sont disposés sur la tige de l'autre côté du dispositif passe-tige. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va su ivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble passe-tige selon l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation de l'ensemble passe-tige de la figure 1, dans laquelle le couvercle est coupé longitudinalement; - la figure 3 est une vue en perspective de la connexion extérieure du dispositif passe-tige des figures 1 et 2; et - la figure 4 est une vue en perspective de la connexion intérieure du dispositif passe-tige des figures 1 et 2. L'ensemble passe-tige, représenté sur la figure 1 et désigné généralement par la référence 10, comporte un dispositif passe-tige 12 et une tige filetée conductrice 14 comportant, à une extrémité extérieure, une connexion 16, représentée plus en détail sur la figure 3, et à une extrémité intérieure, une connexion 17 représentée plus en détail sur la figure 4. Le dispositif passe-tige 12 comporte essentiellement un couvercle 18 et un corps 20 traversés tous deux de part en part par la tige 14. Le couvercle 18 et le corps 20 sont destinés à être disposés chacun d'un côté d'une paroi (non représentée), la tige 14 formant des moyens de liaison du corps et du couvercle pour enserrer la paroi entre eux. Comme représenté sur la figure 2, le corps 20 est généralement de révolution d'axe X-X. II comporte un passage axial 22 pour la réception de la tige 14. Le corps 20 est formé d'un manchon comportant un tronçon cannelé, noté 24A, adapté pour traverser l'orifice de la paroi sur laquelle est installé le dispositif passe-tige, et pour pénétrer à l'intérieur d'un logement du couvercle 18. Le tronçon 24A est prolongé par un tronçon tronconique 24B venu de matière avec celui-ci. Ils sont séparés par un rebord 26 formant une surface d'appui 27 sur l'une des faces de la paroi. A son autre extrémité, le tronçon 24B comporte une collerette 28 ayant un diamètre extérieur inférieur au diamètre du rebord 26. Le rebord 26 comporte deux méplats 29 diamétralement opposés destinés au maintien en position du corps 20 à l'aide d'une clé adaptée ou d'une butée ménagée sur la paroi. Le rebord 26 et la collerette 28 sont reliés par un ensemble de nervures de renfort triangulaires 30 s'étendant axialement. Ces nervures ont une répartition régulière suivant la périphérie du corps. Le couvercle 18 présente une forme générale sensiblement cylindrique avec une face supérieure 40 et une face inférieure 42, cette dernière étant adaptée pour venir en contact avec la paroi sur laquelle est installé l'ensemble passe-tige. Selon l'invention, le couvercle 18 comporte un noyau intérieur 44 et une gaine extérieure 46 recouvrant la paroi latérale du noyau interne, le noyau interne et la gaine externe étant réalisés en des matériaux différents. La paroi latérale extérieure du noyau 44 présente sur un tronçon supérieur une forme cylindrique prolongée vers la face inférieure 42 par un tronçon inférieur tronconique s'évasant progressivement vers l'extrémité inférieure. Le noyau 44 délimite un passage axial 47. Sur sa partie courante, le diamètre du passage 46 est sensiblement égal au diamètre extérieur de la tige 14. A son extrémité débouchant sur la face inférieure 42, le passage 47 comporte un chambrage 48 formant une chambre débouchante destinée à la réception du tronçon cannelé 24A du corps. La longueur du chambrage 48 est supérieure à la longueur du tronçon cannelé 24A. Au voisinage de sa face supérieure 40, le passage 47 comporte une ouverture cylindrique 50 centrée suivant l'axe X-X. De préférence, I'ouverture cylindrique 50 comporte successivement deux cylindres coaxiaux 50A et 50B. Un premier cylindre 50A débouchant sur la face supérieure 40 a un diamètre intérieur supérieur au diamètre du second cylindre 50B prolongeant axialement le premier cylindre 50A. Le premier cylindre 50A est destiné à recevoir des rondelles 52 alors que le second cylindre 50B est adapté pour recevoir une entretoise 54 et un joint d'étanchéité 56. De préférence, I'entretoise 54 présente une forme générale cylindrique et comporte une collerette 58A s'étendant dans la partie inférieure du cylindre 50A et une partie axiale de plus petit diamètre 58B s'étendant dans le second cylindre 50B. Le noyau intérieur 44 comporte, sur sa face inférieure 42, une rainure périphérique 60 centrée sur l'axe X-X dans laquelle est reçu un joint torique 62 destiné à venir s'appliquer contre la paroi et ainsi assurer l'étanchéité entre celle-ci et le couvercle 18. Avantageusement, le noyau interne 44 est réalisé en une matière plastique, notamment du PBT (polybutylène téréphtalate) ou du polyamide. La gaine 46 présente une forme générale cylindrique d'axe X-X. Elle est formée par une paroi de révolution ayant généralement une épaisseur constante réduite de l'ordre de 1 à 2 mm. Le profil de la surface intérieure de la gaine 46 correspond au profil de la surface extérieure du noyau 44. Ainsi, la gaine 46 comporte depuis son extrémité supérieure un tronçon cylindrique creux de section de révolution prolongé par un tronçon tronconique creux s'évasant progressivement vers l'extrémité inférieure de la gaine. A son extrémité supérieure, la gaine 46 comporte un rebord rentrant 66 destiné à venir en contact sur la surface supérieure du noyau 44. Le rebord 66 est délimité intérieurement par un passage dont le diamètre correspond sensiblement au diamètre des rondelles 52 reçues dans le cylindre 50A. Sur sa surface extérieure, la gaine 46 comporte, successivement, suivant la longueur de son tronçon cylindrique, au moins une collerette 68 venue de matière. Ces collerettes, au nombre de trois sur la figure 1, s'étendent sur toute la périphérie de la gaine et augmentent ainsi localement le diamètre de celle-ci. La gaine externe est avantageusement réalisée en élastomère, notamment en silicone ou en néoprène. En particulier, la gaine externe 46 est réalisée en un matériau plus déformable que celui formant le noyau interne 44. La gaine 46 et le noyau 44 sont réalisés séparément et sont assemblés par emboîtement du noyau à l'intérieur de la gaine déformable 46. Sur la figure 3 est représentée en détail la connexion 16 montée à l'extrémité extérieure de la tige 14 du côté du couvercle 18. Cette connexion comporte essentiellement une butée 100, une patte 102 de fixation d'un câble électrique et des moyens 104 de serrage de la patte 102 sur la butée 100. Dans le mode de réalisation représenté, la butée 100 est formée par une bague 106 engagée sur la tige filetée 14. Cette bague comporte un tronçon taraudé intérieurement en prise avec le filetage de la tige. Le tron çon taraudé présente extérieurement un six-pans d'entraînement noté 108. Ce tronçon est prolongé par un ensemble de lèvres axiales 110, par exemple au nombre de quatre, séparées par des encoches axiales 112. La surface interne des lèvres 110 est initialement lisse et cylindrique. La surface externe notée Il 0A des lèvres délimite une surface tronconique, dont le diamètre est progressivement décroissant vers l'extrémité libre des lèvres. La butée 100 est réalisée par exemple en cuivre. La patte 102 comporte une plaquette 120 prolongée par une douille 122 engagée sur la tige filetée 14. La plaquette 120 s'étend perpendiculairement à la tige 14. Elle comporte, à son extrémité libre, des moyens 124 de fixation d'un câble électrique. Ces moyens de fixation comportent par exemple des colliers non représentés vissés à l'aide de vis reçues dans des trous taraudés traversant la plaquette 120. La douille 122 présente intérieurement une surface tronconique interne 122A de forme sensiblement complémentaire à celle de la surface tronconique externe Il 0A délimitée par la surface extérieure des lèvres 110. Le diamètre intérieur de la douille 122 diminue continuement depuis son extrémité en regard de la butée 100 jusqu'à son extrémité en regard des moyens de serrage 104. La patte 102, notamment la douille 122, est réalisée avantageusement en un matériau conducteur de l'électricité plus dur que le matériau formant la butée 100. Elle est par exemple réalisée en laiton ou en bronze. Les moyens de serrage 104 de la patte 102 sur la butée 100 sont par exemple formés par un écrou 130 vissé à l'extrémité libre de la tige 14. Sur la figure 4 est représenté en détail la connexion 17 montée à l'extrémité de la tige 14 du côté du corps 20. Cette connexion comporte, comme la connexion 16 de la figure 3, essentiellement une butée fixe 200, une patte 202 de fixation d'un câble électrique et des moyens de serrage de la patte 202 contre une douille 206 mobile suivant la tige 14. Dans ce mode de réalisation, la douille 206 est formée par la collerette 28. Les moyens de serrage sont formés par la bague taraudée intérieurement 106 munie du six-pans d'entraînement 108. La douille 206 est disposée suivant l'axe de la tige 14 à l'extrémité du dispositif passe-tige 12 du côté de la butée 200. Elle comporte, comme la douille 122, une surface latérale interne tronconique notée 206A. Cette dernière a un diamètre progressivement croissant vers l'extrémité ouverte vers la butée 200. La butée 200 est solidaire de l'extrémité de la tige 14. Elle est formée d'une base annulaire 208 prolongée par des lèvres 210 séparées suivant la périphérie de ia tige 14 par des encoches axiales 212. Comme la butée 100, la butée 200 a, dans le tronçon défini par les lèvres 210, une surface latérale externe tronconique 21 0A dont le diamètre est progressivement décroissant vers l'extrémité libre des lèvres. La base 208 comporte sur sa face externe une chape 214 dans laquelle est retenue la patte 202. Ainsi, la patte 202 s'étend dans le prolongement de la tige 14. La patte 202 comporte comme la patte 102 des trous taraudés 216 pour la fixation d'un câble électrique. Pour le montage de l'ensemble passe-tige sur une paroi, on introduit le corps 20 et en particulier son tronçon cannelé 24A au travers d'un orifice ménagé dans la paroi. La tige 14 préalablement munie de la butée fixe 200 est alors introduite dans le passage 22 de sorte qu'elle traverse de part en part le corps 20. Le couvercle 18, préalablement assemblé, est ensuite mis en place. Le pré-assemblage du couvercle 18 consiste à recouvrir l'essentiel de la surface latérale du noyau intérieur 44 par la gaine externe 46. Le joint 56, l'entretoise 54 et les rondelles 52 sont ensuite introduits dans l'ouverture 50. La butée 100 est alors vissée à l'extrémité libre de la tige 14. La butée 100 est amenée en appui sur la rondelle apparente 52 de manière à appliquer la face inférieure 42 du corps muni du joint 62 sur la paroi. Le serrage de la butée 100 conduit à l'engagement des lèvres 210 à l'intérieur de la douille 206. En particulier, la surface latérale externe 210A est partiellement coiffée par la surface latérale interne 206A. Ces deux surfaces en regard coopèrent ainsi sous l'action de serrage de la butée 100, assurant la retenue axiale de la butée par rapport au corps 20 par effet de coin. La patte 102 et l'écrou 130 sont ensuite engagés sur l'extrémité libre externe de la tige 14. Le serrage de l'écrou 130 provoque la mise en prise et la coopération des surfaces tronconiques Il 0A, 1 22A en regard portées par la butée 100 et la douille 122. Sous l'action du serrage, les lèvres 120 se déforment progressivement vers l'axe X-X et subissent un matriçage sur le filetage de la tige 14. De plus, la déformation des lèvres 110 sous l'action de la douille 122 déplacée suivant l'axe de la tige provoque le coincement de cette dernière sur la butée 100. On conçoit que la butée 100 et la douille 122 sont alors en appui l'une contre l'autre sur toute la surface des parois tronconiques en contact. Cette grande surface de contact assure un coincement efficace et une retenue mécanique de la patte 102 sur la butée 100. Ainsi, même en cas de desserrage de l'écrou 130, la liaison entre la patte 102 et la butée 100 est assurée par effet de coin. De plus, la déformation des lèvres 100 sur la tige filetée 14 assure une solidarisation de la butée 100 avec la tige et donc un accouplement fiable de la bague 100 sur la tige. De même, la coopération des surfaces complémentaires de la douille 206 et de la butée 200 assure qu'en cas de desserrage de la butée 100, la patte 202 reste solidaire de la douille 206 et du dispositif passe-tige. En outre, on comprend que le noyau 44, réalisé en un matériau plastique ayant des propriétés mécaniques aptes à assurer une retenue correcte de la tige est complètement protégé des agressions extérieures par la gaine 46. Cette dernière, réalisée en un matériau résistant, est peu sensible aux agressions chimiques et mécaniques extérieures. De plus, les collerettes successives 68 créent un allongement du chemin superficiel défini axialement sur la surface du couvercle, limitant ainsi la propagation des courants de fuite à la surface du dispositif passetige. En variante non représentée, la douille 206 n'est pas venue de matière avec le corps 20. Elle est constituée d'une bague engagée sur la tige 14 entre le corps 20 et la butée 200. Elle prend appui sur le corps lors du serrage de la butée 100. Les pattes 102 et 202 sont planes dans l'exemple décrit ici. Toutefois, en variante, elles sont courbes et présentent des déformations modifiant leur orientation par rapport à l'axe du dispositif passe-tige. La patte 102 peut ainsi s'étendre parallèlement à l'axe du dispositif. De plus, la section des pattes peut être arrondie afin de permettre le soudage ou le sertissage des câbles conducteurs. REVENDICATIONS 1.- Dispositif passe-tige (12) destiné à être monté au travers d'un orifice d'une paroi, du type comportant d'une part un corps (20) et un couvercle (18) destinés à être disposés chacun d'un côté de la paroi et d'autre part des moyens (14, 16) de liaison du corps (20) et du couvercle (18) pour enserrer ladite paroi entre eux, le corps (20) et le couvercle (18) comportant des passages (22, 47) alignés, destinés à la réception d'une tige conductrice (14), caractérisé en ce que le couvercle (18) comporte un noyau interne (44) délimitant le passage (47) de réception de la tige (14) et une gaine externe (46) recouvrant la paroi latérale du noyau interne (44), le noyau interne (44) et la gaine externe (46) étant réalisés en des matériaux différents. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau interne (44) est réalisé en une matière plastique, notamment du PBT ou du polyamide. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la gaine externe (46) est réalisée en éiastomère, notamment du silicone ou du néoprène. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine externe (46) est réalisée dans un matériau plus déformable que celui formant le noyau interne (44). 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine externe (46) recouvre l'essentiel de la surface du noyau interne (44) après installation du dispositif passe-tige. 6. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine externe (46) comporte extérieurement au moins une collerette périphérique (68) centrée sensiblement suivant l'axe (X-X) de la tige (14), élargissant localement la dimension transversale du couvercle (18). 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau interne (44) est emboîté sensiblement sans jeu à l'intérieur de la gaine extérieure (46). 8.- Ensemble passe-tige (10) du type comportant un dispositif passetige (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et une tige conductrice (14) reçue dans les passages alignés (22, 47) du corps (20) et du couvercle (18), laquelle tige (14) traverse de part en part le corps (20) et le couvercle (18) et comporte à l'une de ses extrémités une connexion (16, 17) pour un câble électrique, caractérisé en ce que ladite connexion (16, 17) comporte une patte (102, 202) munie de moyens de fixation du câble et la tige (14) porte d'une part une butée fixe (100, 200) et d'autre part une douille mobile axialement (122, 206), ladite patte étant solidaire de l'un de ladite butée (100, 200) et de ladite douille (122, 206), ladite butée (100, 200) et ladite douille (122, 206) comportant des surfaces latérales interne (122A, 206A) et externe (11 0A, 210A) adaptées pour coopérer par effet de coin suivant l'axe de la tige (14), ladite surface latérale interne (122A, 206A) coiffant au moins partiellement ladite surface latérale externe (110A, 210A), la tige (14) comportant des moyens (100, 104) de serrage de la douille (122, 206) contre ladite butée (100, 200) suivant l'axe de la tige (14). 9.- Ensemble passe-tige selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites surfaces latérales en regard de ladite douille (122, 206) et de ladite butée (100, 200) sont des surfaces tronconiques sensiblement complémentaires. 10.- Ensemble passe-tige selon la revendication 9, caractérisé en ce que la surface latérale interne (110A, 210A) est portée par des lèvres (110, 210) réparties suivant la périphérie de la tige (14) et séparées par des encoches axiales (112, 212). 11.- Ensemble passe-tige selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que ladite tige est une tige filetée, au moins sur le tronçon de support de ladite butée (100). 12. Ensemble passe-tige selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite butée (100) est une bague qui est filetée intérieurement sur au moins une partie de sa longueur. 13.- Ensemble passe-tige selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le matériau sur lequel est définie la surface latérale interne (122A, 206A) est plus dur que le matériau sur lequel est définie la surface latérale externe (11 OA, 210A). 14.- Ensemble passe-tige selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que ladite surface latérale externe (110A, 210A) est portée par ladite butée (100, 200). 15.- Ensemble passe-tige selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que la patte (202) est solidaire de ladite butée (200) et s'étend dans le prolongement de ladite tige (14). 16.- Ensemble passe-tige selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que ladite douille (206) prolonge le dispositif passe-tige du côté de la butée (200) suivant la longueur de la tige (14), et les moyens (100) de serrage de la douille (206) contre la butée (200) sont disposés sur la tige (14) de l'autre côté du dispositif passe-tige (12).