Brevet FR2939245A1 — publié le 20100604

DISPOSITIF DE CONNEXION D'UN SERVOMOTEUR A AU MOINS UN CABLE ELECTRIQUE La présente invention a pour objet un dispositif de connexion 5 d'un servomoteur à au moins un câble électrique. Elle a également pour objet un servomoteur muni d'un tel dispositif. Un servomoteur est conçu pour générer un mouvement précis d'un élément mécanique, par exemple une vanne industrielle, selon une commande externe. Un servomoteur est ainsi un système motorisé 10 capable d'atteindre des positions prédéterminées, puis de les maintenir. La position est, dans le cas d'un servomoteur rotatif, une position d'angle, et, dans le cas d'un servomoteur linéaire, une position de distance. Le démarrage et la conservation de la position prédéterminée sont commandés par la commande externe via au moins un câble 15 électrique. Pour relier le servomoteur au câble, il est connu d'utiliser un connecteur. Un connecteur pour ce type d'application comprend typiquement au moins une entrée de câble, ainsi qu'une ouverture destinée à être fermée par un élément de connexion électrique apte à 20 être connecté au servomoteur. Dans certains cas, par exemple en cas d'incident dans une centrale nucléaire, le servomoteur peut se trouver dans une enceinte sous pression élevée de vapeur d'eau. Du fait du gradient de pression entre l'extérieur et l'intérieur du connecteur, de la vapeur d'eau risque 25 de pénétrer dans le câble et de migrer par la gaine du câble jusque dans le connecteur et de pénétrer ensuite dans le servomoteur, ce qui risque d'endommager fortement l'équipement électrique du servomoteur. Une solution connue pour éviter cette migration de vapeur d'eau 30 consiste à couler de la résine dans le connecteur, ainsi qu'à l'intérieur de la gaine du câble, de manière à noyer les fils du câble dans la résine. Cette technique est toutefois difficile à mettre en oeuvre et est très coûteuse. En outre, du fait de la présence de la résine, il devient impossible d'intervenir dans le câble. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention propose un dispositif de connexion d'un servomoteur à au moins un câble électrique, permettant de limiter fortement la migration de liquide depuis la gaine du câble vers le dispositif de connexion, le dispositif de connexion étant de fabrication simple et économique. L'invention a ainsi pour objet un dispositif de connexion d'un servomoteur à au moins un câble électrique, le dispositif comprenant une enveloppe externe comprenant au moins deux ouvertures, d'une part au moins une entrée de câble, obturée par le câble en configuration opérationnelle du dispositif, et d'autre part une ouverture destinée à être fermée par un élément de connexion électrique constituant une interface avec le servomoteur. Dans le dispositif selon l'invention, l'enveloppe externe comprend en outre une ouverture permettant une évacuation de fluide présent à l'intérieur du dispositif, en configuration opérationnelle du dispositif. L'ouverture permet un équilibrage de pression instantané entre l'extérieur et l'intérieur du dispositif de connexion, ce qui limite les risques de migration de vapeur d'eau depuis la gaine du câble jusque dans le dispositif. L'élément de connexion électrique peut être formé d'une paroi en un matériau isolant munie de contacts électriques de forme allongée et traversant la paroi selon une direction sensiblement orthogonale à la paroi, chaque contact électrique comprenant une extrémité intérieure au dispositif apte à être reliée à un câble électrique, une extrémité extérieure au dispositif apte à être reliée à un contact électrique correspondant du servomoteur, et une portion intermédiaire située entre lesdites extrémités. De manière à renforcer l'étanchéité du dispositif, la portion intermédiaire des contacts électriques est avantageusement munie d'une rainure annulaire, et ladite paroi s'étend de manière à remplir lesdites rainures. De préférence, la paroi s'étend en outre sur une partie de l'extrémité intérieure des contacts électriques. Cette disposition permet d'augmenter la distance de cheminement du courant électrique entre les contacts électriques. Pour également augmenter la distance de cheminement, au moins un élément de séparation en saillie de la paroi de l'élément de connexion métallique peut être disposé entre des extrémités intérieures de contacts électriques. L'extrémité extérieure des contacts électriques du dispositif peut constituer une prise femelle, apte à être connectée à une prise mâle du 15 contact électrique correspondant du servomoteur. La prise femelle peut être entourée d'un élément coaxial en matériau isolant, ce qui améliore son isolation électrique. L'enveloppe externe peut comprendre une entrée de câble d'alimentation électrique et une entrée de câble de transmission de 20 données. L'invention a également pour objet un servomoteur connecté à un dispositif décrit ci-dessus. L'invention a enfin pour objet l'utilisation d'un tel servomoteur dans une centrale nucléaire. 25 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un dispositif selon 30 l'invention, connecté à un servomoteur, - les figures 2 à 5 sont des vues de détail de certaines parties du dispositif et du servomoteur. Tel qu'illustré à la figure 1, le dispositif 1 de connexion selon l'invention est connecté à un servomoteur 2. Le dispositif 1 comprend une enveloppe externe 9 comprenant deux entrées de câble 3,4. L'entrée 3 est apte à recevoir par exemple un câble d'alimentation électrique du moteur, tandis que l'entrée 4 est apte à recevoir un câble de transmission de données. Bien que deux entrées de câbles 3,4 soient représentées, le dispositif 1 peut ne comprendre qu'une seule entrée, apte à recevoir l'un ou l'autre des câbles électriques. Les entrées 3,4 sont avantageusement munies d'un presse-étoupe, afin d'assurer l'étanchéité entre le câble et l'entrée 3,4. Le dispositif 1 comprend en outre un élément de connexion électrique 5, par exemple sous forme d'une plaque, principalement en matière plastique, apte à être connecté à un élément de connexion électrique 6, par exemple sous forme d'une plaque, du servomoteur 2. L'élément de connexion électrique 6 est relié à une enveloppe externe 12 du servomoteur 2. L'élément de connexion 5 comprend une paroi 11 et des contacts électriques 7 traversant la paroi 11. Les contacts électriques 7 sont destinés à accueillir des fils électriques provenant du ou des câbles électriques et à les connecter à des contacts électriques 8 correspondants de l'élément de connexion électrique 6 du servomoteur 2 Conformément à l'invention, l'enveloppe externe 9 du dispositif 1 comprend une ouverture 10, disposée en zone basse de l'enveloppe externe 9 en configuration opérationnelle du dispositif 1 et permettant l'évacuation de liquide en cas de présence de liquide dans le dispositif 1. Par exemple, en cas d'accident nucléaire, de l'eau peut pénétrer à l'intérieur du dispositif 1 en provenance du ou des câbles électriques. Lors de l'accident, la pression de vapeur d'eau augmente brutalement, mais l'ouverture 10 permet un équilibrage de pression instantané entre l'extérieur et l'intérieur du dispositif 1, ce qui limite la migration de vapeur d'eau depuis le ou les câbles vers le dispositif 1. En effet, s'il n'y avait pas d'ouverture 10, l'intérieur du dispositif 1 serait à pression atmosphérique, ce qui favoriserait la migration de vapeur d'eau vers l'intérieur du dispositif 1 du fait du grand écart de pression entre l'extérieur et l'intérieur du dispositif 1. Si de la vapeur d'eau pénètre dans le dispositif 1 via l'ouverture 10, la vapeur d'eau va condenser à l'intérieur du dispositif 1. L'eau ainsi formée s'écoule ensuite vers l'extérieur du dispositif via l'ouverture 10. Les figures 2 et 3 sont des vues de détail des contacts électriques 7 et 8 respectivement. Le contact électrique 7 est longitudinal et s'étend dans une direction sensiblement orthogonale à la paroi 11 de l'élément de connexion électrique 5. Le contact 7 comprend une extrémité intérieure au dispositif comprenant un orifice 7a et une extrémité extérieure au dispositif comprenant un orifice 7b. Les orifices 7a et 7b sont réalisés dans une portion métallique sensiblement cylindrique du contact électrique 7. La portion métallique est entourée de matière plastique de la paroi 11. L'orifice 7a est réalisé du côté intérieur au dispositif 1. Un fil issu du câble d'alimentation électrique est introduit dans l'orifice 7a et est fixé au contact 7 par serrage à l'aide dune vis 14. L'orifice 7b est réalisé du côté extérieur au dispositif 1. L'orifice 7b constitue un contact femelle dans lequel est introduit un contact mâle 8b correspondant de l'élément de connexion 6 du servomoteur 2. Pour renforcer l'étanchéité entre les orifices 7a et les orifices 7b de la paroi 11, le contact électrique 7 comprend avantageusement une rainure 15, située entre l'extrémité intérieure et l'extrémité extérieure du contact électrique 7, et disposée de préférence sur tout le pourtour de la portion métallique 7, sous la forme d'une gorge 15. Lors du moulage de la matière plastique de la paroi 11, le rétreint conduit à une expansion de matière longitudinalement et radialement par rapport à l'axe du contact électrique 7. Grâce à la présence de la gorge 15, la matière plastique s'appuie des faces perpendiculaires à l'axe du contact 7. La gorge 15 ainsi réalisée est remplie par de la matière plastique et assure l'étanchéité de la paroi 11, même après rétreint. Il est également possible, pour renforcer l'étanchéité, de disposer une gaine, par exemple une gaine thermo-rétractable, sur les fils issus du câble et sur l'extrémité intérieure des contacts 7. On peut également envisager de remplir le dispositif 1 avec une matière de remplissage, avantageusement une résine. Le remplissage peut être réalisé à l'aide d'une ouverture de remplissage, non représentée, disposée dans l'enveloppe externe 9 du dispositif 1. La paroi 11 s'étend de préférence sur une partie de l'extrémité intérieure du contact électrique 7. De cette façon, la distance de cheminement du courant électrique entre deux contacts électriques 7 est augmentée. Par suite, la distance d'isolement électrique ente les contacts électriques 7 est augmentée. L'élément de connexion électrique 6, tel qu'illustré à la figure 3, comprend une paroi 13 et des contacts électriques métalliques 8 disposés sensiblement orthogonalement à la paroi 13, et s'étendant de part et d'autre de la paroi 13. Chaque contact électrique 8 comprend, du côté du dispositif 1 de connexion, un contact mâle 8b apte à être introduit dans un contact femelle 7b correspondant de l'élément de connexion électrique 5 du dispositif 1. Pour faciliter l'insertion des contacts mâles 8b dans les contacts femelles 7b, les contacts mâles 8b sont en contact flottant avec la paroi 13 de l'élément de connexion électrique 6. Le raccordement interne au servomoteur 2 est réalisé à l'aide d'éléments de raccordement 16, par exemple des cosses cylindriques, avec ou sans isolant, qui sont par exemple enfichées ou clipsées sur l'extrémité intérieure des contacts électriques 8. La figure 4 est une vue de face de l'élément de connexion électrique 5. L'élément de connexion électrique 5 comprend trois rangées concentriques de contacts électriques 7. Les deux rangées externes de contacts électriques 7 sont destinées à transmettre des données du servomoteur 2 à une commande externe, en particulier des données concernant la position de l'élément mécanique actionné par le servomoteur 2 et/ou des données concernant le couple appliqué à l'élément mécanique. La rangée interne de contacts électriques 7 comprend trois contacts 7 destinés à alimenter un moteur triphasé, ainsi qu'un contact électrique 7 destiné à la terre. L'élément de connexion électrique 5 comprend en outre des orifices 17 pour la fixation de l'élément de connexion électrique 5 par vissage sur l'enveloppe externe 9 du dispositif 1. La figure 5 illustre la fixation de l'élément de connexion électrique 5 à l'enveloppe externe 9 du dispositif 1. Après le raccordement des câbles électriques à l'élément de connexion électrique 5, ce dernier est fixé à l'enveloppe 9 grâce à des vis 18, avec des joints d'étanchéité 19,20 toriques. Le dispositif 1 est ensuite connecté à l'élément de connexion électrique 6 du servomoteur 2. Un détrompeur assuré par la forme de l'élément de connexion électrique 5 interdit avantageusement tout mauvais montage. Enfin, l'enveloppe externe 9 du dispositif 1 est vissée à l'enveloppe externe 12 du servomoteur 2. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de connexion d'un servomoteur (2) à au moins un câble électrique, le dispositif (1) comprenant une enveloppe externe (9) comprenant au moins deux ouvertures (3,4), d'une part au moins une entrée de câble (3,4), obturée par le câble en configuration opérationnelle du dispositif (1), et d'autre part une ouverture destinée à être fermée par un élément de connexion électrique (5) constituant une interface avec le servomoteur (2), caractérisé en ce que l'enveloppe externe (9) comprend en outre une ouverture (10) permettant une évacuation de fluide présent à l'intérieur du dispositif (1), en configuration opérationnelle du dispositif (1). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de connexion électrique (5) est formé d'une paroi (11) en un matériau isolant munie de contacts électriques (7) de forme allongée et traversant la paroi (11) selon une direction sensiblement orthogonale à la paroi (11), chaque contact électrique (7) comprenant une extrémité intérieure au dispositif (1) apte à être reliée à un câble électrique, une extrémité extérieure au dispositif (1) apte à être reliée à un contact électrique (8) correspondant du servomoteur (2), et une portion intermédiaire située entre lesdites extrémités et munie d'une rainure annulaire (15), ladite paroi (11) s'étendant de manière à remplir lesdites rainures (15). 3. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi (11) s'étend en outre sur une partie de l'extrémité intérieure des contacts électriques (7). 4. Dispositif (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'au moins un élément de séparation en saillie de la paroi (11) de l'élément de connexion métallique (5) est disposé entre des extrémités intérieures de contacts électriques (7). 5. Dispositif (1) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité extérieure des contacts électriques (7) du dispositif (1) constitue une prise femelle (7b), apte à être connectée à une prise mâle (8b) du contact électrique (8) correspondant du servomoteur (2). 6. Dispositif (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la prise femelle (7b) est entourée d'un élément coaxial en matériau isolant. 7. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'enveloppe externe (9) comprend une entrée (3) de câble d'alimentation électrique et une entrée (4) de câble de transmission de données. 8. Servomoteur (2), caractérisé en ce qu'il est connecté à un dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Utilisation d'un servomoteur (2) selon la revendication 8 dans une centrale nucléaire.