Brevet FR3078449A1 — publié le 20190830

Dispositif d'entrée de câble pour câble électrique sous conduit La présente invention concerne un dispositif d'entrée de câble ou presse-étoupe et, plus particulièrement, un presse-étoupe adapté à être disposé sur une paroi d'une enceinte pour assurer une étanchéité au passage d'un câble électrique traversant ladite paroi, ledit câble électrique étant amené vers l'enceinte sous un conduit de protection comprenant un filetage de raccordement avec ledit presse-étoupe, ledit presse-étoupe comprenant un corps tubulaire présentant une extrémité filetée pour sa fixation à ladite paroi, ledit corps tubulaire renfermant une bague d'étanchéité compressible, un écrou annulaire adapté à être vissé sur une extrémité taraudée dudit corps tubulaire opposée à ladite extrémité filetée, pour comprimer ladite bague d'étanchéité et, en liaison avec ledit écrou annulaire, à une portion d'extrémité dudit écrou annulaire opposée audit corps tubulaire, un manchon de connexion tubulaire comportant une partie filetée adaptée à coopérer par vissage avec ledit filetage de raccordement dudit conduit de protection. Le domaine d'application de l'invention est plus précisément celui des presse-étoupes conforme aux normes internationales pour les équipements électriques destinés à une utilisation dans des environnements dangereux et plus particulièrement dans des atmosphères explosives (en particulier relevant du système international de certification IECEx). On parle d'équipements « Ex ». De tels presse-étoupes « Ex» sont adaptés pour faire passer des câbles à l'intérieur d'une enceinte électrique placée en atmosphère explosive en maintenant l'intégrité de la protection de l'enceinte et la sécurité de l'installation électrique. En particulier, les principes d'installation dans ce contexte sont respectés en vissant le presse-étoupe directement sur la paroi de l'enceinte ou, pour les trous non taraudés, en le fixant sur la paroi traversée avec un contre-écrou. La bague d'étanchéité assure l'étanchéité en particulier vis-à-vis des gaz et des poussières inflammables. Dans certaines installations, des câbles, armés ou non armés, peuvent être amenés sous des conduits de protection, par exemple de type conduit métallique flexible, notamment pour procurer une protection mécanique supplémentaire. Il s'agit d'une alternative à la mise en oeuvre de câbles blindés lors d'une utilisation dans un environnement dangereux tel qu'évoqué ci- 2 dessus. Sur de telles installations, le conduit de protection dans lequel est amené le câble doit être relié à l'enceinte électrique au moyen d'un presse-étoupe « Ex ». Dans ce contexte, certaines solutions ont été développées pour adapter ces presse-étoupes, afin de permettre la liaison du presse-étoupe avec 5 le conduit de protection. On connaît ainsi un presse-étoupe conforme à la définition générique donnée ci-dessus, qui comporte donc, en particulier, un manchon de connexion tubulaire, en liaison avec l'écrou d'actionnement du joint du presse-étoupe, avec une partie filetée adaptée pour assurer la connexion par vissage avec le 10 filetage de raccordement du conduit de protection. La société « CMP Products Ltd » commercialise sous la référence A2FFC des presse-étoupes de ce type, qui sont destinés aux applications en atmosphères explosives, dans lequel le manchon de connexion, qui vient se visser à l'intérieur du conduit de protection, est fixé entre l'écrou d'actionnement 15 de la bague d'étanchéité et cette dernière, de façon à autoriser un glissement en rotation entre le manchon de connexion et l'écrou monté sur ce dernier, avant montage. Cependant, une fois l'écrou d'actionnement de la bague d'étanchéité serré sur le corps du presse-étoupe pour la mise en tension de celui-ci aux fins d'assurer l'étanchéité, le manchon de connexion n'est plus libre 20 de rotation. Aussi, il est obligatoire de fixer d'abord le manchon de connexion du presse-étoupe sur le conduit de protection, avant de mettre sous tension le presse-étoupe en serrant l'écrou sur le corps. En effet, dans le cas contraire, si un opérateur tente de visser le manchon de connexion sur le conduit de protection, le couple exercé sur le manchon de connexion va être transmis à 25 l'écrou d'actionnement, qui va ainsi avoir tendance à se desserrer, au détriment de l'étanchéité du presse étoupe. Or, dans le contexte particulier des presse-étoupes, qui sont destinés à être utilisés dans des atmosphères potentiellement explosives, une mauvaise installation du presse-étoupe contribue à ruiner la protection contre les 30 explosions. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un presse-étoupe, qui soit capable de s'adapter à différentes configurations de montage possibles du presse étoupe avec un conduit de protection d'amenée de câble et, en particulier, qui soit capable d'autoriser le montage lorsque le presse- 3 étoupe est déjà sous tension et ce, sans compromettre la fonction d'étanchéité du presse-étoupe. A cette fin, le presse-étoupe de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement 5 caractérisé en ce que ledit manchon de connexion tubulaire comprend un alésage de connexion monté par un ajustement à force sur une surface externe de ladite portion d'extrémité dudit écrou annulaire, ledit manchon présentant une rainure annulaire sur une surface interne dudit alésage de connexion et ladite surface externe de ladite portion d'extrémité dudit écrou présentant une 10 surface en relief, agencée de sorte à s'engager dans ladite rainure annulaire lorsque ledit alésage de connexion est monté à force sur ladite portion d'extrémité, ledit engagement de ladite surface en relief dans ladite rainure annulaire retenant ainsi ledit manchon sur ladite portion d'extrémité dudit écrou et permettant la rotation libre dudit manchon autour de ladite portion d'extrémité 15 dudit écrou. Ainsi, grâce à cet agencement, le presse-étoupe de l'invention est muni d'un manchon de connexion, permettant d'assurer le raccordement du presse-étoupe avec un conduit de protection d'amenée du câble, qui après montage sur le presse-étoupe, reste libre en rotation par rapport à l'écrou annulaire 20 auquel il est lié et ce, indépendamment du serrage de ce dernier sur le corps du presse-étoupe. En outre, l'assemblage obtenu par un tel ajustement à force, ne peut en principe pas être démonté sans endommager l'écrou ou le manchon. Autrement dit, grâce à la fonction de retenue du manchon assurée par l'assemblage, le manchon est imperdable une fois monté sur le presse- 25 étoupe. Avantageusement, la surface externe de ladite portion d'extrémité dudit écrou comprend une gorge annulaire disposée en aval de ladite surface en relief par rapport au sens d'introduction dudit manchon, dans laquelle est inséré un joint torique adapté pour venir en contact avec la surface interne dudit 30 alésage de connexion du manchon, permettant d'augmenter le frottement lors de la rotation dudit manchon pour avoir une rotation contrôlée, tout en assurant l'étanchéité entre la surface externe dudit écrou et ladite surface interne de l'alésage de connexion dudit manchon. 4 Avantageusement, ladite portion d'extrémité dudit écrou comprend une surface externe de centrage, disposée en aval de ladite gorge annulaire par rapport au sens d'introduction dudit manchon, adaptée à coopérer avec ladite surface interne de l'alésage de connexion du manchon venant en regard, en 5 laissant un jeu fonctionnel entre elles, de manière à assurer le centrage du manchon sur la portion d'extrémité de l'écrou. De préférence, ladite surface interne dudit alésage de connexion et ladite surface en relief de la surface externe de ladite portion d'extrémité dudit écrou sont dimensionnées de manière à réaliser un ajustement serré, par exemple de 10 type normalisé H7p6, entre ces deux surfaces. Avantageusement, ladite surface en relief est une surface moletée. Ainsi, Grâce au moletage réalisé sur ladite surface en relief, il est possible de réduire les exigences des tolérances d'ajustement de l'alésage de connexion du manchon sur la portion d'extrémité de l'écrou. 15 Avantageusement, ledit manchon de connexion présente un chanfrein arrondi à son extrémité recevant ladite portion d'extrémité dudit écrou annulaire, ladite surface en relief de la surface externe de ladite portion d'extrémité comportant, en regard dudit chanfrein arrondi, un chanfrein complémentaire. 20 De préférence, ledit manchon de connexion tubulaire comprend un alésage fileté opposé audit alésage de connexion, destiné à recevoir une extrémité filetée mâle dudit conduit de protection. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de 25 l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique en perspective en coupe axiale, d'un premier mode de réalisation d'un presse-étoupe selon l'invention; - les Figures 2 à 4 sont des vues schématiques en coupe du presse- 30 étoupe de la figure 1, illustrant la mise en place du manchon de connexion sur le presse-étoupe ; - la Figure 5 est une vue de détail du presse-étoupe de la figure 1, illustrant la zone d'interférence entre l'écrou annulaire et le manchon de connexion ; 5 - la Figure 6 est une vue schématique en perspective en coupe axiale, d'une variante de réalisation d'un presse-étoupe selon l'invention. Sur ces figures, des références numériques identiques, éventuellement affectées d'un « prime », désignent des pièces identiques ou similaires. 5 En référence à la figure 1, le presse-étoupe 1 comprend en premier lieu un corps tubulaire 2, qui comprend une extrémité 21 destinée à traverser une paroi sur laquelle le presse-étoupe doit être monté. Cette extrémité 21 destinée à traverser la paroi présente épaulement annulaire de butée 22 délimitant un filetage (non représenté) qui peut coopérer, pour la fixation du presse-étoupe 1 10 sur la paroi, avec un filetage de la paroi ou encore avec un écrou de blocage sur la face de la paroi opposée à celle sur laquelle vient en butée l'épaulement annulaire 22. Le corps 2 du presse-étoupe 1 présente également un épaulement interne 23, sur lequel une bague d'étanchéité compressible 3 vient prendre 15 appui. Cette bague d'étanchéité compressible 3 est prévue pour être comprimée contre l'épaulement interne 23 du corps 2 par un écrou annulaire 4, qui vient être vissé sur une extrémité taraudée 24 du corps 2, opposée à son extrémité filetée 21. Cette disposition permet une déformation de la bague d'étanchéité 4 en direction de l'axe longitudinal X-X du presse-étoupe 1. Pour 20 ce faire, la bague d'étanchéité 3 peut être réalisée en matériau élastomère ou en caoutchouc naturel. La partie de l'écrou annulaire 4 opposée au corps 2 du presse-étoupe 1, est terminée par une portion d'extrémité 41, destinée à assurer la liaison avec un manchon de connexion tubulaire 5, permettant le raccordement du presse- 25 étoupe 1 avec un conduit de protection (non représenté), par exemple de type conduit métallique flexible, sous lequel est amené un câble électrique devant passer au travers de la paroi au moyen du presse-étoupe 1. Un tel conduit de protection est classiquement pourvu d'une extrémité filetée pour son raccordement au presse-étoupe. Aussi, à son extrémité opposée à la portion 30 d'extrémité 41 de l'écrou annulaire 4 à laquelle il est lié, le manchon de connexion tubulaire 5 comprend une partie d'extrémité 51 destiné à coopérer par vissage avec l'extrémité filetée d'un conduit de protection. Ce dernier comprend par exemple une extrémité filetée mâle. Ainsi, la partie d'extrémité 6 51 du manchon 5 peut comporter un alésage fileté (filetage interne femelle) destiné à recevoir ladite extrémité filetée mâle du conduit de protection. Les différentes parties du presse-étoupe 1 que sont le corps 2, l'écrou 4 et le manchon 5 sont préférentiellement réalisées monobloc en matériau 5 métallique, de type laiton, acier, bronze ou aluminium par exemple, ou bien encore en matériau plastique rigide, de type polyamide par exemple. Comme on le voit mieux sur les figures 2-5, pour la liaison du manchon de connexion tubulaire 5 avec le presse-étoupe, le manchon 5 comprend un alésage de connexion 52, opposé à l'alésage fileté 51, monté par un 10 ajustement à force sur une surface externe cylindrique 42 de la portion d'extrémité 41 de l'écrou annulaire 4. Les axes du manchon 5 et de l'écrou 4 sont confondus avec l'axe du corps 2 sur lequel l'écrou 4 est monté. Plus précisément, l'alésage de connexion 52 du manchon 5 comprend une surface interne cylindrique 53, définissant un diamètre intérieur le plus petit de l'alésage 15 de connexion 52, sur laquelle est pratiquée une rainure annulaire 54, définissant un diamètre intérieur le plus grand de l'alésage de connexion 52, tandis que la surface externe 42 de la portion d'extrémité 41 de l'écrou 4 présente une surface en relief 43, agencée de sorte à s'engager dans la rainure annulaire 54 de l'alésage de connexion 52 du manchon lorsque ce 20 dernier est monté à force sur la portion d'extrémité 41 de l'écrou 4, par exemple au moyen d'une presse, suivant la direction d'introduction symbolisée par la flèche F. De la sorte, l'engagement de la surface en relief 43 de la portion d'extrémité 41 de l'écrou 4 dans la rainure annulaire 54 de l'alésage de connexion 52 du manchon 5 permet de retenir le manchon sur la portion 25 d'extrémité 41 de l'écrou 4 et permet également la rotation libre du manchon 5 autour de la portion d'extrémité 41 de l'écrou 4. Autrement dit, cette surface en relief 43 de la surface externe 42 de la portion d'extrémité 41 de l'écrou 4 est dimensionnée de manière à fournir une interférence avec le diamètre intérieur le plus petit de l'alésage de connexion 30 52, et forme ainsi un butée anti-retour pour le manchon du fait de cet interférence. En pratique, selon un premier mode de réalisation tel qu'illustré aux figures 1-5, cette interférence peut être obtenue par un ajustement serré entre la surface en relief 43 de la surface externe 42 de la portion d'extrémité 41 de 7 l'écrou 4 et la surface interne 53 de l'alésage de connexion 52 du manchon 5. Ainsi, la surface en relief 43 de la surface externe 42 de la portion d'extrémité 41 de l'écrou 4 et la surface interne 53 de l'alésage de connexion 52 sont dimensionnées de manière à réaliser un ajustement serré, par exemple un 5 ajustement serré de type normalisé H7p6, entre ces deux surfaces. En référence à la figure 6, selon un mode de réalisation alternatif ou complémentaire, on prévoit que la surface en relief de la surface externe 42 de la portion d'extrémité 41 de l'écrou 4 soit une surface moletée 43'. Par surface moletée, on entend que la surface en question est striée dans le sens 10 longitudinal, matérialisé par l'axe X-X, par un ensemble de rainures longitudinales formant une succession de creux et de crêtes, en vue de favoriser le montage par ajustement à force du manchon 5. De la sorte, la surface interne 53 de l'alésage de connexion 52 du manchon s'enclenche sur les crêtes de la surface en relief moletée 43' lors du montage à force, ce qui 15 permet de relâcher les tolérances d'ajustement de l'alésage de connexion du manchon sur la portion d'extrémité de l'écrou, du fait de la plus grande capacité de déformation de la surface moletée. Par ailleurs, en vue de favoriser la rotation du manchon de connexion 5 autour de l'écrou 4 après son montage à force, la surface externe 42 de la 20 portion d'extrémité 41 de l'écrou 4 comprend une gorge annulaire 45, disposée en aval de la surface en relief 43 par rapport au sens d'introduction F du manchon 5, dans laquelle est inséré un joint torique 46, adapté pour venir en contact avec la surface interne 53 de l'alésage de connexion 52 du manchon 5. Le joint 46 permet d'augmenter le frottement lors de la rotation du manchon 5 25 pour avoir une rotation contrôlée de ce dernier, par opposition à une rotation folle, tout en assurant l'étanchéité entre la surface externe 42 dudit écrou et la surface interne 53 de l'alésage de connexion 52 du manchon. Le joint torique 46 peut être réalisé en matériau élastomère ou en caoutchouc naturel et est par exemple réalisé en silicone. 30 Le manchon de connexion 5 peut présenter à son extrémité recevant la portion d'extrémité 41 de l'écrou annulaire 4, un chanfrein 55, la surface en relief 43 de la portion d'extrémité 41 comportant en regard de ce chanfrein 55, un chanfrein complémentaire 44. Ainsi, lorsque le manchon 5 est monté à force sur la portion d'extrémité de l'écrou 4, le chanfrein 55 du manchon 5 et le 8 chanfrein complémentaire 44 de la surface en relief 43 de la portion d'extrémité 41 de l'écrou annulaire 4 coopèrent pour faciliter le montage à force du manchon. Le chanfrein 55 est préférentiellement un chanfrein arrondi, ou rayon, permettant de préserver l'intégrité du joint torique lors du montage à 5 force du manchon sur la portion d'extrémité de l'écrou. En outre, la portion d'extrémité 41 de de l'écrou annulaire 4 comporte encore une surface externe de centrage 47, disposée en aval de la gorge annulaire 45 par rapport au sens d'introduction F du manchon 5. Ainsi, après le montage en force du manchon 5 sur l'écrou 4, cette surface externe de 10 centrage 47 est destinée à coopérer avec la surface interne 53 de l'alésage de connexion 52 du manchon 5 venant en regard, en laissant un jeu fonctionnel entre elles, de manière à assurer le centrage du manchon 5 sur la portion d'extrémité 41 de l'écrou 4. De la même manière, la partie de la surface interne 42 de la portion d'extrémité 41 de l'écrou 4 disposée en amont de la surface en 15 relief 43 par rapport au sens d'introduction F du manchon 5, permet d'assurer le centrage du manchon 5 avant son montage en force. En ce qui concerne l'ordre de fixation des pièces, on pourra de préférence d'abord rapporter et fixer l'écrou 4 sur le corps 2 du presse-étoupe, en vissant l'écrou 4 sur le corps, puis, ensuite, rapporter à force le manchon 5 sur l'écrou 20 4. Toutefois, on pourrait parfaitement, sans sortir du cadre de l'invention, envisager un ordre inverse, consistant à rapporter et fixer d'abord le manchon 5 sur l'écrou 4, avant de rapporter l'ensemble sur le corps 1. La solution qui vient d'être décrite pour la connexion du presse-étoupe à un conduit fileté n'est pas limitée à un type de presse-étoupe en particulier et, 25 notamment, le mode d'assemblage du manchon de connexion libre en rotation s'applique tout aussi bien à un presse-étoupe pour un câble non armé qu'a REVENDICATIONS1. Presse-étoupe (1) adapté à être disposé sur une paroi d'une enceinte pour assurer une étanchéité au passage d'un câble électrique traversant ladite paroi, ledit câble électrique étant amené vers l'enceinte sous un conduit de protection comprenant un filetage de raccordement avec ledit presse-étoupe, ledit presse-étoupe comprenant un corps tubulaire (2) présentant une extrémité filetée (21) pour sa fixation à ladite paroi, ledit corps tubulaire renfermant une bague d'étanchéité compressible (3), un écrou annulaire (4) adapté à être vissé sur une extrémité taraudée (24) dudit corps tubulaire opposée à ladite extrémité filetée, pour comprimer ladite bague d'étanchéité et, en liaison avec ledit écrou annulaire, à une portion d'extrémité (41) dudit écrou annulaire opposée audit corps tubulaire, un manchon de connexion tubulaire (5) comportant une partie filetée (51) adaptée à coopérer par vissage avec ledit filetage de raccordement dudit conduit de protection, caractérisé en ce que ledit manchon de connexion tubulaire (5) comprend un alésage de connexion (52) monté par un ajustement à force sur une surface externe (42) de ladite portion d'extrémité dudit écrou annulaire, ledit manchon présentant une rainure annulaire (54) sur une surface interne (53) dudit alésage de connexion et ladite surface externe de ladite portion d'extrémité dudit écrou présentant une surface en relief (43, 43'), agencée de sorte à s'engager dans ladite rainure annulaire lorsque ledit alésage de connexion est monté à force sur ladite portion d'extrémité, ledit engagement de ladite surface en relief dans ladite rainure annulaire retenant ainsi ledit manchon sur ladite portion d'extrémité dudit écrou et permettant la rotation libre dudit manchon autour de ladite portion d'extrémité dudit écrou. 2. Presse-étoupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface externe (42) de ladite portion d'extrémité (41) dudit écrou comprend une gorge annulaire (45) disposée en aval de ladite surface en relief (43, 43') par rapport au sens d'introduction dudit manchon, dans laquelle est inséré un joint torique (46) adapté pour venir en contact avec la surface interne (53) dudit alésage de connexion (52) du manchon, permettant d'augmenter le frottement lors de la rotation dudit manchon pour avoir une rotation contrôlée, tout en 10 assurant l'étanchéité entre la surface externe (43) dudit écrou (4) et ladite surface interne (53) de l'alésage de connexion dudit manchon. 3. Presse-étoupe selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite portion d'extrémité (41) dudit écrou (4) comprend une surface externe de 5 centrage (47), disposée en aval de ladite gorge annulaire (45) par rapport au sens d'introduction dudit manchon (5), adaptée à coopérer avec ladite surface interne (53) de l'alésage de connexion (52) du manchon (5) venant en regard, en laissant un jeu fonctionnel entre elles, de manière à assurer le centrage du manchon (5) sur la portion d'extrémité (41) de l'écrou (4). 10 4. Presse-étoupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite surface interne (53) dudit alésage de connexion et ladite surface en relief (43, 43') de la surface externe de ladite portion d'extrémité dudit écrou sont dimensionnées de manière à réaliser un ajustement serré, par exemple de type normalisé H7p6, entre ces deux 15 surfaces. 5. Presse-étoupe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite surface en relief est une surface moletée (43'). 6. Presse-étoupe selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon de connexion tubulaire (5) présente un chanfrein arrondi (55) à son extrémité recevant ladite portion d'extrémité dudit écrou annulaire, ladite surface en relief de la surface externe de ladite portion d'extrémité comportant, en regard dudit chanfrein arrondi, un chanfrein complémentaire (44). 25 7. Presse-étoupe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon de connexion tubulaire (5) comprend un alésage fileté (51) opposé audit alésage de connexion (52), destiné à recevoir une extrémité filetée mâle dudit conduit de protection.