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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
5 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,
lo 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
15
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
20 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
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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.
30 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-
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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
lo filetage de raccordement du conduit de protection.
La société CMP Products Ltd commercialise sous la référence A2F-
FC 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-
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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
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
lo 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
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
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-
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
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.
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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
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
lo 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.
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.
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
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-
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 ;
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- 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.
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
to 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
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 3 en direction de l'axe longitudinal X-X du presse-étoupe 1. Pour
zo 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-
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
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
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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
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
lo 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
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
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
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
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
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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
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
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
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
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
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.
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
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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
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
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
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
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,
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'à un
presse-étoupe pour un câble armé.
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