Brevet FR2214854A1 — publié le 19740819

La présente invention concerne un raccord sphérique perfectionné, connu également sous le nom de raccord à rotule. Elle a trait plus particulièrement à des raccords sphériques en verre utilisés pour obtenir une très bonne étanchéité surtout pour le vide poussé. Les deux éléments de verre du tube, au niveau desquels se fait le raccord, étant mobiles l'un par rapport a l'autre, les surfaces en contact étant sphériques, offrent l'avantage de ne pas exiger un alignement rigoureux des deux éléments et mime, si le besoin s en fait sentir, permettent de réaliser un raccord avec des éléments faisant un angle déterminé pouvant être relativement grand ; ils doivent avoir en général, leurs extrémités façonnées de façon que l'étanchéité à ce niveau soit excellente, voire parfaite, afin de maintenir un vide de premier ordre. Suivant une solution connue les raccords sphériques étaient rodés et recouverts d'une pellicule de graisse destinée à parfaire l'étanchéité. Toutefois au bout d'un certain temps, apparaissaient des fuites. Suivant une autre solution, on a remplacé la pellicule de graisse par un joint disposé à l'extrémité d'une des parties sphériques. Cependant, dans ce cas, le choix du joint et son emplacement n'assurent pas la conservation de l'étanchéité. Suivant la présente invention, on obtient d'excellents résultats dans le domaine du vide propre, en éliminant l'adjonction de corps étrangers présentant des problèmes de dégazage et permettant ainsi de supprimer tout produit impur qui serait néfaste au bon rendement du vide. On utilise pour ce faire un segment de forme spéciale, disposé sur l'un des embouts sphériques, en général l'embout male qui, lors de l'assemblage, vient au contact de la surface intérieure de l'embout femelle de l'autre tube du raccord et se trouve écrasé contre elle par des moyens mécaniques extérieurs agissant sur les tubes du raccord ou tout simplement plaqué contre, par la dépression créée par le vide, l'étanchéité étant assurée principalement par le segment.Celui-#ci est constitué d'une matière souple, devant présenter des qualités de résistance mécanique suffisante ainsi que des propriétés chimiques pures pour autoriser un vide poussé. Outre la matière de base du segment, il importe que son emplacement choisi, en général, du cté de l'extrémité de la partie sphérique male du raccord, soit telle que l'étanchéité soit non seulement assurée mais meme éventuellement conservée, pour un angle important entre les parties male et femelle du raccord et que lors du démontage et des réglages, ce segment ne soit ni détérioré, ni arraché, ni aspiré par le vide. La présente invention a pour but, précisément, de définir un raccord sphérique dans lequel le segment d'étanchéité est disposé de façon que celle-ci soit quasi parfaite quelle que soit la position angulaire d'un tube du raccord par rapport à l'autre. Suivant l'invention, on dispose un segment annulaire en un matériau résistant à la compression, dans un logement ménagé vers l'extrémité, de préférence, de la partie sphérique male du raccord, dans la partie médiane de ladite partie sphérique comptée à partir de l'embouchure. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront au cours de la description d'un exemple de réalisation donné a l'aide des figures qui représentent - la figure 1, la partie mâle du raccord sphérique, - la figure 2, l'ensemble du raccord sphérique dont les parties male et femelle font un angle entre elles. On sait qu'un raccord sphérique se présente sous la forme de deux tubes creux, capables de s'emboîter l'un dans l'autre grâce à un usinage de formes complémentaires des extrémités des tubes devant venir au contact l'une de l'autre. La partie femelle est ainsi en forme de cuvette hémisphérique, de dimensions normalisées, située à l'extrémité d'un des tubes. La partie male a une forme sphérique correspondante. Un logement est pratiqué dans la partie male, logement ouvert annulaire destiné à recevoir un segment d'étanchéité qui est comprimé lors de l'assemblage des deux parties pour assurer l'étanchéité du système ainsi formé, à l'aide, par exemple, d'une pince qui presse l'une des parties contre l'autre. La figure 1 représente une partie male conforme à l'invention. Cette partie est formée au bout d'un tube 1, en verre dans l'exemple de réalisation considéré a titre préférentiel, dont la paroi a une certaine épaisseur, ménageant d l'intérieur du tube un conduit 2 d'un diamètre déterminé. A l'extrémité du tube 1 se trouve façonnée une demi-sphère 3 se terminant par un épaulement 4. A partir de cet épaulement qui en constitue un grand cercle, une autre demi-sphère 5 d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre de la demi-sphère précédente arrière est façonnée.Ces deux demi-sphères ne sont, bien éntendu, pas complètement fermées pour laisser le passage au conduit intérieur 2 jusqu'a l'embouchure 6 du système Dans la paroi épaisse 50 de la demi-sphère 5 ou demi-sphère avant, est ménagé un logement 7 destiné à recevoir un segment d'étanchéité. La largeur get la profondeur p de ce logement doivent astre -telles que le segment qu'il abrite puisse être comprimé pour qu'il remplisse son office -et soit maintenu en position par les -parois de la cannelure en forme de U, quel que soit l'angle que peut faire la partie male avec la partie femelle. En particulier il faut éviter, lors d'ajustement angulaire, que le segment ne soit arraché de son logement.Suivant l'invention on a trouvé une position optimale pour cette cannelure ou saignée, lorsqu'elle est située exactement dans la partie médiane de la sphère avant 5, c'est-a-dire dans la partie médiane entre l'embouchure 6 et l'épaulement 4. La partie femelle du raccord visible figure 2 est la partie réceptrice de la partie male Elle a la forme d'une cuvette hémisphérique 8 dont le rayon est tel que la demi-sphère avant 5 de la partie male puisse s'y engager et s'y placer de façon que sa surface extérieure épouse exactement la surface intérieure de la cuvette 8, évitant la formation de chicanes entre les surfaces au contact des deux parties. Cette cuvette 8 se trouve à l'extrémité d'un tube 9 dont la paroi épaisse ménage un conduit intérieur d'un diamètre égal a celui du conduit 2 de la partie male Dans l'exemple décrit, l'épaisseur du tube 9 et de la cuvette 8 est sensiblement la même. Le contour intérieur de la cuvette 8 est lisse et glacé pour que le segment d'étanchéité 10 puisse s 'écraser de façon uniforme sur toute la surface portante-de la cuvette. Il a été mentionné que la saignée 7 est située dans la partie médiane de la demi-sphère avant 5 de la partie m le. Sa profondeur et sa forme en U font en sorte qu'elle autorise une compression du segment d'étanchéité qu'elle abrite, compatible avec sa bonne tenue mécanique et-qu'elle maintient en position ledit segment, sans risque d'arrachement, meme pour un angle prononcé entre les deux parties du raccord.De fait, dans les montages auxquels participe un raccord sphérique, conforme à l'invention, l'alignement rigoureux des parties male et femelle du raccord n'est pas absolument nécessaire et meme un angle relativement important entre ces parties est souvent admis Dans un montage tel que celui présenté figure 2, l'angle maximal entre la partie m le et la partie femelle du raccord peut atteindre 22 a 240 quel que soit, en pratique, le diamètre des tubes intérieurs livrant passage d certains flux.Dans ce montage également les dimensions et la forme en U de la saignée 7 aménagée pour le segment 10 sont telles qu'environ un tiers du segment assure l'étanchéité du système en s'écrasant contre la paroi de la cuvette 8. Il est à noter que le segment ne peut se déplacer latéralement puisqutil est emprisonné de part et d'autre dans son logement en forme de U. Celui-ci ne peut en aucun cas se trouver aspiré sous l'effet de vide poussé. On a ainsi décrit un raccord sphérique constituant une jonction articulée, souple et étanche, comprimé par tout moyen extérieur, non partie de l'invention, comme par exemple une pince de maintien qui se fixe sur la demi-sphère arrière 3 de la partie male du raccord. On pourra noter à cet égard que l'étanchéité est assurée par un vide poussé mais qu'elle n'est pas proportionnelle a la pression en effet, ce raccord fonctionne aussi bien sans pince de maintien tout en conservant sa souplesse. On remarquera également que les parties male et femelle peuvent se désaxer car le segment, parfaitement emprisonné dans sa saignée, évite tout risque d'extrusion sans pour autant détruire l'efficacité du raccord pour le vide poussé. REVENDICATIONS -1. Raccord sphérique, constitué par deux tubes creux dont les extrémités sont usinées de façon qu'elles s'emboîtent, l'extrémité d'un des tubes, constituant la partie male, étant terminée par une demi-sphère comportant un logement pour recevoir un segment annu laire -d'étanchéité et l'extrêmité de l'autre tube, constituant la partie femelle, étant terminée par une cuvette hémisphérique destinée à recevoir la partie- male correspondante, caractérisé par le fait que la demi-sphère (5) dite demi-sphère avant de la partie male (1) prend appui sur un épaulement (4) constituant un grand cercle d'une demi-sphère (3) dite demi-sphère arrière et qu'une saignée (7) est ménagée dans ladite sphère avant (5),-dans sa partie médiane entre l'épaulement (4) qui en constitue un grand cercle et son embouchure (6). 2. Raccord sphérique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la saignée (7) a des dimensions telles, fonction des dimensions normalisées des raccords et des segments d'étanchéité utilisés, que ledit segment (10) peut être comprimé de façon compatible avec sa bonne tenue mécanique quel que soit l'angle que font entre eux les deux tubes (1-9) du raccord et sans risque d'arrachement ni de déplacement dudit segment (10) lors des réglages. 3. Raccord sphérique suivant la revendication 1, caractérisé- par le fait que la position de la saignée (7), logement du segment annulaire (10) d'étanchéité, autorise l'établissement d'un angle important entre les tubes male (1) et femelle (9), pouvant être de l'ordre de 240. 4. Raccord sphérique suivant les revendications 1 ou 3, caractérisé par le fait que les dimensions des extrémités des parties màle et femelle sont telles que lors de l'assemblage, la surface extérieure de la demi-sphère avant (5) épouse exactement et complètement la surface intérieure de la cuvette hémisphérique (U3) de la partie femelle, assurant la continuité intérieure du raccord et un passage dans le raccord qui n'est gêné par aucun obstacle ou discontinuité. 5. Raccord sphérique suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les dimensions et la forme de la saignée en U (7) sont telles qu'elles correspondent parfaitement aux dimensions et à la forme du segment (10) utilisé, tout en laissant hors de ladite saignée (7) une partie dudit segment (10) assurant l'étanchéité du raccord par compression ou aspiration de ladite partie contre la portion de la surface en regard de la cuvette hémisphérique (8). 6. Raccord sphérique suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que la partie du segment (10) assurant l'étanchéité est de l'ordre de 30 % du segment complet, lors du contact des parties malte et femelle.