Brevet FR2380488A1 — publié le 19780908

La présente invention concerne un dispositif de connexion pour fixer un tube dans un orifice d'une paroi, notamment pour fixer un tel tube de façon étanche dans un orifice d'une paroi d'une enceinte dans laquelle est admis un liquide sous pression. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 514 504 décrit un tel dispositif de connexion comprenant unworgane annulaire adapté pour etre monté sur le tube par l'intermédiaire d'un manchon présentant une partie fendue, l'organe annulaire comportant des doigts élastiques pour serrer la partie fendue du manchon contre le tube et retenir celui-ci en place. L'organe annulaire est retenu dans l'orifice de la paroi, d'une part, dans un sens, par une collerette dont les doigts sont solidaires et, d'autre part, dans l'autre sens, par des bossages formés sur la face externe des doigts et qui, une fois les doigts écartés sous l'effet de l'introduction du tube avec le manchon dans 1' organe annulaire prennent appui contre le bord de l'orifice. Cependant, ce dispositif autorise de petits déplacements du tube dans un sens ou dans l'autre sous l'effet d'efforts ou de chocs longitudinaux qui lui sont appliqués, ce qui dans certaines applications peut constituer un inconvénient. Par ailleurs, ce dispositif nécessite l'utilisation de deux pièces de forme relativement complexe, et son cotit peut devenir prohibitif dans le cas d'un très grand nombre de connexions.Enfin, le dispositif décrit dans ce brevet ne permet pas la fixation étanche du tube dans la paroi d'une enceinte soumise intérieurement à une pression. Le but de la présente invention est de rémédier à ces inconvénients en fournissant un dispositif de connexion qui, notamment, permette d'assurer la fixation positive d'un tube dans un orifice d'une paroi à l'encontre de tout déplacement dans au moins un sens longitudinal, et qui puisse être facilement adapté pour réaliser une connexion étanche à un liquide. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de connexion pour fixer un tube dans un orifice cylindrique d'une paroi, comprenant un organe annulaire adapté pour être monté sur le tube et pourvu de moyens élastiques de serrage du tube, ladite paroi et l'organe annulaire présentant des parties complémentaires de retenue dudit organe dans l'orifice, > caractérisé en ce que ledit organe annulaire est constitué par une rondelle élastique présentant au moins une partie en saillie vers l'intérieur et au moins une partie en saillie vers l'extérieur s'étendant d'un même côté par rapport au plan de la rondelle, lesdites parties en saillie vers l'intérieur et vers l'extérieur présentant chacune une artte périphérique par laquelle, en position assemblée, elles prennent appui respectivement contre la surface externe du tube et contre la surface interne de l'orifice, ledit orifice présentant un épaulement intérieur vers lequel est tourné la partie centrale de la rondelle réunissant lesdites parties en saillie. Suivant une caractéristique de l'invention, ledit organe annulaire comprend plusieurs parties en saillie vers l'intérieur constituant une série de languettes internes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ladite partie en saillie vers l'extérieur est constituée par un bord externe continu de la rondelle. Suivant une variante de réalisation, ledit organe annulaire comprend plusieurs parties en saillie vers l'extérieur constituant une série de languettes externes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple et illustré par les dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe partielle d'une paroi dans laquelle doit être monté un tube et des différents éléments du dispositif de connexion suivant l'invention, tels qu'ils se présentent au moment du montage - la Fig. 2 est une vue en plan d'une rondelle élastique du dispositif de connexion suivant l'invention; - la Fig. 3 est une vue en coupe analogue à la Fig. I montrant le tube fixé de façon étanche dans la paroi grace au dispositif de connexion suivant l'invention; ; et - la Fig. 4 est une vue en coupe d'une variante de la rondelle élastique du dispositif de connexion suivant l'invention. En se référant aux Fig. 1 à 3, on voit une paroi 1 par exemple en matière plastique, soumise sur l'une de ses faces la à la pression P d'un liquide L et sur son autre face lb à la pression atmosphérique. Dans la paroi 1 est ménagé un orifice étagé 2 défini par un alésage 3 et un contrealésage 4 délimitant entre eux un épaulement 5.L'alésage 3 est d'un diamètre légèrement supérieur à celui d'un tube 6, par exemple en matière plastique, destiné à entre introduit et fixé dans l'orifice 2, tandis que l'espace annulaire délimité, dans la position montée du tube représentée à la Fig. 3 > entre ce dernier et le contre-alésage 4 est adapté pour recevoir les divers éléments du dispositif de connexion, à savoir un joint d'étanchéité torique 7 prenant appui contre 1' épaulement 5, une rondelle 8 plate et rigide et um rondelle élastique 9 de retenue du tube 6. Le joint d'étanchéité 7 est un joint torique classique en élastomère, par exemple en éthylène-propylène. Comme on peut le voir sur la Fig. 1, il présente un diamètre de tore supérieur à la hauteur de l'épaulement 5 de manière à store comprimé radialement entre la surface interne du contre-alésage 4 et la surface externe du tube 6 après la mise en place de ce dernier, assurant ainsi l'étanchéité au liquide L entre les faces la, lb de la paroi 1. La rondelle plate 8 peut, par exemple, être réalisée en acier inoxydable et elle a pour fonction d'éviter 1' endommagement du joint torique 7 par la rondelle élastique 9 lors de l'introduction du tube 6, ainsi que d'empêcher sa déformation suivant des directions indésirées qui pourraient nuire à l'étanchéité. La rondelle élastique 9, qui est également représentée en plan à la Fig. 2, comporte un bord externe continu 10 et une série de languettes internes 11 réunis par une partie centrale, le bord et les languettes étant espacés radialement et orientés respectivement suivant les deux branches d'un V disposées d'un même côté par rapport au plan de la rondelle. En d'autres termes, le bord externe 10 présente la forme d'un tronc de cône s'ouvrant vers un côté de la rondelle 9, tandis que les languettes 11 sont disposées suivant une surface également tronconique mais s'ouvrant vers l'autre côté de la rondelle 9.A titre d'exemple, l'angle au sommet M du tronc de cône délimité par le rebord externe 10 peut êtré d'environ 100, et l'angle au sommet 8 de ladite surface tronconique d'environ 600. De préférence, cette rondelle est réalisée en acier inoxydable demi-dur, de façon à présenter à la fois les qualités de rigidité et d' élasticité voulues et une certaine inertie chimique vis-à-vis des substances pouvant constituer le liquide baignant l'enceinte. Le montage du dispositif de connexion et du tube 6 dans la paroi 1 est assuré de la façon suivante l'orifice 2 de la paroi 1 ayant été nettoyé, par exemple à l'air comprimé, et un chanfrein ayant été réalisé à l'extrémité d' introduction du tube 6, on dépose le joint d'étanchéité torique 7 et la rondelle plate 8 au fond du contre-alésage 4, en appui contre l'épaulement 5. Ensuite, à l'aide d'un outil de montage 12 comprenant une tete de percussion 13 prolongée par une extrémité cylindrique 14 de diamètre égal à celui de la rondelle 9 au niveau du sommet du V, on enfonce à coups de marteau la rondelle 9 dans le contre-alsésage 4 jusqu'à ce qu'elle soit en retrait par rapport à la face la de la paroi 1.Au cours de cette opération, la rondelle élastique 9, dont l'arête périphérique du bord externe 10 présente un diamètre légèrement supérieur à celui du contre-alésage 4, se trouve contrainte élastiquement vers l'intérieur, de sorte -qu'une fois la rondelle en position, cette arête périphérique " mord " dans la matière de la paroi 1 et assure l'accrochage de la rondelle 9. On introduit alors le tube 6 par l'autre extrémité de l'orifice 2 et on l'emmanche à force à travers ce dernier, de telle sorte qu'il écrase d'abord le joint torique 7 et écarte ensuite élastiquement les languettes 11 de la rondelle élastique 9, celle-ci étant cependant immobilisée dans le contre-alésage 4 grâce à l'accrochage précité.Une fois le tube 6 amené dans la position appropriée, représentée à la Fig. 3, le montage est terminé Du fait que le diamètre intérieur de la rondelle 9 au niveau de l'extrémité des languettes 11 est légèrement inférieur au diamètre extérieur du tube 6, ces languettes " accrochent " dans la surface du tube 6 et empêchent positivement tout déplacement de ce dernier dans le sens de la pression P exercée par le liquide L sur la tranche du tube et indiqué par des flèches sur la Fig. 3. Par contre, le tube 6 peut facilement être retiré de l'orifice 2 en le poussant ou en le tirant avec une force suffisante dans le sens contraire. En se reportant à la Fig. 4, on voit une rondelle élastique 9' dont seule la partie externe diffère de la rondelle 9. En effet, le rebord externe continu et incliné 10 est remplacé par un rebord cylindrique 15 dans lequel sont découpées une série de languettes externes 16 rabattues vers 1' extérieur par rapport au rebord cylindrique et disposées en alternance avec les languettes internes 11 autour de la rondelle 9'. Pour permettre un accrochage convenable de la rondelle dans la paroi du contre-alésage 4, le diamètre d au niveau des arêtes périphériques 16 est légèrement supérieur à celui du contre-alésage 4, par exemple de quelques dizièmes de millimètre, tandis que le diamètre D du bord cylindrique 15 est faible ment inférieur à celui du contre-alésage, également de quelques dizièmes de millimètres.Cette rondelle 9', qui se monte comme la rondelle 9, est plus appropriée pour compenser les tolérances de fabrication, tant de la rondelle que de l'orifice étagé. Il résulte de la description qui précède que, d'une part, les différentes pièces consécutives du dispositif suivant l'invention sont extrêmement simples et donc peu coûteuses et que, d'autre part, 1' opération de montage peut être menée à bien très rapidement au moyen d'un outillage particulièrement rudimentaire et très simple à mettre en oeuvre. Un autre avantage du dispositif de connexion décrit ci-dessus est qu'il assure une bonne étanchéité sur une surface exempte de toute amorce de fuite grace à l'écrasement du joint torique avant coinçage du tube. Ces différents avantages rendent le dispositif de connexion décrit particulièrement intéressant lorsqu'il s'agit de réaliser un très grand nombre de connexions, comme c'est le cas, par exemple, lors de l'assemblage de batteries d'échange thermique à tubes lisses en matière plastique pour réfrigérant's atmosphériques. Ces batteries se présentent sous la forme de faisceaux de tubes fixés à leurs extrémités respectives dans les parois d'une chambre distributrice et d'une chambre collectrice de liquide respectivement. Etant donné que le nombre de ces tubes peut atteindre 500. 000 dans les très grands réfrigérants, ce qui représente un million de connexions à réaliser, le temps et le coût de réalisation unitaire de chaque connexion est fondamental, et l'invention présente donc, de ce point de vue, un intérêt certain.Par ailleurs, dans l'application considérée, le dispositif de connexion décrit a l'avantage d'assurer une excellente tenue mécanique et une mise en tension des tubes. Ce dispositif autorise également l'utilisation de tubes présentant de très grandes tolérances de longueur, ce qui constitue un avantage économique. Bien entendu, pour permettre un bon accrochage ou arc-boutement de la rondelle 9 ou 9' sur la paroi interne du contre-alésage 4 et sur la surface du tube 6J ces surfaces doivent présenter un minimum de rugosité et les matériaux de la paroi 1 et du tube 6 ne doivent pas étire trop durs. Ces matériaux peuvent être aussi bien unematière plastique qu'une matière métallique. Enfin, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit, et la rondelle pourrait tout aussi bien être utilisée seule dans le cas où il n'est pas nécessaire d'assurer l'étanchéité. r . 1.- Dtspositiffif de connexion pour fixer un Organe cylindrique, par exemple un tube, dans un orifice d'une paroi, comprenant une rondelle élastique de retenue en un matériau dur présentant au moins une partie en saillie vers l'intérieur s'étendant d'un côté par rapport au plan de la rondelle et un épaulement délimité par une partie fixe par rapport a la paroi et contre lequel la rondelle élastique prend appui sur son côté opposé à ladite partie en saillie vers l'intérieur, cette dernière présentant en outre une arête péripfrérique assurant, en position assemblée, un accrochage positif de la rondelle contre la surface externe de l'organe cylindrique, caractérisé en ce que ladite rondelle élastique (9;;9') comporte une partie (10416) en saillie vers l'extérieur et s'étendant du même côté que la partie (11) en saillie vers l'intérieur par rapport au plan de la rondelle, ladite partie (10;16) en saillie vers l'extérieur présentant également une arête périphérique assurant, en position assemblée, l'accrochage positif de la rondelle élastique contre la surface interne de l'orifice (2). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, comme connu en soi, ladite rondelle élastique (9,9') comprend plusieurs parties (11) en saillie vers l'intérieur constituant une série de languettes internes. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie (la) en saillie vers l'extérieur est constituée par un bord externe continu de la rondelle (9). 4.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite rondelle élastique (9') comprend plusieurs parties (16) en saillie vers I1 extérieur constituant une série de languettes externes. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites languettes externes (16) sont disposées en alternance avec ies languettes internes (11) autour de la rondelle (9'). 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdites languettes externes (16) sont portées par un bord cylindrique externe (15) de la rondelle (9') ayant un diamètre faiblement inférieur a celui de l'orifice (2). 7 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 a 6 caractérisé en ce que ledit orifice (2) comprend un alésage (3) de diamètre faiblement supérieur a celui du tube (6) et un contre alésage t4? dont le fond délimite ledit épaulement (5? et dans lequel est logée ladite rondelle élastique C9;9.' 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7,. caractérisé en ce 4u'un joint d'étanchéité (7) est interposé entre la rondelle élastique t9, 9' > et l'épaulement (5). 9.- Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (7) est un joint torique en élastomère adapté pour être comprimé radialement par le tube (6) lorsque celui-ci est monté dans l'orifice (2). 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'une rondelle plate et rigide (8) est interposée entre la rondelle élastique (9;9') et le joint d'étanchéité (7).