Brevet FR2483530A1 — publié le 19811204

la présente invention s'applique notamment, mais pas seulement, à de petits appareils manipulables et actionnés par un fluide sous pression, par exemple à des brosses à dents motorisées, les brosses à dents que fait remuer un moteur électrique sont classiques et d'usage cou ranz. les perfectionnements apportes récemment à la concepts tion et à la structure des moteurs actionnés par un fluide sous pression permettent désormais de mettre dans la base des appareils en question un moteur à eau, ce qui procure un dispositif de brossage dors 9 entre autres caractéristI- ques, le fonctionnement est excellent Il faut que les appareils en question, par exemple les brosses à dents motorisées9 puissent etre remués facilement et en tous sens par leur utilisateur pour lui permettre d'effectuer les divers mouvements naturels qui orien tent la brosse de façon à lui faire brosser entièrement ses dents et ses gencives.Il ut aussi que 19 appareil puisse aussi supporter intérieurement une pression de fluide assez forte au moins du coté de son raccord interne où le fluide exerce la plus forte pression I1 semble évidemment que ces deux impératifs soient quelque peu contradictoires, mais le dispositif selon lsinvention apporte une solution très convenable à ce problème, l'invention concerne donc notamment un raccord de tuyauterie permettant à un fluide de circuler dans les deux sens; entre sa source et un appareil manipulable#dans une conduite constituée par deux tuyaux coaxiaux enfilés l'un dans l'autre, chacun d'eux comportant, à chacune de ses extrémités, un joint articulé très simple mais très efficace en ce qu'il permet de faire tourner l'appareil par rapport à ces tuyaux sans les tordre ni les couder Ce joint articulé entre un appareil actionné par un fluide sous pression et sa conduite d'alimentation1 constitué-e par deux tuyaux souples enfilés coaxialement itun dans l'autre, présente les caractéristiques suivantes a) l'appareil forme intérieurement un conduit destiné à contenir des éléments solidaires des extrémités desdits tuyaux, éléments qui maintiennent en forme les orifices de ces derniers b) les éléments extrêmes précités maintiennent immobiles des bagues à section circulaire dont chacune retient le tuyau correspondant dans le conduit en prenant appui contre un siège formé par un épaulement interne de ce dernier ; et c) les bagues précitées frottent légèrement, mais de façon étanche, à la fois contre leur siège, contre la paroi du conduit et contre les éléments extrêmes correspondants du tube considéré de manière à assurer l'étanchéité à la périphérie de ce dernier tout en lui permettant de tourner dans le conduit et par rapport à lui. Dans le cadre de l'invention, le tuyau souple interne est constitué d'une matière plastique capable de supporter la pression exercée par le fluide à son entrée dans l'appareil. Le plus gros tuyau externe est aussi constitué d'une matière plastique souple, mais; comme il communique avec un tube de vidange, il n'a pas à supporter une pression très forte. Comme le diamètre du tuyau interne est assez petit, sa paroi n'est soumise qu'à d'assez faibles contraintes par unité de pression. De plus, comme il est entièrement dissimulé dans le tuyau externe de plus grand diamètre, il est possible de ne choisir la matière qui le constitue qu'en fonction de ses propriétés physiques et non de son aspect.En revanche, il est possible de choisir la matière qui doit constituer le tuyau externe surtout en fonction de considérations d'ordre décoratif puisqu'il n'a pas à subir de trop fortes contraintes. Du fait que les tuyaux en question sont coaxiaux, ils permettent non seulement de faire tourner assez facilement l'appareil manipulable mais aussi de les enrouler proprement et facilement afin de ranger l'appareil après l'avoir utilisé. le raccord à bagues d'étanchement selon l'invention constitue un dispositif simple, peu coateuxtmais très commode pour relier les tuyaux coaxiaux aussi bien à l'appareil manipulable qu'à un embout de robinet, et cela de façon à leur permettre de tourner par rapport à ces deux derniers éléments. le dispositif selon l'invention assure une liaison articulée sans augmenter beaucoup ni l'encombre me ni le poids de ses constituants, ce qui est important ans la conception d'un appareil manipulable, tel qu'une brosse à dents motorlsée. l'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 représente en perspective un appareil manipulable qui, contenant une brosse à dents mue par un fluide sous pression, est relié par un joint articulé à des tuyaux coaxiaux selon un dispositif caractéristique de l'in- vention la figure 2 est une coupe à plus grande échelle selon la ligne 2-2 de la figure 1 la figure 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la figure 2 la figure 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la figure 1 ;; et la figure 5, analogue à la figure 2, montre une variante du joint articulé entre les tuyaux coaxiaux et 1 'appareil Sur les figures 1 à A, la référence 10 désigne le corps d'un appareil manipulable et actionné par un fluide sous pression, en l'occurrence une brosse à dents motorisée, Cette application de l'invention est très intéressante, mais il est évident qu9'elle#peut s'appliquer aussi à divers autres appareils De même, la conformation et le fonctionnement détaillés de l'appareil en question sont sans importance dans le cadre de l'invention ou pour sa compréhension#- La figure 2 montre notamment une partie d'un corps ou bottier 10 contenant une brosse à dents motorisée En pratique, le diamètre de ce boaer 10 peut être compris entre compris2,5 et 3 cm environ. il comporte à sa base un chapeau 11, par exemple en matière plastique moulée, qui forme à l'une de ses extrémités un conduit d'admission 12 communiquant avec une cavité plus grande 130 Ce chapeau ll peut Astre vissé ou assujetti d'une autre façon dans un tronçon tubulaire 14 du boltier A, En l'occurrence, ce tronçon ou manchon 14 contient un moteur 15 actionné par un fluide sous pression et destiné à faiez effectuer une nutation à la brosse à dents, ce moteur étant maintenu en place par un collier d'espacement 16. Dans le cadre de la présente invention, le conduit 12 contient deux souples tubes coaxiaux 17,18 qui communiquent avec l'intérieur du boîtier 10 de appareil, comme on le décrira plus loin. Comme le montre la figure 1, ces deux tubes coaxiaux 17, 18 sortent de l'appareil à l'extérieur duquel leur longueur est choisie de manière à permettre à l'utilisateur de rRrcorder levure extrémités d'amont à un raccord amovible 19, parfois appelé déflecteur, qui est assujetti à une conduite 20 d'alimentaDion en fluide, par exemple à un robinet d'eau d'un foyer domestique. Comme le montre la figure 4, le raccord ou déflecteur 19 forme intérieurement un conduit de sortie 21 de grand diamètre dans lequel penotrent les deux tuyaux coaxiaux 17, 18. le tuyau péripbérique de grand diamètre 18 communique à son extrémité avec une cnambre de vidange 22 qui communique elle-meme avec un conduit d'évacuation 23. Le tuyau interne ie petit diamètre 17 tr#;rerse la chambre précitée 22 et communique avec un conduit d'alimentation ou d'admission 24 que le raccord 19 fait communiquer avec le robinet 20. La présente invention concerne surtout un simple et peu coûteux joint articulé destiné à relier les deux tuyaux concentriques 17, 18 au raccord 19 et/ou à l'appareil 10. A cette fin, les tuyaux sont avantageusement constitués d'une matière thermoplastique souple, par exemple de chlorure de polyvinyle. On commence par enfiler sur l'extrémité d'amont du tuyau périphérique 18 un manchon cylindrique 25 en matière plastique, puis une bague torique 26 et un collier métallique 27, après quoi on déforme en la chauffant l'extrémité du tuyau pour lui faire former une bride périphérique 28. Pour fixer ce tuyau 18 dans le raccord 19, on enfile dans ce dernier par son orifice de sortie 21 de grand diamètre l'ensemble ainsi constitué par ce tuyau, le collier 27, la bague 26 et le manchon 25, ce dernier comportant avantageusement un épaulement périphérique 29 qul s 2 appuie contre un épaulement interne complémentaire du raccord 19, ce qui a pour effet de bien mettre en place ce manchon qu'il est possible de maintenir ainsi soit au moyen d'un adhésif9 soit au moyen d'un filetage, si l'on désire le rendre amovible.Les diamètres respectifs de la bague 269 du tuyau 18 et du conduit 21 sont déterminés de manière à comprimer un peu la bague 26 contre la paroi du tuyau pour lui faire assurer l'étanchéité à la périphérie de ce dernier Comme le montre la figure 4, le conduit 21 se raccorde par un épaulement 30 dans le déflecteur 19 à une chambre doévacuation 22 dont le diamètre est un peu moindre la distance comprise entre cet épaulement 30 et lgextrémité il du manchon 25 est déterminée de maniere à laisser subsisw ter axialement un étroit intervalle entre cet épaulement et la bride extrême 28 du tuyau lt lorsque la bague 26 et le collier 27 sont convenablement en place.Le tuyau 18 et le raccord ou déflecteur 19 peuvent ainsi tourner l'un par rapport à l'autre, l'étanchéité étant assurée entre eux par la bague 26. Un dispositif analogue relie le tuyau intérieur 17 au raccord 19, étant entendu évidemment que ce raccord dement se fait normalement avant celui du tuyau périphéri que 18. il consis-te à enfiler dans un prolongement 33 de la chambre 22 sur l'extrémité du tuyau interne 17 d'abord un manchon 32 en matière plastique et à collerette 35, puis dans ce dernier une bague torique 34 qui s'appuie contre cette collerette 35, enfin un collier métallique 36 qui coopère avec cette collerette pour maintenir en place la bague 34. Une fois cet assemblage préalable effectué, on déforme le tuyau 17 en le chauffant pour lui faire former a son extrémité une bride périphérique 37 qui recouvre 1ex- trémité du collier métallique 36. Comme le montre la figure 4, la longueur du manchon 32 est déterminée de manière que subsiste un étroit intervalle entre la bride 37 et la paroi voi- sine du logement 33, ce qui permet au tuyau 17 de tourner au besoin dans ce logement. Comme dans-le cas du tuyau externe 18, la bague 34 est un peu comprimée entre la surface péri phérique du tuyau 17 et la surface intérieure du manchcon 32 afin d'assurer l'étanchéité au fluide. Il est possible d'assujettir d'une façon ou d'une autre le manchon 32 dans la position convenable. Comme le montre la figure 2, les extrémités d'aval ou de sortie des tuyaux coaxiaux 17, 18 sont reliées au boi tier 10 de l'appareil, de manière à pouvoir tourner par rapport à lui, à peu près comme leurs autres extrémités sont reliées au raccord ou déflecteur 19. Plus précisément, on enfile les tuyaux coaxiaux dans le conduit d'entrée 12 dusqu'à les rendre accessibles au-delà de l'extrémité dégagée 40 du chapeau 11. On enfile ensuite une bague torique 41 et un collier métallique 42 sur le tuyau externe 18 et l'on déforme en la chauffant l'extrémité de ce dernier de manière à lui faire former une bride 43 qui recouvre ce collier. On tire alors vers l'extérieur de la cavité interne 13 du chapeau le tube externe 18 jusqu'à ce que la bague 41 s'appuie contre un épaulement interne 44 de ce chapeau.Les dimensions de cette bague 41 sont déterminées de manière à la comprimer un peu entre la surface externe du tuyau 18 et la paroi de la cavité 13 afin qu'elle assure l'étanchéité au fluide, tout en permettant au tuyau 18 de tourner par rapport au chapeau 11. Comme le montre la figure 2, un étroit intervalle annulaire est ménagé autour du collier 42, et cela doit être aussi le cas en ce qui concerne les colliers 27, 36 à l'in- térieur du raccord 19. Comme le montre la figure 2, le tuyau interne 17 dépasse un peu l'extrémité du tuyau externe 18 et passe par un trou central 45 d'un élément séparateur 4Q qui forme une bride périphérique 47 en contact par une de ses faces avec une pièce d'espacement 16 et par son autre face avec une bague torique 48 ainsi comprimée entre elle et la face annulaire extrême 49 du chapeau 11. L'élément séparateur 46 comporte plusieurs pattes 50 qui, orientées axialement et espacées angulairement, partent de la base dudit élément séparateur vers la bride extrême 43 du tuyau externe 18. Ces pattes 50 servent à maintenir la bride 43 dans sa position de la figure 2 bien qu'avec un peu de jeu. a base de l2--lément 46 forme une coupelle centrale 51 présentant une cavité interne 52 et un épaulement 53 qui fait face vers l'avant. On met dans cette cavité 52 une bague torique 54 et un collier métallique 55 qu'on enfile sur le tuyau intérieur 17, après quoi 1 ton déforme ce dernier pour lui faire former une bride 56 qui recouvre l'extrémité extérieure du collier 55 la coupelle 51 est en contact avec les parois 57 délimitant le conduit de l'élément 16, afin d'enfermer la bride extrême du tuyau 17 dans sa cavité 52, mais avec un jeu suffisant pour autoriser un mouvement relatif de rotation Dans l'assemblage représenté sur la figure 2, le tuyau intérieur 17 communique avec un conduit d'admission 58 menant à l'entrée du moteur 15 à fluide L'élément sépara teur 46 forme intérieurement un conduit de sortie 59 qui communique avec la grande chambre 13 du chapeau 11, cette dernière débouchant dans l'orifice annulaire extre#me compris entre les deux tuyaux 18 et 17 En ce qui concerne l'ensemble représenté sur les figures 1 à a, en sortant du robinet 20 l'eau sous pression passe dans le raccord 19 et de là dans le tuyau souple l7 en traversant un premier joint tournant d'étanchéité A l'autre extrémité de ce tuyau, elle en sort pour passer dans le conduit d'admission 58 et dans le moteur 15p dont elle sort pour passer dans la chambre 13, puis dans le conduit annulaire formé entre les deux tuyaux 17 et 18 et finalement etre évacuée par le conduit 23 dans l'extrémité de raccord 19 En pratique, le calibre du tuyau intérieur 17 peut être de l'ordre de 5 mm, et celui du tuyau l8 d'environ 12 mm le fait que le tuyau d'admission sous pression 17 soit à l'in- térieur du tuyau d'évacuation 18 présente dsimportants avan targes qui viennent de ce que le diamètre du premier peut etre assez petit, ce qui réduit au minimum les contraintes inter nes de sa paroi pou une pression déterminée et donne aussi ka tubulure une plus grande souplesse, tout en facilitant son enroulement. De plus, le tuyau intérieur 17; étant entièrement dissimulé > peut Aetre constitué d'une matière choisie seulement en fonction de ses propriétés physiques et pas du tout en fonction de son aspect. Enfin, dès que l'appareil est mis en fonctionnement, il se produit au moins une faible contrepression dans le conduit annulaire d'évacuation qui entoure le tuyau 7, contrepression qui tend à équilibrer partiellement la pression plus forte exercée par le fluide à son entrée dans l'appareil. Alors que le tuyau interne 17 peut n'être conçu qu'en fonction de ses propriétés physiques, le tuyau périphérique 18 peut entre surtout en fonction de son aspect extérieur. il n'est pas nécessaire qu'il soit très résistant puisque, du fait qu'il débouche dans le conduit d'évacuation 23 du raccord 19, il n'a à supporter qu'une pression très faible. En revanche, il est en pratique avantageux de pousoir choisir la matière qui le constitue surtout en fonction de son aspect agréable cette considération pouvant avoir tuile incidence eonsidérable en ce qui concerne la commercialisation d'un appareil tomme une brosse à dents motorisée. Le simple joint articulé selon l'invention permet à L'appareil de tourner assez librement par rapport aux tuyaux 17 et 18 ainsi qu'à ces derniers par rapport au raccord 19. Malgré sa grande simplicité et son faible prix de revient, ce joint articulé convient bien à ltusage auquel il est destiné. Ce qui est peut-être plus important encore, ses composants ont un diamètre qui n'excède pas beaucoup celui de la conduite 17, 18 et cela est un facteur important dans le cas d'un appareil tel par exemple qu'une brosse à dents manipulable, appareil dont l'encombrement ou le poids sont des caractéristiques importantes. La figure 5 représente une variante avantageuse du joint articulé selon l'invention, variante destinée à assurer une très bonne étanchéité de l'appareil sans que cette qualité dépende essentiellement des propriétés physiques des tuyaux. En l'occurrence, chacun de ces derniers 117 et 118 contient à ses extrémités un raccord 119 ou 120, qui y est emmanché et dont des tronçons 121 ou 122 de la paroi peuvent être effilés pour en faciliter la mise en place.Ces raccords extrêmes peuvent être assujettis aux tuyaux en questìonisoit par simple ammanchement, soit encore au moyen d'un adhésif les raccords en question 119 et 120 sont avan tageusement constitués d'une matière plastique moulée et un peu plus rigide que celle qui constitue les tuyaux souples 117 et 118 Dans la forme de réalisation de la figure 5, 12ex- trémulé inférieure ou libre du chapeau 123 qui constitue la base de l'appareil forme une cavité 124 qui borde lQorifi- ce externe du conduit 125 par lequel passe le raccord 120 Cette cavité 124 contient l9extrémité du tuyau externe 118, extrémité dans laquelle est assujetti le raccord 120 et qui est ainsi dissimulée De plus, la largeur de l'intervalle 126 qui sépare les parois respectives da raccord 120 et du conduit 125 est très inférieure à 12épa sseur de la paroi du tuyau 118 qui ne peut donc ainsi entrer dans le conduit 125. La bordure de l'orifice interne du conduit 125 forme un creux 127 qui contient une bague torique 128 dont la face intérieure est en contact avec la bride 129 du raccord 1%0. La figure 5 met en évidence que l'extrémité du tuyau 118, du fait de sa position à proximité immédiate du fond de la cavité 124, empêche leleraccord 120 de s'enfoncer dans le chapeau 123, ce qui rend inutile un dispositif analogue aux pattes espacées 50 de la forme de réalisation représentée sur les figures 1 a 40 la forme de réalisation de la figure 5 est partit culièrement avantageuse dans le cas d'une production en grande série et/ou dans le cas où l'appareil fonctionne sous des pressions assez fortes le fait d'utiliser des raccords normalisés et faisant l'objet d'un moulage de précision permet d'obtenir des dimensions qui sont plus constantes que lorsque la bride qui doit coopérer avec la bague pour assez rer l'étanchéité est façonnée à partir au tuyau lui-meme A cet égard, la marge des tolérances en dimensions des tubes classiques qu'on trouve dans le commerce n'est pas aussi étroite qu'il est souhaitable. De même, l'utilisation de raccords articulés à bridas qui ont fait l'objet d'un mou lage de précision et répondent à des normes précises; permet de choisir des tubes un peu plus souples que ceux sur les propriétés desquels on compte pour les maintenir en place au moyen d'une bride incorporée. On peut bien entendu aussi monter aux extrémités des tubes coaxiaux que contient le raccord ou déflecteur 19 la variante de joint articulé que montre la figure 5 dans un instrument portatif et manipulable. Le système nouveau et perfectionné d'alimentation en fluide qui est ainsi réalisé dans le cadre de la présente invention est particulièrement intéressant à utiliser en coopération avec un appareil manipulable actionné par un fluide sous pression. S'il est nécessaire que L'appareil en question soit petit, léger et très manipulable, comme c'est le cas des brosses à dents motorisées, il est très souhaitable d'utiliser des joints articulés pour le relier à la source de fluide sous presssion. L'utilisation de tuyaux coaxiaux d'admission et d'évacuation permet d'y incorporer des joints articulés très simples et peu coûteux qui ntaug- mentent sensiblement ni le poids, ni l'encombrement, ni le prix de revient de l'appareil, ce qui constitue une des caractéristiques les plus essentielles de la présente invention. Le fait d'enfiler coaxialement le tuyau interne sous pression dans le tuyau externe d'évacuation représente un avantage remarquable. Cela permet en effet d'utiliser pour la réalisation du premier tuyau interne une matière choisie exclusivement en fonction de ses propriétés physiques et non de son aspect. Le plus petit diamètre de ce même tuyau permet aussi d'amincir sa paroi et donc de lui donner la plus grande souplesse possible. le tube externe, qui est nécessairement de plus grand diamètre, n'assure l'écoule- ment du fluide qu'à la sortie de l'appareil sous la pression minimale, et il est donc possible de choisir la matière qui le constitue presque exclusivement en fonction de son aspect extérieur, ce qui permet par exemple de lui donner la couleur désirée. L'utilisation des joints articulés peu encombrants et faciles à monter constitue aussi un avantage considérable, chacun de ces joints ne comportant qu'une simple bague torique coopérant avec une bride extrême soit du tuyau considéré, soit d'un raccord bridé distinct. Dans lune ou lçautre de ces conformations, il est facile et peu coûteux d'assem- bler ces joints articulés qui s'avèrent très efficaces pour l'usage considéré. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention REVENDICATIONS 1. Ensemble constitué d'un appareil relié par un joint articulé à une conduite qui, constituée de deux tuyaux souples (117, 118) enfilés coaxialement l'un dans l'autre, y fait circuler un fluide sous pression, cet ensemble étant caractérisé en ce que a) l'appareil forme intérieurement un conduit destiné à contenir des éléments (119, 120) solidaires des extrémités desdits tuyaux (117, 118) éléments qui maintiennement en forme les orifices de ces derniers b) les éléments extrêmes précités maintiennent immobiles des bagues toriques (128) prenant appui contre des sièges formés par des épaulements internes du conduit ; et c) les bagues précitées (128) frottent légèrement, mais de façon étanche, à la#fois contre leur siège, contre la paroi du conduit et contre les éléments extrêmes corres pondants du tllbe considéré de manière à assurer l'étanchéité à la périphérie de ce @@@ier tout en lui permettant de Tourner dans 'e conduit t par rapport à lui. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que des brides périphériques (129) qui rayonnent à partir desdits éléments extrêmes de chacun-des tllbes (118, 117), sont en contact avec la face des bagues (128) qui n'est pas en contact avec leur siège. 3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit appareil est motorisé et manipulable. 4. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit appareil comporte ou communique avec une source (20) de fluide sous pression. 5. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits éléments extrêmes sont solidaires desdits tuyaux (17, 18) et comportent lesdites brides périphériques (56, 43) qui entourent les orifices de ces derniers. 6. Ensemble selon-la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits éléments extrêmes sont des raccords (119, 120) assujettis aux extrémités des tuyaux (1'7, 118). 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque raccord (119, 120) a la forme d'un manchon dont un tronçon est assujetti au tuyau (117, 118) correspon- dant et auquel est incorporée une bride (129) 8. Ensemble selon la revendication 39 caractérisé en ce que a) le premier tuyau (117) est enfilé dans le second (118);; b) appareil comporte à sa base un chapeau (123) dans lequel un canal d'admission (125) communique avec le tuyau externe (118) c) un manchon (120) à bride (129) passe par le canal (125) dans le second tuyau (118) 9 et d) l'extrémité libre du chameau (123) forme exté- rieurement9 autour du canal (125)9 une cavité (124) qui contient l'extrémité du second tuyau (118). 9. Ensemble selon la revendication 89 caractérisé en ce que 1#un desdits épaulements internes forme dans la paroi interne du chapeau (123) un creux (127) dans lequel une des bagues (128) est en contact avec le ae manchon (120) 10.Ensemble selon la revendication 79 caractérisé en ce que ledit conduit a un orifice circulaire par lequel y pénètre l'élément extrême (119) du premier tuyau interne (117) et dont le diamètre est plus petit que la bride du raccord en forme de manchon, cette bride étant formée par l'une des extrémités de ce raccord 11. Ensemble selon la revendication 19 caractérisé en ce que le premier tuyau, qui est enfile dans le second9 est constitué Elaazne matière choisie surtout en fonction de ses propriétés physiques D tandis que le second tuyau est constitué d'une matière choisie au moins partiellement en fonction de son aspect. 12. Ensemble selon la revendication 39 caractérisé en ce que ledit appareil contient une brosse à dents commandée par un fluide sous pression 13. Ensemble selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit appareil, dont le corps ou boîtier (10) est oblong, mince et facile à manipuler, supporte une brosse à dents à l'une de ses extrémités, tandis que son autre extrémité (11) est reliée aux deux tuyaux coaxiaux (17, 18 ; 117, 118) qui lui sont coaxiaux.