Brevet FR2482696A1 — publié le 19811120

:1 On sait que dans l'industrie des accessoires pneumatiques ou hydrauli- ques on désigne ordinairement sous le nom de "raccords-vannes" des disposi- tifs comprenant deux éléments reliés à des canalisations séparées et destinés à s'emmancher et à se verrouiller l'un à l'intérieur de l'autre en établissant ainsi la jonction des espaces intérieurs desdites canalisations, l'un de ces éléments (le plus souvent en pratique l'élément femelle) renfermant un organe réglable d'obturation pourvu d'un moyen d'actionnement susceptible d'être manoeuvré par l'utilisateur. Ces raccords-vannes sont généralement munis d'un système de sécurité qui interdit la dissociation des deux éléments lorsque la vanne est en position d'ouverture et qui assure la décompression de l'espace intérieur de la canalisation aval lors de la fermeture de l'organe réglable d'obturation. Dans certaines des constructions qui ont été proposées l'organe d'obturation, constitué par un boisseau sphérique prévu tournant, est commandé par une bague montée à coulissement axial sur le corps de l'élé- ment correspondant du dispositif, tandis que le mécanisme pour le verrouil- lage des deux éléments emmanchables comprend une série de billes actionnées radialement par un manchon mobile pour s'engager dans une dépression annulaire de l'élément mâle; ce manchon est lui-même immobilisé axialement par une seconde série de billes commandées par la bague coulissante de manoeuvre. La fonction de sécurité est ainsi bien obtenue, mais au prix d'une construction délicate et coûteuse. La présente invention a plus spécialement pour but de remédier à - l'inconvénient précité et à permettre la réalisation d'un raccord-vanne à boisseau sphérique qui soit de construction simple et économique tout en assurant une sécurité au moins aussi complète que celle des dispositifs connus. L'invention consiste principalement à agencer l'un des débouchés de l'alésage traversant du boisseau tournant de façon à ce que l'extrémité ou embout de l'élément mâle puisse y être engagée lorsque ledit boisseau est à la position de fermeture et y être retenu axialement quand ce boisseau a été déplacé angulairement pour être amené en position d'ouverture. Conformément à un mode de mise en oeuvre préféré de la disposition qui précède, la manoeuvre angulaire du boisseau est opérée à l'aide d'un levier rendu angulairement solidaire de l'arbre dudit boisseau tout en. étant susceptible de basculer par rapport à celui-ci dans un plan axial, tandis qu'on prévoit sur les faces en vis-à-vis dudit levier et du corps de l'élément femelle deux séries de plages ou butées en gradins agencées de manière à assurer automatiquement, lors de la fermeture de la vanne, l'arrêt au moins momentané du boisseau à une position intermédiaire telle que celui-ci obture la canalisation amont et permet la décompression de la canalisation aval. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux compren- dre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe axiale d'un raccord-vanne établi conformé- ment à l'invention, représenté à la position ouverte. Fig. 2 est une vue en perspective montrant en superposition le boisseau sphérique, son arbre de commande, la face supérieure du corps traversée par cet arbre et l'extrémité du levier basculant de manoeuvre. Fig. 3, 4 et 5 font apparaître côte-à-côte, pour chacune des trois positions angulaires significatives du boisseau, une coupe axiale horizontale de la partie centrale du raccord et une vue en plan du bossage prévu sur la face supérieure du corps, le levier basculant de manoeuvre étant montré à l'état détaché. Fig. 6 est une coupe de détail suivant le plan indiqué en VI-VI en fig. 4. Le corps de l'élément femelle A du raccord-vanne représenté en fig. 1 est formé par l'assemblage de deux pièces tubulaires 1 et 2 vissées l'une à l'intérieur de l'autre avec interposition d'un joint d'étanchéité 3, la pièce arrière 2 étant adaptée pour être fixée sur l'extrémité de l'une des deux canalisations à raccorder. Dans ce corps 1-2 est monté à rotation un boisseau sphérique 4 percé d'un alésage traversant 4a et l'on observera que l'un des débouchés de celui-ci est conformé de manière à recevoir et à retenir l'embout de l'élément mâle B, ainsi qu'on le décrira en détail plus loin. Comme montré en fig. 2 la partie de ce boisseau 4 qui est tournée vers le haut est creusée d'une dépression 4b dans laquelle vient s'engager la base a en forme de six-pans d'un arbre vertical de manoeuvre 5, lequel est guidé dans la pièce 1 afin de pouvoir se déplacer angulairement de manière étanche avec le boisseau précité. Comme plus particulièrement montré sur les coupes de fig. 3, 4 et 5, l'alésage traversant 4a du boisseau 4 communique avec une chambre latérale 4c qui présente un profil cylindrique orienté perpendiculairement à l'axe de l'alésage précité, le diamètre intérieur de cette chambre 4c étant supérieur à celui du débouché de l'alésage 4a auquel elle se raccorde. Ce raccordement détermine dans le débouché précité un logement interne à profil semi-circulaire, référencé 4d en fig. 4 et 5 et pourvu d'une lèvre semi-annulaire 4e. On comprend dans ces conditions que lorsque le boisseau 4 est orienté dans le corps 1-2 de façon à ce que son alésage traversant 4a se trouve en position transversale de fermeture, la chambre 4c s'ouvre axialement en direction de l'alésage la du corps 1-2, si bien que l'extrémité ou embout cylindrique 6 de l'élément mâle B (fig. 1) relié à la seconde canalisation est susceptible d'être introduit dans cet alésage la, puis dans la chambre 4c précitée; cet embout 6 comporte une dépression annulaire 6a qui détermi- ne une tête terminale 6b, le rayon de cette dépression 6a étant substantiel- lement égal au rayon intérieur de la lèvre 4e qui borde vers l'extérieur le logement 4d sus-mentionné. Une fois que l'embout 6 a été engagé dans la chambre 4c il suffit de-faire pivoter le boisseau 4 suivant son axe verti- cal pour que le logement 4d vienne progressivement chevaucher la tête 6b (fig. 4), laquelle est finalement retenue en place par la lèvre 4e dans le corps de l'élément femelle. Il va de soi que le pivotement du boisseau 4 dans le sens inverse a pour effet de libérer la tête 6b de l'élément mâle B qui peut alors être retiré axialement. La partie de l'arbre 5 qui dépasse au-dessus du corps 1-2 est percée transversalement en 5b (fig. 2) pour recevoir.un axe 7 (fig. 1) sur lequel s'articule l'extrémité fourchue d'un levier de manoeuvre ou clef 8; le pivotement de ce levier 8 détermine en conséquence le pivotement de l'arbre et du boisseau 4, mais ledit levier est toutefois libre de basculer dans un plan vertical. Des rondelles élastiques 9, engagées entre un méplat 5c de l'arbre 5 et le fond d'un logement borgne 8a du levier 8, tendent à ramener ce dernier en position basse, en appliquant donc sa fourche termina- le d'articulation contre la face supérieure de la pièce 1. Cette face supérieure présente, autour de l'ouverture traversée par l'arbre 5, un bossage annulaire en relief, référencé 10 en fig. 2 à 5. Comme plus particulièrement visible en fig. 2, ce bossage 10 comporte une dent 11 qui se raccorde par une face droite lla à une plage 12 et par une face opposée oblique llb à une plage 13; la plage 12 est limitée par un gradin 14 auquel font suite une plage inférieure 15, un gradin 16 et une plage 17, laquelle est disposée à une hauteur supérieure à la plage 13 sus-îndiquée à laquelle elle est reliée par un gradin 18. Il convient par ailleurs d'observer que la face inférieure de la fourche terminale du levier 8 présente, en arrière de la perforation 8b qui est traversée par l'axe d'articulation 7, une dent 81 dont la face inférieure libre est biseautée, l'un des bords de cette dent se raccordant par une face 82 à une plage latérale 83 de niveau supérieur tandis que le bord opposé est relié par un gradin 84 à une plage latérale inférieure 85. Pour exposer le fonctionnement et l'utilisation du raccord-vanne cidessus décrit, on partira de la position illustrée en fig. 1 et 3: le boisseau 4 est en position de pleine ouverture, le débouché de son alésage 4a retenant en place la tête 6b de l'élément mâle B. On remarquera que le levier 8 est alors orienté axialement par rapport au corps 1-2 de l'élément femelle A, si bien que la plage 85 dudit levier prend appui contre la plage 12 du bossage 10, la dent 81 se trouvant au- dessus de la plage inférieure 15. Lorsque l'utilisateur entend diminuer le débit de fluide qui traverse le raccord-vanne, il manoeuvre le levier 8 dans le sens inverse des aiguil- les d'une montre, de façon à impartir à l'alésage 4a une orientation oblique qui diminue sa section libre. Toute tentative de pivotement du levier dans le sens opposé aboutit à un échec du fait que le bord libre de la branche 19 de la fourche terminale dudit levier est en butée contre la face droite lla de la dent 11. Si l'utilisateur désire interrompre complètement le débit de fluide qui traverse le dispositif, il déplace angulairement le levier 8 dans le sens sinistrogyre comme indiqué ci-dessus, suivant l'amplitude angulaire indiquée en tben fig. 2 (de l'ordre de 60 dans l'exemple considéré). Le pivotement du levier 8 est de toute manière arrêté par portée du gradin 82 contre le gradin 16 (cf. fig. 4). L'obliquité de l'alésage 4a du boisseau est telle que toute circulation est interrompue; par contre et comme illustré en fig. 6, à cette position un petit canal de fuite 4f du boisseau 4 se trouve en coïncidence avec un évent lb de la pièce 1 du corps 1-2, de sorte que la canalisation aval associée à l'élément mâle B est décompressée. A la position illustrée en fig. 4 et 6, la tête 6b de l'embout 6 reste verrouillée à l'intérieur du boisseau 4. Pour dissocier les deux éléments A et B, l'opérateur doit en premier lieu faire basculer vers le haut (angle / de fig. 2, soit environ 10 ) le levier 8 de façon à ce que le gradin 82 échappe au gradin 16, puis faire tourner ledit levier de l'angle ' (soit environ 30 ) jusqu'à ce que l'extrémité de la branche 19' de la fourche vienne buter contre la face oblique llb de la dent Il (fig. )-; au cours de ce déplacement angulaire Kla dent 81 glisse contre la plage 17 et maintient ainsi le levier en position relevée, le biseau de cette dent 81 étant destiné à permettre l'inclinaison du levier 8-par basculement. L'élément mâle B est alors libéré et peut en conséquence être retiré axialement de l'élément femelle A, sans aucun risque d'expulsion brusque par suite de la décompression qui s'est opérée à travers le canal 4f et l'évent lb. Lorsqu'on désire assembler à nouveau cet élément B à l'élément A, l'on doit, après engagement, ramener le levier 8 à l'orientation initia- le; ce levier 8 bascule vers le bas sous l'effet des rondelles 9 dès qu'il a dépassé la position intermédiaire suivant fig. 4, la dent 81 échappant à la plage 17 pour se positionner au-dessus de la plage 15, comme à l'origine (fig. 1 et 3). On comprend qu'en dépit de la complexité du profil du bossage 10 et de la face inférieure de l'extrémité fourchue du levier 8, la pièce 1 et ledit levier sont susceptibles d'être aisément obtenus par moulage, sans nécessiter une rectification; le prix de revient du dispositif reste donc très modéré, alors que sa sécurité (impossibilité de dissocier les deux éléments avant fermeture de la vanne et décompression de la canalisation aval) est au moins aussi satisfaisante que celle des constructions classi- ques, beaucoup plus coûteuses. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a * été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécu- tion décrits par tous autres équivalents. R E V E ND IC AT I 0 N S 1. Raccord-vanne de sécurité, du genre dans lequel l'élément femelle renferme un boisseau sphérique d'obturation qui doit être amené en position de fermeture et permettre la décompression de la canalisation aval fixée à l'élément male avant que-lesdits éléments ne puissent être dissociés, caractérisé en ce que l'un des débouchés de l'alésage traversant (4a) du boisseau (4) est conformé de façon à ce que l'extrémité ou embout (6) de l'élément mâle (B) puisse y être engagé lorsque ledit boisseau est en position de fermeture et y être retenu une fois que celui-ci a été dGplacé angulairement pour être amené en position d'ouverture. 2. Raccord-vanne suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au niveau de l'un de ses débouchés l'alésage (4a), établi à un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur de l'embout (6), communique avec une chambre cylindrique (4c) à plus grand diamètre, orientée perpendiculai- rement audit alésage de façon à ce que son raccordement avec celui-ci détermine un logement semi-cylindrique (4d) pourvu d'une lèvre (4e) propre, après pivotement du boisseau (4), à venir s'engager dans une dépression annulaire (6a) de l'embout et à retenir ainsi la tête terminale (6b) de celui-ci. 3. Raccord-vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, catactérisé en ce que les faces en vis-à-vis du levier de manoeuvre (8) associé au boisseau (4), et du bossage (10) de l'élement femelle qỉ est - traversé par l'arbre d'actionnement (5) dudit boisseau comportent deux séries de plages ou buttes en gradins agencies pour assurer automatiquement, lors de la fermeture de I-a vanne, l'arrêt au moins momentané du boisseau à une position intermédiaire telle que celui-ci obture la- canalisation amont tout en permettant la d-pression de la canalisation aval. - 4. Raccord-vanne suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le levier de manoeuvre (8) est fixé à l'arbre d'actionnement (5) de manière à être angulairement solidaire de celui-ci tout en restant libre de basculer dans un plan vertical afin de pouvoir échapper aux plages ou butées en gradins, des-moyens élastiques (9) tendant à ramener en permanence ledit levier à-la position pour laquelle les plages ou butées des deux séries- sont en contact les unes avec les'autres. ?.