Brevet FR2493468A1 — publié le 19820507

L'invention a pour objet un raccord à fermeture rapide pour conduites de fluide, comportat deux obturateurs disposés pour se déplacer en direction axiale dans deux moitiés de raccord s'engageant l'une dans l'autre, pouvant être verrouillés en position d'accouplement et se présentant sous forme d'une soupape à fiche et d'une soupape à manchon, ces obturateurs étant chargés en direction de fermeture par des ressorts de fermeture et étant maintenus en position de fermeture sur une surface de siège associée à chaque moitié de raccord, lorsque les moitiés de raccord sont séparées, l'un de ces obtu- rateurs étant agencé sous forme de cône de soupape disposé à l'intérieur d'une douille munie d'une surface de siège de soupape, l'autre obturateur étant agencé sous forme de douille de soupape entourant un siège de soupape en forme de téton disposé à poste fixe dans la moitié de raccord associée et cons- tamment soumise à la pression du fluide du côté situé à l'opposé du siège de soupape, cette douille venant par son c8té frontal, lors de l'accouplement des deux moitiés de raccord, sur une surface de contact de la douille contenant le cône de soupape et appartenant à l'autre moitié de raccord, tandis que le siège de soupape en forme de téton s'applique par sa face frontale sur le cône de soupape et pousse celui-ci dans la direction d'ouverture. De tels raccords à fermeture rapide sont utilisés, par exemple, pour accoupler des remorques à des véhicules automobiles, l'une des moitiés du raccord étant disposée à poste fixe sur le véhicule automobile et l'autre moitié étant disposée à l'extrémité libre d'une conduite flexible sous pression assurant la liaison avec la remorque. En dépit de la construction différente de la partie à fiche et de la partie à manchon d'un tel raccord, les deux parties du raccord seront désignées dans la suite par "moitiés de raccord" pour des raisons de simplicité. Dans un raccord pour fluides de ce type, décrit dans le document DE-PS 895 396, l'obturateur de l'une des moitiés du raccord est constitué par une soupape en forme de cône disposée pour se déplacer en direction axiale à l'intérieur d'un carter en forme de douille, muni d'une surface de siège de soupape, ce cône de soupape s'appuyant vers l'arrière sur un ressort de fermeture et étant, lorsque le 2 2493468 raccord est défait, maintenu en position de fermeture sur-la surface de siège par le ressort de fermeture qui lut être solli- cité par la pression du fluide lorsque la moitié de raccord est soumise à la pression. L'obturateur de l'autre moitié de raccord est constitué par une douille de soupape prévue pour se déplacer en direction axiale sur une cheville creuse présentant une surface de siège à son extrémité avant et qui est également, lorsque le raccord est défait, maintenue par un ressort de fermeture, appliquée sur cette surface de siège en pouvant de même être sollicitée vers lIarrièrez c5est-à-dire dans le sens de fermeture, par la pression dia fluide. Lors de ltaccouplement des deux moitiés, la face frontale de la douille de soupape vient sur une surface de contact entourant de façon concentrique le c8ne de soupape de l'autre moitié dans le domaine dua siège de soupape coopérant avec ce cône, 'a tête de la cheville creuse recevant la douille de soupape venant par contre sur le ctne de soupape, de telle sorte que lors de l'accouplement des deux moitiés, le cône de soupape ainsi que la douille de soupape sont poussés dans leur position d'ouverture. Dans le raccord pour fluides antérieu - rement connu, l'accouplement des moitiés ne peut avoir lieu, conforîm'ent à la nature de cet accouplement, quesi les deux moitiés de raccord ne sont pas soumises à une pression. Dans un grand nombre d'applications, cette condition n'est pas remplie ou ne peut être remplie que difficilement. Tel est le cas, par exemple, lorsqu'une remorque équipée de freins hydrauliques est arrêtée en position de freinage et que l'on doit alors accoupler la moitié du raccord correspondante avec la moitié du raccord disposée sur le véhicule automobile et se trouvant donc du côté de la source de fluide sous pression. Il s'agit alors de la moitié du raccord équipée du cône de soupape, tandis que la moitié du raccord munie de la douille d'accouplement mobile en direction axiale se trouve du c8té récepteur. Lorsque le côté récepteur est sollicité par une pression, on doit, avant que les deux moitiés de raccord puissent être accouplées entre elles, provoquer une décharge de pression par des manipulations compli- quées. Cela entraîne naturellement des pertes de fluide avant que la douille de soupape puisse effectuer le déplacement axiale inévitable pour le déroulement du processus d'accouplement. L'inventiona pour but de perfectionner 3 2493468 le raccord pour fluide antérieurement connu de façon que les moitiés d'un tel raccord puissent aussi 4tre accouplées sans problème lorsque la moitié du raccord côté émetteur étant sans pression, la moitié du raccord côté récepteur est soumise à la pression du fluide, ce qui est par exemple le cas pour une remorque arrêtée en position de freinage. L'invention concerne à cet effet un raccord du type ci-dessus caractérisé en ce que la douille contenant le c8ne de soupape de l'une des moitiés de raccord est constituée par un piston annulaire guidé pour se déplacer en direction axiale dans son carter en forme de douille, la face de ce piston située à l'opposé de la surface de siège de soupape s'appuyant sur un ressort de compression précontraint - et présentant une surface pouvant être sollicitée par la pressioi du fluide, cette surface étant plus grande que la surface de la douille de soupape de l'autre moitié de raccord pouvant 8tre sollicitée par la pression du fluide, et en ce que les surfaces arrière de sollicitation et les appuis par force de ressort de la douille de soupape, d'une part, et du piston annulaire ainsi que du cône de soupape, d'autre part, sont accordées entre elles de manière que lorsque la mcitié de raccord comportant la douille de soupape est sans pression, la douille de soupape et le cône de soupape restent en position de fermeture, mais ce dernier étant déplacé en direction axiale conjointement avec le piston annulaire qui l'entoure, de manière que cependant, en cas de solliciation arrière par la pres&on du fluide du cône de soupape et du piston annulaire qui l'entoure en lui permettant un mouve- ment axiale, ce dernier revienne dans sa position initale, sa surface de siège se séparant du cène de soupape et la douille de soupape, de l'autre moitié de raccord se déplaçant simulta- nément en dégageant un parcours d'écoulement dans sa position d'ouverture. Par conséquent, le raccord pour fluides conforme à l'invention se distingue par la présence d'un piston annulaire recevant le cène de soupape, ce piston annulaire étant, d'une part, guidé pour se déplacer en direction axiale dans le carter de la moitié du raccord associée et pouvant, lors de l'accouplement des deux moitiés du raccord, être déplacé conjointement avec le cène de soupape à partir de la position correspondant à l'état désaccouplé. La douille de soupape 4 2493 68 constituant l'obturateur de l'autre moitié d'accouplement, et qui est soumise à la pression du fluide lors de l'accouplemente reste en position de fermeture étant donné qu'elle est soumise à la pression du fluide sur son c5té arrière et qu'elle s'appuie sur un ressort qui développe une force. Lorsque, à la suite de cela, après que les deux moitiés de raccord aient été enfichées et verrouillées de façon connue, la moitié du raccord comportant le c8ne de soupape est maintenant sollicitée par la pression, le piston annulaire entourant le c8ne de soupape subit, en plus, de l'appui en force du ressort du côté arrière, une sollicitation par pression de fluide et, par suite, une force axiale agissant en direction de sa position correspondant à l'état désaccouplé, cette force étant prépondérante sur la force axiale dirigée en sans inverse et qui agit sur la douille de soupape de l'autre moitié da raccord. Il en résulte que le piston annulaire subit un déplacement axial correspondant, la surface de siège qui coopère avec le c8ne de soupape se séparant de ce c8ne de soupape et qu'en même temps, la douille de soupape de l'autre moitié du raccord se déplace en direction axiale avec le siège de soupape associé à partir de sa position de fermeture, de telle sorte que le parcours d!écoulement à travers le raccord est libéré. On peut donc obtenir un accouplement sans problème des deux moitiés de raccord sans aucune perte de fluide. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés repré- sentant un exemple de réalisation de l'invention dessins dans lesquels: la figure 1 représente les deux moitiés c raccord en position relative correcte avant l'accouple- ment ou après la séparation, - la figure 2 représente le raccord à fermeture rapide avec les moitiés de raccord engagées l'une dans l'autre et verroullées dans cette position d'accouplement, les parcours du fluide étant cependant encore fermés, la partie à manchon étant soumise à la pression du fluide et la partie à fiche étant sans pression, - la figure 3 représente le raccord à l'aide d'une vue correspondant à la figure 2, mais avec les parcours du fluide ouverts et avec les deux moitiés de raccord soumises à la pression du fluide. 2493468 Le raccord pour fluide représenté à titre d'exemple de réalisation est constitué par une soupape à fiche 10 et par une soupape à manchon 110 Sur les dessins, on a représenté la soupape à fiche sous forme d'élément incorporé à poste fixe dans une cloison 12, simplement indiquée, d'un véhicule qui n'est pas représenté par ailburs, ce véhicule comportant une source de fluide de pression. Par contre, la soupape à manchon est associée au cité récepteur, par exemple à une remorque, et est reliée par l'intermédiaire d'une conduite flexible sous pression, non représentée, au réseau hydraulique de la remorque. Dans les positions d'accouplement représentées sur la figure 2 et la figure 3, la soupape à fiche est engagée dans le manchon 14 de la soupape à manchon 11. Les deux moitiés de raccord sont verrouillées dans cette posi- tion d'accouplement au moyen de billes de verrouillage 15 qui sont engagées dans une rainure annulaire périphérique 16 de la soupape à fiche et maintenues dans leur position de verrouillage par une douille 18 montée pour coulisser sur le carter 17 de la soupape à manchon 11. La douille 18 assurant le maintien des billes de verrouillage 15' s'appuie en direction axiale au moyen d'un ressort 19 mis sous contrainte entre cette douille et le carter 19 de la soupape à manchon. Dans le cas d'un déplacement axial de la douille imentionnée par rapport à la soupape à manchon, les billes de verrouillage peuvent, suivant le sens du déplacement, s'écarter radialement dans l'une des rainures annulaires périphérique 20, 21 prévues à l'intérieur de la douille. Dans ces positions ont lieu l'accouplement et la séparation des moitiés du raccord. Les particularités de ce verrouillage font partie de l'état de la technique et ne nécessitent donc pas d'explications supplémentaires. Les deux moitiés du raccord sont guidées pour se déplacer en direction axiale et équipées d'obtu- rateurs chargés par des ressorts dans le sens de fermeture. Ainsi, la soupape à fiche 10 comporte un obturateur se présen- tant sous forme d'un c8ne de soupape 25 disposé à l'intérieur d'un piston annulaire 27 et guidé pour se déplacer en direction axiale dans ce piston annulaire au moyen d'ailettes de guidage radiales 26. Le piston annulaire est à son tour également vidé pour se déplacer en direction axiale et est en outre disposé 6 2493468 de façon étanche au fluide dans une douille d'enfichage 29 assemblée solidairement avec le carter arrière 28 de la soupape à fiche 10. Cette douille d'enfichage s'étend au-delà du carter 28 monté dans la cloison 12 et dans la condition d'aocouplement (figure 2 et figure 3), s'engage dans le manchon ouvert 14 de la soupape à manchon 11. A son extrémité éloignée du carter arrière 28, le piston annulaire 27 ccmporte une surface de siège de soupape conique 30 coopérant avec ine surface d'étanchéité appro- priée du c ne de soupape 25. Le c5ne de soupape 25 et le piston annulaire 27 s'appuient en arrière dans le carter arrière 28 de la partie à fiche respectivement sur un ressort de fermeture 31, 32. Ils sont maintenus par ces ressorts de fermeture dans la position représentée sur la figure I déterminée par une surface annulaire 33, agissant comme une but4e, du piston annulaire 27 et de la douille d'enfichage 29. D'autre part, une tubulure de raccord 34, assurant la liaison avec une source de fluide de pression qui ne présente pas d'intérêt particulier dans le cas présent, s'étend du côté du carter arrière 28 situé à l'opposé du cône de soupape 25 La tubulure de raccord 34 présente un parcours d'écoulement axial 35. Dans le carter 17 en forme de douille de la soupape a manchon 11 est monté à poste fixe un tube de guidage 40 qui se poursuit par l'une de ses extrémités jusqu' au manchon 14 ouvert d'un c8té. Le tube de guidage 40 comporte une partie d'extrémité 41 pénétrant dans le manchon ouvert et munie d'un siège de soupape. Sur ce tube de guidage est disposée une douille de soupape 44 guidée pour se déplacer en direction axiale et rendue étanche par rapport au carter, cette douille servant d'obturateur de la soupape à manchon 11o Le bord frontal avant de la douille de soupape 44 coopère avec le siège de soupape 42 du tube de guidage 40, dn joint d'étanchéité annulaire 45 étant disposé dans le domaine de ce bord. Cette douille de soupape 44 s'appuie, du côté situé à ltopposée du siège de soupape 42, sur un ressort de fermeture précontraint 46. Elle est en outre sollicitée à l'arrière par la pression du fluide au moyen d'un conduit d'écoulement 47 traversant la paroi du tube de guidage 40. Compte tenu de cette sollicitation par la pression du fluide et de l'appui arrière par la force d'un ressort, la douille de soupape 44 est maintenue en appui étanche sur le siège de soupape 42 à l'extrémité avant du tube 7 2493468 de guidage 40. D'autre part, des perçages radiaux 48 s'étendent à travers la paroi du tube de guidage obliquement vers l'arrière immédiatement derrière le siège de soupape, ces perçages débou- chant dans le parcours d'écoulement 49 formé par le tube de guidage dans la partie de manchon. Lorsque les deux moitiés du raccord, représentées dans des positions séparées sur la figure 1, sont engagées l'une dans l'autre, le manchon 14 ouvert d'un c8té de la soupape à manchon 11 s'engageant sur la douille d'enfichagg 29 de la soupape à fiche 10, la surface frontale avant de la partie d'extrémité 41 du tube de guidage équipée du siège de sou. pape vient sur la surface frontale avant du cône de soupape 25 de l'autre moitié du raccord. La face frontale annulaire dirigée vers l'avant du piston annulaire 27 contenant le c8ne de soupape vient sur une surface annulaire de la douille de soupape 44 de la soupape à manchon, cette surface étant en saillie radiale sur la partie d'extrémité 41 du tube de guidage 40. Les côtes de la section sont choisies de manière que la partie d'extrémité 41 du tube de guidage 40 vienne en prise avec le sîège de soupape 42 dans un évidement approprié du piston annulaire 27, de telle sorte que le tube de guidage fixe 40 de la soupape à manchon vient sur le cône de soupape 25 disposé pour se déplacer en direction axiale dans la soupape à fiche et que la douille de soupape 44 de la soupape à manchon entourant le tube de guida 40 coopère avec le piston annulaire 27 de la soupape à fiche contenant le c8ne de soupape 25. Etant donné que la soupape à fiche n'est pa..soumise à une pression lors de l'accouplement et que son obturateur ainsi que le piston annulaire sont donc, dans la position représentée sur la figure 1,9 simplement maintenus par l'action d'appui des ressorts de fermeture associés 31, 32, tandis que la douille de soupape 44 de la soupape à manchon est, d'une part, sollicitée du côté arrière par la force d'un ressort et, d'autre part9 soumise à la pression du fluide, le piston annulaire 27 et le cône de soupape 25 en appui étanche sur la surface de siège de soupape'30 du piston annulaire sont poussés conjointement dans la position axiale représentée sur la figure 2. Le cône de soupape de la soupape à fiche ainsi que la douille de soupape de la soupape à manchon demeurent alors en contact avec les surfaces de siège associées 30, 42. La face frontale 8 2493468 du piston annulaire 27 coopérant avec la face frontale de la douille de soupape 44, d'une part, et les faces frontales du tube de guidage 40 et du c8ne ib soupape 25 coopérant également en position d'accouplement, d'autre part, sont associées de façon appropriée en direction axiale. Le piston annulaire 27 et le c8ne de soupape 25jdispisé pour se déplacer en direction axiale dans ce piston1peuvent être déplacée sans problèmes dans la position axiale représentée sur la figure 2apare que la soupape à fiche est sans pression et quele fluide.,se trouvant dans le volume intérieur..est refoulé sans résistance notable lors du déplace- ment axial des éléments mentionnés0 Lorsque, après que la posi- tion d'accouplement représentée sur la figure 2 ait été atteinte, la pression du fluide est amenée sur la soupape à fiche, ce qui est indiqué par la flèche 50 sur la figure 3, le cône de soupape 25 et le piston annulaire 27 qui lentoure coaxialement sont soumis en arrière à la pression du fluide, de telle sorte qu'une force axiale résultant de la force du ressort et de la sollicitation due à la pression du fluide agit en sens inverse du mouvement du piston annulaire effectué lors du processus d'accouplement. Cette force est supérieure à la force axiale dirigée en sens inverse de la douille de soupape 44 de la soupape à manchon, force résultant également d'une sollici- tation arrière par la pression du fluide et de l'action du res- sort de fermeture 46 agissant sur la douille de soupape. Sous l'action de cette force axiale, le piston annulaire 27 se déplace dans la soupape à fiche jusqu'à la butée 33 limitant son mouvement axial en direction de la soupape à manchon. Il en résulte, d'une part, que le siège de soupape 30 du piston annulaire 27 se sépare du c8ne de soupape 25 soutenu par le tube de guidage fixe 40 de la soupape à manchon et, d'autre part, que la douille de soupape 44 de la soupape à manchon est déplacée, à partir de sa position de fermeture représentée sur la figure 2,dans une position dans laquelle les perçages 48 du tube de guidage 40, dirigés oblique- ment vers l'arrière, sont dégagés0 Par suite de la séparation ainsi provoquée entre les deux obturateurs et les siège de soupape associés 30, 429 le parcours d'écoulement est dégagé à travers la soupape. En conséquence, on assure un processus d'accouplement sans problèmes dans un raccord avec soupape à fiche sans pression et soupape à manchon soumise à une pression. REVENDlCATI0N Raccord à fermeture rapide pour conduites de fluide, comportant deux obturateurs disposés pour se déplacer en direction axiale dans deux moitiés de raccord s'engageant l'une dans l'autre, pouvant Atre verrouillées en position d'accouplement et se présentant sous forme d'une soupape à fiche et d'une soupape à manchon, ces obturateurs étant chargés en direction de fermeture par des ressorts de fermeture et étant maintenus en position de fermeture sur une surface de siège associée à chaque moitié de raccord lorsque les mdtiés de raccord sont séparéesl'un de ces obturateurs étant agencés sous forme de c8ne de soqRpe disposé à l'intérieur d'une douille munie d'une surface de siège de soupape, l'autre obturateur étant agencé sous forme de douille de soupape entou- rant un siège de soupape en forme de téton disposé à poste fixe dans la moitié de raccord associée et constamment soumise à la pression du fluide du côté situé à l'opposé du siège de soupape, cette douille venant par son c8té frontal, lors de l'accouplement des deux moitiés de raccord, sur une surface de contact de la douille contenant le c8ne de soupape et appartenant à l'autre moitié de raccord, tandis que le siège de soupape en forme de téton s'applique par sa face frontale sur le cône de soupape et pousse celui-ci danq la direction d'ouverture, caractérisé en ce que la douille contenant le cône de soupape (25) de l'une des moitiés de raccord est constituée par un piston annu- laire (27) guidé pour se déplacer en direction axiale dans son carter en forme de douille (28, 29),, la face de ce piston située à l'opposé de la surface de siège de soupape (30) s'appuyant sur un ressort de compression précontraint (32) et présentant une surface pouvant être sollicitée par la pression du fluide, cette surface étant plus grande que la surface de la douille de soupape (44) de l'autre moitié de raccord pouvant être sollicitée par la pression du fluide, et en ce que les surfaces arrière de sollicitation et les appuis par force de ressort de la douille de soupape (44), d'une part, et du piston annulaire (27) ainsi que du c8necb soupape (25) d'autre part, sont accordées entre elles de manière que lorsque la moitié de raccord comportant la douille de soupape est sous pression et que l'autre moitié de raccord est sans pression, la douille de soupape et le c8ne de soupape restent en position de fermeture, mais ce dernier étant déplacé en direction axiale conjointement avec le piston anulaire qui l'entoure, de manière que cependant9 en cas de sollicitation arrièrer par la pression du fluide du cône de soupape et du piston anrulaire qui l'entoure en lui permettant un mouvement axiale ce dernier revierne dans sa position initiale, sa surface de siège (30) se séparant du c8ne de soupape (25) et la douille de soupape (h4), de l'autre moitié de raccord se déplaçant simultanément en dégageant un parcours d'écoulement dans sa position d'orvertureo