Brevet FR2515308A1 — publié le 19830429

La pressente invention concerne un joint universel pour conduits de fluides et en particulier un joint unI- versel étanche à soufflet, capable de former un angle de 360 , comme celui qui est utilisé pour les tuyaux ou au tres conduits transportant un fluide notamment de l'air, par exemple l'air chaud dans un avion, pour compenser 1' effet de la dilation thermique, les tolérances de montage et les vibrations. Lorsqu'une pression intérieure est appliquée au soufflet, il se produit une charge en bout qu'il faut cons tenir pour empocher le soufflet d'être étiré et les struc- tures adjacentes d'être détériorées. C'est pourquoi il et connu d'emboîter hermétiquement les extre'mîte'# cylindri ques du soufflet dans des raccords tubulaires respectifs, aptes a s'emboîter hermétiquement avec les parties adja centes du conduit et de prévoir à l'extérieur de ces raccords des moyens pour transmettre la charge d'Wn raccord à l'autre tout en permettant a ceux-ci de faire un angle de 360 . Dans une forme de réalisation connue d'un joint u- niversel de ce type, qui est largement utilisée en aéronau- tique, les moyens exterieurs de transmission de la charge sont constitués par une bague munie de de paires d'ergots diamétralement opposés, décalees de 980, les ergots d'une paire servant d'axe de pivotement à un des raccords, tandis que ceux de l'autre paire servent d'axe de pivotement à 1' autre raccord et les extrémités adjacentes des raccords tu- bulaires étant profilées de façon à laisser entre elles un jeu suffisant pour que le joint puisse former un angle de 360-. L'inconvénient de cette forme de joint universel est que l'espace annulaire profilé entre les connecteurs tubulaires permet l'entrée des poussières et des détritus, ce qui peut restreindre la liberté de mouvement du soufflet, et, en cas de fuite dans la paroi de celui-ci, permet au fluide de s'échapper rapidement du joint. En conséquence, une autre forme connue de réalisa- tion de joint universel du type hermétique à soufflet a tée adoptée on aéronautique, forme qui est décrite dans la demande de brevet britannique N 2 059 537A et dans laquelle les raccords tubulaires présentent des parties de forme sphérique qui s'emboitent l'une dans l'autre avec possibilité de glissement, à l'extérieur du soufflet, pour former un "joint à rotule" capable de former un angle de 360', et les moyens extérieurs de transmission de la charge comprennent un manchon qui s'étend au-delà des parties embottées et qui est muni entre ses extrémités et les raccords respectifs de portées qui comprennent, pour chaque raccord, une paire de liaisons à pivotement diaiétralement opposées, la paire de liaisons associée à un raccord étant décalée de 900 par rapport à celle prévue pour l'autre raccord. Le manchon et les parties sphériques emboitées l'une dans 1' autre des raccords servent à empêcher l'entrée des poussiè- res et des débris vers le soufflet et l'emboîtement serré de ces partie restreint considérablement l'écoulement du fluide hors du joint en cas de fuite du soufflet.Dans une forme d'exécution de ce joint, les liaisons sont formées par des brides incurvées engagées l'une dans l'autre sur des supports fixés respectivement sur le fanchon et sur les raccords associés et par deux paires d'ergots diamétrale ment opposés et qui s'étendent vers l'intErieur, avec un décalage de 90- entre les paires, les dits ergots étant fixés sur le manchon et traversant avec un certain Jeu des ouvertures ménagées dans les parties emboîtées des raccords pour que le joint puisse former facilement un angle.L'inconvénient de cette forme de joint universel est qu'il comporte un grand nombre de pie ces, ce qui augmente considéra- blement son poids et son coat de fabrication, sans compter les difficultés rencontrées lors de son montage. L'invention a donc pour objet de fournir un joint universel hermétique à soufflet, qui est apte à former un angle de 3600 et ne présente pas les inconvénients des joints connus du meme type. A cet effet, le joint universel pour conduits de fluides selon l'invention comprend une paire de raccords tubulaires présentant chacun une extrémité cylindrique ap t. à astre fixés de façon étanche sur une des deux parties adjacentes du conduit, un soufflet, qui présente deux ex trémités cylindriques, dont chacune est fixée de façon étanche dans l'extrémité cylindrique du raccord respectif, lequel présente aussi une partie de forme sphérique qui s'emboîte dans une partie de même forme de l'autre raccord à l'extérieur du soufflet un manchon sphérique de trains mission de la charge et deux paires de pivots diamétrale- Ment opposés, décalées de 90*, dont l'une relie le rnanch#n à la partie sphérique extérieure, tandis que l'autre le re lie à la partie sphérique intérieure. Le manchon de transmission de la charge peut entre sont avec un ajustement glissant Juste dans la partie sphérique intérieure de raccord, ou entre les parties s#hé riques ou encore sur la partie sphérique extérieure de rao- cord. Si le manchon de transmission de la charge est monté avec un ajustement glissant Juste dans la partie sphérique intérieure ou sur la partie sphérique extérieure, une des paires de pivots nécessitera la présence de fentes qui s étendent axialement dans la partie sphérique intérieure ou extérieure (suivant le cas > afin d'établir une liaison apte à transmettre la charge entre le manchon et la partie spEze rique concernée et à permettre un glissement relatif entre les parties de raccord dans les zones de ces pivots lorsque le joint forme un angle en pivotant autour de l'autre paire de pivots. Toutefois, les fentes seront normalement fermées par le manchon de transmission de la charge, soit de l'in térieur, soit de l'extérieur. Si, par contre, et c'est la solution préférée, le manchon de transmission de la charge est mont avec un a justement glissant juste entre les parties sphériques emboitées, la présence de ces fentes n'est pas nécessaire. Le manchon est, de préférence, fait d'un matériau plus épais que celui des raccords tubulaires (par exemple de l'acier inoxydable), la partie de raccord intérieure étant mandri né sur place jusqu'à ce qu'on obtienne un ajustement glissant juste à l'intérieur du manchon de transmission de la charge, lequel est fixé sur la partie de raccord intérieure par l'une des paires de pivots, et la partie de raccord extérieure étant rétreinte sur place Jusqu'à ce qu'on obtienne un ajustement glissant juste sur le manchon de ~ transmission de la charge, lequel est fixé dans cette partie extérieure par l'autre paire de pivots. L'extrémité libre de la partie de raccord extérieure s'étend de préférence au-dolà de l'extrémité correspondante du manchon de transmission de la charge et elle est de préférence évasée. L'autre extrémité de ce manchon est sensiblement en regard de l'extrémité libre de la partie sphérique intérieure lorsque les raccords tubulaires sont alignés axialement. La ré treintêdu raccord tubulaire extérieur est de préférence interrompu avant que la partie extrême cylindrique atteigne un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur maximum du soufflet, celui-ci étant ensuite introduit par cette partie extrême et l'autre extrémité du soufflet étant sou dée à la partie extrême cylindrique du raccord tubulaire intérieur, après quoi on continue de rétreindre le raccord tubulaire extérieur jusqu'à ce que sa partie extrême cylindrique ait un diamètre intérieur permettant de sonder sur sa face interne l'extrémité adjacente du soufflet. Les pivots peuvent être des éléments séparés fixés sur le manchon de transmission intermédiaire de la charge ou (de préférence) sur les parties de raccord sphériques respectives, par exemple en soudant au manchon (ou de pré férence aux parties de raccord) des brides ou tenons formés sur ces éléments séparés. LA partie de raccord sphérique in extérieure peut être munie d'une paire de trous permettant l'accès pour introduire dans le manchon les pivots séparés associés à la partie de raccord sphérique extérieure. Comme variante, les pivots peuvent ne former qu'une seule pièce avec les parties de raccord sphériques respectives, par exemple en poinçonnant dans ceux-ci des bossages ou des trous à bord recourbé,##dont deux s'étendent vers l'intérieur et les deux autres vers l'extérieur, et qui s'engagent dans des trous du manchon sphérique. Les pivots peuvent enfin être formés par une com- binaison de bossages poinçonnés dans les parties de rac- cord sphériques respectives et de bagues soudées sur ces mêmes parties, concentriquement aux bossages, bagues qui s'emboitent dans des trous ménagés dans le manchon de transmission de la charge. La face de révolution externe des bagues et la face interne qui délimite chaque trou peuvent être tronconiques, de sorte que les bagues doivent être montées dans les trous avant d'être soudes aux par ties de raccord sphériques respectives, dont l'une est mu nie d'une paire de trous pour permettre le so#dagc des bagues de l'autre partie de raccord autour des bossages de ce dernier. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d1exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce Joint uni verset Fig. 1 est une vue en bout d'un joint universel selon l'invention, pour conduits de fluides; Fig. 2 et 3 sont des vues en coupe; agrandies, sui- vant II-II et III-III, respectivement, de fig. 1; Fig. 4 et 5 correspondent à fig. 2, mais montrent les parties de raccord dans les positions extrêmes respec- tives l'une relativement à l'autre; Fig. 6 et 7 correspondent à fig. 2 et 3, mais repré- sentent une autre forme d'exécution du joint universel selon l'invention; Fig. 8 et 9 correspondent aussi à fig. 2 et 3, mais illustrent une forme d'exécution préférée de l'invention; Fig. 10 et il correspondent à fig. 8 et 9, mais montrent des pivots qui ne forment qu'une seule pièce avec les parties de raccord sphériques; Fig. 12 et 13 correspondent aussi à fig. 8 et 9, mais montrent une façon différente de former des pivots qui ne font qu'une seule pièce avec les parties de raccord sphériques;; Fig. 14 et 15 correspondent également à fig. 8 et 9, mais montrent une autre manière de réaliser les pivots. Comme le montrent les figures 1 à 3, le Joint universel pour conduits de fluides comprend une paire de raccords tubulaires 1 2, dont chacun présente une partie terminale cylindrique 2, apte à être fixée de façon étanche à une partie adjacente respective d'un conduit (non représenté), un soufflet 4 muni d'extrémités cylindriques 5 fixées hermétiquement à l'intérieur des parties terminales cylindriques 2 des raccords tubulaires respectifs 1, 2, lesquels présentent aussi chacun une partie de forme sphérique, celle 6 du raccord 1 s'emboîtant dans l'autre I du raccord 2, à l'extérieur du soufflet 4, un manchon sphérique 8 de transmission de la charge et deux paires de pivots diamétralement opposés 9, 10, chaque paire étant décalée de 900 par rapport à l'autre et une paire de pivots 9 reliant le manchon 8 à la partie de raccord sphérique extérieure 6, tandis que l'autre paire de pivots (10) relie ce même manchon à la partie de raccord sphérique intérieure 7. Le manchon 8 de transmission de la charge est monté avec un ajustement glissant juste sur la partie de raccord sphérique extérieure 6 et des fentes Il (figure 2) sont donc prévues dans cette partie 6 pour les pivots 10, afin de permettre un glissement relatif entre les parties de raccord 6, 7 dans les régions de ces pivots 10 (comme le montrent les figures 4 et 5) lorsque le joint forme un angle par basculement de ses moitiés autour de l'autre paire de pivots 9. Toutefois, ces fentes Il sont normalement fermées par le manchon de transmission de la charge 8. Les extrémités 12 de ce manchon 8 sont évasées de façon à ne pas venir en contact par une arête vive avec les parties terminales cylindriques 2 des raccords 1, 2 lorsque le joint est plié au maximum autour de l'une ou l'autre paire de pivots ou des deux paires. Les pivots 9, 10 sont, dans cette forme d'exécution, des éléments séparés engagés dans des trous 13 que présente le manchon 8 et fixés aux parties de raccord respectives 6, 7 en soudant à celles-ci des tenons 14 dont ils sont munis. Aux figures 6 et 7 (ainsi que dans les paires de figures suivantes), les mêmes références désignent les mêmes pièces ou parties que dans les figures 1 à 5, mais, dans cette forme d'exécution, le manchon de transmission de la charge 8 est monté avec un aJustement glissant juste à 1' intérieur de la partie de raccord sphérique intérieure 7 et il est donc prévu dans cette partie de raccord des fentes Il (fig. 7) pour les pivots 9, afin de permettre un glissement relatif entre les parties de raccord 6, 7 dans les zones de ces pivots 9 lorsque le joint forme un angle par basculement autour de l'autre paire de pivots 10. L'extrémité libre 15 de la partie de raccord extérieure 6 est évasée.Dans cette forme d'exécution aussi, les pivots 9 10 sont des éléments séparés engagés dans des trous 13 du manchon 8, mais ils sont fixés aux parties de raccord respectines 6, 7 par soudage sur celles-ci de brides 16qu'ils pré sentent et, en conséquence, la partie de raccord exté- rieure 6 est munie de fentes 17 pour loger les brides 16 des pivots 10 et permettre un glissement relatif entre les parties de raccord 6, 7 dans les zones des pivots 10 lorsque le joint forme un angle par basculement des raccords autour de l'autre paire de pivots 9. Aux figures 8 et 9, le manchon de transmission de la charge 8 est monté avec un ajustement coulissant Juste entre les parties de raccord sphériques 6, 7, de sorte qu' aucune fente n'est nécessaire dans l'une ou l'autre partie. L'extrémité libre 15 de la partie de raccord extérieure 6 s'étend au-delà de l'extrémité respective du manchon 8 et elle est évasée. LA partie de raccord sphérique intérieure Z est munie d'une paire de trous 18 (figure 9), qui permettent d'accéder au manchon 8 pour y engager les pivots sépa rés 9 qui le relient à la partie de raccord sphérique extérieure 6. Aux figures 10 et 11, le manchon de transmission de la charge 8 est monté aussi entre les parties de raccord 6 et 7 (il en est de même pour la forme d'exécution représen tée dans la dernière paire de figures), mais les pivots 2. 10 ne forment qu'une seule pièce avec les parties de raccord respectives 6, Z, dans lesquelles ils se présentent sous la forme de bossages réalisés par poinçonnage, deux de ces bossages saillant vers l'intérieur (fig. 11) pour former les pivots p; tandis que les deux autres saillent vers l'extérieur (fig. 10) et forment les pivots 10. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 12 et 13, le poinçonnage forme dans les parties de raccord 6, 7 des trous dont le bord est recourbé et pour deux d'entre eux s'étend vers l'intérieur (fig. 13) pour former les pivots tandis que pour les deux autres, il s'étend vers l'exté- rieur (fig. 12) et forme les pivots 10. Aux figures 14 et 15, les pivots e, 10 sont formés par une combinaison de boisages poinçonnés dans les parties de raccord respectives 6, 7 et de bagues 19, 20 soudées à ces parties, concentriquement aux bossages et engagées dans des trous 13A, 13B du manchon de transmission 8, la face de révolution externe des bagues 19, 20 et le bord des trous 13A, 13B étant tronconiques, de sorte que les bagues doivent être montées dans les trous avant d'être soudées aux parties de raccord respectives. LA partie de raccord intérieure 7 est munie d'une paire de trous 21 pour permettre de souder les bagues li autour des bossages de la partie de raccord extérieure 6. - REVENDICATIONS 1. - Joint universel pour conduits de fluides, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de raccords tubu laires (1,2) présentant chacun une extre,mit# cylindrique (3) apte à être fixée de façon étanche sur une des deux parties adjacentes du conduit, un soufflet (4), qui présente deux extrémités cylindriques (5), dont chacune est fixée de façon étanche dans l'extrémité cylindrique du raccord respectif, lequel présente aussi une partie de forme sphérique qui s'emboîte avec une partie sphérique correspondante de l'autre raccord à l'extérieur du soufflet, un manchon sphex rique (8) de transmission de la charge et deux paires de pivots (9,10) diamétralement opposés, décalées de 900, dont l'une (9) relie le manchon à la partie sphérique extérieure re (6), tandis que l'autre (îo) le relie a' la partie sphéri que intérieure (7). 2.- Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon de transmission de la charge (8) est mon té avec un ajustement glissant juste dans la partie de raccord sphérique intérieure (7) et en ce que des fentes (ld) qui s'étendent axialement sont prévues dans cette partie sphérique intérieure pour les pivots (9) qui relient le mancion à la partie sphérique extérieure (6). 3.- Joint selon la revendication i, caractérisé en ce que le manchon de transmission de la charge (8) est mon- té avec un ajustement glissant juste sur la partie de raccord sphérique extérieure (6) et en ce que des fentes (11) qui s'étendent axialement sont prévues dans cette partie sphérique extérieure pour les pivots (10) qui relient le manchon à la partie sphérique intérieure. 4.- Joint selon la revendication 1, car & térisé en ce que le manchon de transmission de la charge (8) est mon té avec un ajustement glissant juste entre les deux parties de raccord sphériques (6,7). 5.- Joint selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé en ce que le manchon de transmission de la charge est fait d'un matériau plus épais que celui des raccords tubulaires. 6.- Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pivots (9,10) sont des élé- ments séparés fixés sur le manchon de transmission intermédiaire de la charge (8). 7.- Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pivots (9,10) sont des élé- ments séparés fixés sur les parties de raccord sphériques respectives (6,7). 8. - Joint selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments séparés qui forment les pivots présentent chacun une bride (16) pour leur fixation par soudage. 9.- Joint selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments séparés qui for. ment les pivots présentent chacun un tenon (14) pour leur fixation par soudage. 10. - Joint selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie de raccord sphérique intérieure (7) est munie d'une paire de trous (18) qui permettent d'accéder au manchon pour y introduire les éléments séparés formant les pivots pour la partie de raccord sphérique extérieure (6). 11.- Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pivots (9,10) ne forment qu'une seule pie ce avec les parties de raccord sphériques respectives (6,7). 12.- Joint selon la revendication 11, caractérisé en ce que les pivots sont des bossages formés par poinçonnage, qui s'étendent dans des trous (13) du manchon (8). 13.- Joint selon la revendication 11, caractérisé en ce que les pivots (gslo) sont des trous formés par poin çonnage avec un bord replié qui s'engage dans un trou respectif (13) du manchon (8). 14.- Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pivots (9,10) sont formés par une combinaison d'un bossage sur la partie de raccord sphérique respective et d'une bague soudée sur cette même partie sphérique, concentriquement à ce bossage, et qui s'engage dans un trou respectif (13A,13B) du manchon (8). 13.- Joint selon la revendication 14, caractérisé en ce que la face de révolution externe des bagues (19) et le bord des trous (13A, 13B) sont tronconiques, et en ce que les bagues sont montées dans les trous avant d'être soudées sur les parties de raccord sphériques respectives (6,7), une de celles-ci étant munie d'une paire de trous (21) pour permettre le soudage des bagues de l'autre autour des bossa~ ges de celui-ci.