Brevet FR2520478A1 — publié le 19830729

1. La présente invention concerne les coupleurs auto- obturateurs et, plus particulièrement, les coupleurs auto- obturateurs connectables sous charge de fluide, notamment pour canalisations de fluide réfrigérant. Le raccordement de coupleur sous charge de fluide sous pression pose, indépendamment des problèmes classiques d'étanchéité, des problèmes de limitation et de contrôle des quantités d'air susceptibles d'être emprisonnées entre les moyens de clapet coopérants des éléments mâles et fe- melles lors de la séquence d'accouplement Ce problème est particulièrement aigu en ce qui concerne les fluides réfri- gérants, plus particulièrement les fluorures dits "fréon" utilisés dans les installations de refroidissement ou de climatisation, qui, pour un bon fonctionnement de l'instal- lation, doivent être totalement exempts, dans la mesure du possible, d'air dissous. La présente invention a précisément pour objet de proposer un coupleur auto-obturateur convenant tout parti- culièrement pour ce type d'utilisations, de fonctionnement fiable et efficace et ne laissant qu'une zone unique d'air non contrôlée réduite à une valeur infime, pratiquement négligeable. Pour ce faire, selon une caractéristique de la présente invention, le coupleur auto-obturateur comprend un 2. élément mêle inserrable dans un élément femelle, des moyens de verrouillage à bague des éléments en position accouplée, chaque élément comprenant un moyen de clapet déplaçable entre une position de fermeture de veine de fluide, en butée sous l'action d'un ressort contre un or- gane stationnaire de l'élément de coupleur associé, et une position d'ouverture de veine, à l'encontre de la force du ressort, les moyens de clapet des deux éléments coopérant mutuellement pour s'ouvrir lors de l'accouplement des élé- ments, le moyen de clapet de l'élément mâle comprenant un organe stationnaire central terminé par un plateau frontal droit et un piston annulaire coulissant coopérant avec la face arrière du plateau frontal, l'élément femelle compre- nant un clapet coulissant, disposé centralement et pourvu d'un capuchon d'extrémité coopérant périphériquement avec une partie tronconique interne du corps de l'élément mâle' et susceptible de coopérer, lors de l'accouplement des deux éléments,par la périphérie annulaire de sa face frontale avec la face avant du plateau frontal du moyen de clapet de l'élément femelle. Selon une autre caractéristique plus particuliè- re de l'invention, le moyen de clapet de l'élément mâle, comprend, monté sur la périphérie d'un plateau d'extrémité de clapet formant le capuchon, un joint comportant une face annulaire frontale écartée vers l'avant de la face avant du plateau d'extrémité et une face tronconique périphéri- *que adjacente coopérant normalement, au repos, avec ladite partie tronconique interne du corps de l'élément mâle. Avec cet agencement, lors de la venue en con- tact du capuchon d'extrémité du clapet coulissant central de l'élément mâle avec le plateau frontal stationnaire de l'élément femelle, le joint annulaire monté sur la périphé- rie du plateau d'extrémité de capuchon de l'élément m Ale enferme, entre la face frontale de ce plateau d'extrémité et la face externe adjacente du plateau frontal du moyen de clapet stationnaire de l'élément femelle, une petite épaisseur d'air prisonnier, qui ne peut absolument pas,par - 3. la suite, passer dans le fluide remplissant les veines de passage de fluide du coupleur, laseule zone d'air non con- trôlée susceptible d'être emprisonnée dans le coupleur cor- respondant au jeu annulaire existant entre la périphérie du plateau frontal stationnaire du moyen de clapet de l'élément femelle et l'alésage interne de la partie d'ex- trémité avant du corps de l'élément mâle au travers de la- quelle est inséré le plateau frontal stationnaire de l'élé- ment femelle lors de l'accouplement des deux éléments. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre illustratif mais nullement limitatif faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 représente en coupe longitudinale un coupleur auto-obturateur selon la présente invention et, plus précisément, en demi-vue inférieure, le coupleur en phase d'accouplement, et, en demi-vue supérieure, le-cou- pleur totalement accouplé avec ouverture complète de la veine de passage du fluide interne; et La figure 2 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle de la jonction d'accouplement entre le capuchon de clapet coulissant de l'élément mâle et le pla- teau frontal stationnaire du moyen de clapet de l'élément femelle. Comme on le voit sur la figure 1, le coupleur se- lon l'invention comprend essentiellement un élément femelle 1 et un élément mâle 2 De façon plus spécifique, l'élé- ment femelle comprend un corps femelle 3, susceptible d'être couplé par un adaptateur 4 à un élément de circuit du flui- de sous pression, par exemple de circuit de réfrigérant, l'élément mâle 2 comprenant un corps mâle 5, susceptible d'être couplé par l'intermédiaire d'un adaptateur 6 à un autre élément du circuit de fluide sous pression L'élément femelle 1 comporte également une douille de verrouillage externe 7 comprenant un taraudage coopérant avec un fileta- ge externe 8 du corps môle 5 Dans l'élément femelle 1 est 4. disposé un moyen de clapet comprenant un plateau station- naire central 9 formant siège et un piston annulaire cou- lissant 10 formant clapet Le plateau frontal 9 est porté -par une tige centrale 11 sertie à son extrémité dans des ailettes radiales 12 Le piston 10 coulisse dans un alé- sage 12 du corps femelle 3 avec interposition d'un joint périphérique 13 Le piston 10 est sollicité vers l'exté- rieur contre la face arrière 14 du plateau 9 par un res- sort 15 portant contre les ailettes 12 Le piston 10 com- porte également, à son extrémité avant, un joint annulai- re 16 dont la partie intérieure de la face avant porte contre la face arrière 14 du plateau 9 pour assurer l'étan- chéité lorsque les éléments sont désaccouplés. L'élément mâle 2 comporte similairement un moyen de clapet interne constitué d'un plateau d'extrémité 17 formant un capuchon de clapet 18 à l'extrémité d'une tige 19, cet ensemble étant toutefois monté coulissant dans des ailettes 20, comme on le voit sur la droite de la fi- gure 1, contrairement au système stationnaire central de l'élément femelle 1. Comme on le voit mieux sur la figure 2, le capu- chon 18 comprend, rapporté sur le plateau d'extrémité 17 de la tige 19, un joint périphérique 21 en matériau élas- tique, par exemple en élastomère, définissant une face annulaire avant 22 prolongée radialement vers l'extérieur par une face périphérique tronconique 23 La face annulai- re avant 22 est écartée vers l'avant-de la face externe du plateau d'extrémité 17 de façon que, dans la configura- tion de contact d'accouplement représentée sur la figure 2, il existe, entre les faces externes en regard du pla- teau d'extrémité 17 du moyen de clapet coulissant de l'élé- ment mâle et du plateau frontal 9 stationnaire du moyen de clapet de l'élément femelle, une chambre fermée 24 de fai- ble épaisseur renfermant une quantité d'air prisonnier ré- sultant de la phase d'accouplement des deux éléments,cet air prisonnier ne pouvant en aucun cas s'échapper dans les conduites intérieures définies par les éléments indé- 25201,78 5. pendamment, dans une large mesure, des problèmes d'aligne- ment des moyens de clapet des deux éléments du coupleur ou des problèmes de qualité d'usinage des plateaux d'extrémi- té, au contraire de ce qui se passerait par exemple si l'un des plateaux était simplement équipé par surmoulage d'un voile de matériau élastomère. Le capuchon de clapet 18 est normalement sollici- té vers l'extérieur par un ressort 25 prenant appui sur les ailettes 20 et tendant donc, au repos, c'est-à-dire en po- sition désaccouplée, à faire porter la face tronconique périphérique 23 du joint 21 contre une partie tronconique interne 26 de la partie d'extrémité avant 27, du corps mâle Cette dernière comporte, au voisinage de son extrémité avant, un joint annulaire 28 venant porter, en configura- tion de plein accouplement du coupleur, avec la face fron- tale annulaire 29 de l'extrémité avant amincie du corps fe- melle 3 Entre le joint 28 et la partie tronconique interne 26 l'extrémité avant 27 du corps mâle 5 définit un alésage de diamètre réduit 30 de diamètre très légèrement supérieur au diamètre périphérique externe du plateau stationnaire 9 du moyen de clapet de l'élément femelle 1, de façon à permettre, lors de l'accouplement, le passage du plateau stationnaire 9 à l'intérieur du chenal de fluide de l'élé- ment mâle 2 tout en ménageant un très faible jeu périphé- rique 31 entre le plateau stationnaire 9, l'alésage 30 et les joints 16 et 21 Comme évoqué plus avant, cette petite zone de jeu constitue la seule zone d'air emprisonné non contrôlée susceptible de passer dans le fluide traversant le coupleur en position d'accouplement. Comme on le voit sur la figure 1, en début de pha- se d'accouplement, le plateau stationnaire 9 vient porter contre le joint 21, repoussant donc le capuchon 18 vers l'arrière à l'encontre du ressort 25, le piston 10 demeu- rant plaqué contre la face arrière du plateau 9 par le ressort 15 Un complément d'enfoncement de l'élément mâle dans l'élément femelle, comme figuré par la flèche 33, amène la zone annulaire 34 entre le joint 28 et l'alésage 6. 31 de la partie d'extrémité avant 27 du corps mâle 5 à porter contre la partie externe de la face avant du joint annulaire 16 du piston 10, en repoussant donc ce dernier à l'encontre du ressort 15 et en le séparant du plateau stationnaire 9, l'insertion plus avant du corps mâle 5 dans le corps femelle 3 amenant corrélativement le joint 21 àèse séparer de la partie tronconique interne 26 du corps màle, ouvrant ainsi un passage de fluide au travers du coupleur comme représenté sur la demi- vue supérieure de la figure 1, le vissage s'effectuant jusqu'à ce que le joint 28 du corps mâle vienne porter contre l'extrémité avant 29 du corps femelle 3. Le joint 21 peut être surmoulé sur la périphérie du plateau d'extrémité 17 du moyen de clapet coulissant mêle mais comme on le voit sur la figure 1, le joint 21 sera de préférence bridé entre le plateau 17 et une pièce rapportée arrière 35, sertie ou vissée sur la tige 19, le joint 21 comprenant à cet effet une semelle s'étendant radialement vers l'intérieur 36. Quoique la présente invention ait été décrite avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 7. REVENDICATIONS 1 Coupleur auto-obturateur, comprenant un élé- ment mâle insérable dans un élément femelle, des moyens de verrouillage à bague des éléments en position accouplée, chaque élément comprenant un moyen de clapet déplaçable en- tre une position de fermeture de veine de fluide, en butée sous l'action d'un ressort contre un organe stationnaire, et une position d'ouverture de veine, à l'encontre de la sollicitation du ressort, les moyens ce clapet des deux éléments coopérant mutuellement pour s'ouvrir lors de l'accouplement des éléments, caractérisé en ce que le moyen de clapet de l'élément femelle ( 1) comprend un orga- ne stationnaire central terminé par un plateau frontal droit ( 9), le moyen de clapet de l'élément mâle ( 2) comprenant un clapet coulissant ( 18, 19) disposé centralement et pourvu d'un capuchon d'extrémité ( 18) coopérant périphéri- quement avec une partie tronconique interne ( 26) du corps (-5) de l'élément màle ( 2), le capuchon coopérant égale- ment par la périphérie annulaire de sa face frontale avec la face avant du plateau frontal stationnaire ( 9) de l'élé- ment femelle ( 1). 2 Coupleur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'il comprend, monté sur la périphérie du pla- teau d'extrémité ( 17) de capuchon ( 18), un joint élastique ( 21) comportant une face avant annulaire ( 22), écartée vers l'extérieur de la face avant ( 24) du plateau d'extré- mité ( 17), et une face tronconique périphérique adjacente ( 23). 3 Coupleur selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que le joint ( 21) est monté sur le plateau d'ex- trémité ( 17) par bridage entre le plateau ( 17) et un élé- ment rapport ( 35) fixé sur le moyen de clapet mâle. 4 Coupleur selon la revendication 2 ou la reven- dication 3, caractérisé en ce que le piston annulaire ( 10) de l'élément femelle ( 1) comprend, rapporté sur sa face d'extrémité extérieure, un joint ( 16) présentant une surfa- ce annulaire d'appui dont une partie est susceptible de B 8 2520478 coopérer en contact étanche avec la face arrière du plateau frontal stationnaire ( 9) et dont une autre partie est susceptible de coopérer en contact étanche avec une partie de bord avant annulaire ( 34) du corps ( 5) de l'élément mâle ( 2). Coupleur selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que le diamètre externe du plateau frontal sta- tionnaire ( 9) est très légèrement inférieur au diamètre interne de la zone ( 30) du corps ( 5) de l'élément mâle ( 2) formant ledit bord avant ( 34). 6 Coupleur selon la revendication 4 ou la re- vendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité avant ( 27) du corps ( 5) de l'élément mâle ( 2) comporte un joint ( 28) susceptible de coopérer, en position d'insertion com- plète du coupleur-, avec le bord avant ( 29) du corps ( 3) de l'élément femelle ( 1). 7 Coupleur selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé-en ce que le capuchon ( 18) du moyen de clapet de l'élément mâle ( 2) est solidaire d'une tige centrale ( 19) coulissant axialement dans l'élément mâle ( 2). 8 Coupleur selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le plateau frontal stationnai- re ( 9) est solidaire d'une tige ( 11) fixée centralement dans l'élément femelle ( 1).