Brevet FR2558927A1 — publié le 19850802

Perfectionnement aux raccords rapides à verrouillage par billes Les raccords rapides à verrouillage par billes sont connus depuis de nombreuses années. Le système de verrouillage entre l'élément mâle k et l'élément femelle 2 comporte essentielle~ ment des billes 3 logées et serties tout en restant mobiles dans des perçages radiaux 4 de l'embout cylindrique de l'été ment femelle, une gorge 5 de section en général trapézoïdale dans la surface périphérique de leélément male, les billes de l'élément femelle venant en position de raccordement en face de la gorge de l'élément male et une bague 6 coulissant à la périphérie de l'élément femelle pour venir repousser les billes radialement pour les mettre en saillie par rapport à la surface intérieure de l'élément femelle et les engager par une calotte sphérique d'une hauteur voisine du tiers du rayon dans la gorge de l'élément mâle. Pour le déverrouillage, un suralésage 7 prévu dans la surface interne de la bague est amené en face des billes qui peuvent être repoussées dans ce suralésage pour être dégagées de la gorge.La saillie de la bille à l'intérieur de la gorge de l'élément mâle est toujours modérée puisque la bille doit être sertie dans son perçage radial, ce qui limite l'amplitude de son déplacement à une fraction de l'épaisseur de paroi de l'embout femelle et, de plus, pour maintenir la bague contre un déverrouillage accidentel, sa surface interne présente une gorge 8 d'alésage plus faible dans laquelle viennent retomber les billes 3 en position de verrouillage, ce qui réduit encore leur saillie dans la gorge de l'élément male en position de verrouillage. La bille prend donc appui sur le bord périphérique de la face, dirigée vers le plan de raccord, de la gorge 5 de l'embout mâle par un point d'un petit cercle et la tangente au grand cercle méridien passant par le point de contact fait un angle de 40 à 500 avec l'axe du raccord. Pour avoir un appui sensiblement perpendiculaire de la bille sur la surface de la gorge, la gorge est trapézoldale et la surface tronconique sur laquelle s'effectue l'appui présente un angle au sommet sensiblement de même valeur. Dans un tel raccord, le verrouillage doit résister à la force F qui tend à séparer l'élément femelle de l'élément mâle et qui est égale à la section utile du raccord multipliée par la pression du fluide transporté.Cette force est répartie sur le nombre de billes du raccord qui est réduit pour des questions d'encombrement et de répartition des logements pour les billes dans la section de l'élément femelle, ce nombre (n) étant le plus souvent de trois mais pouvant aller jusqu'à six et cette fraction F de la force, divisée par le cosinus de l'angle (oC) donne n la pression P exercée ponctuellement par la bille à haute dureté sur la surface de la gorge de l'élément mâle. Mais dans tous les cas il se produit un marquage de cette surface dit "billage" ou "brinelling" d'autant plus intense que la dureté superficielle de la gorge est plus faible et cette déformation mécanique peut aboutir à une mise hors service de l'élément mâle. Afin de retarder ce phénomène, il convient de dire qu'il existe des raccords à gorge toroidale dans lesquels les billes appuient sur un petit arc, ce qui retarde quelque peu le billage responsable de matage et d'augmentation des jeux. Le même phénomène se rencontre dans les raccords où. le verrou il lage s'effectue également par un organe à contact quasi-ponctuel. Or les raccords de ce type sont utilisés pour le transport de fluide les plus divers et certains fluides ne sont compatibles qu'avec certains matériaux. C'est ainsi par exemple que le laiton est le métal préférentiel dans les canalisations de transport de l'oxygène et de l'acétylène sous pression, l'oxygène pouvant provoquer une oxydation rapide allant jusqu'à la combustion spontanée avec des métaux ferreux. il est de même connu que de nombreuses substances chimiques ne peuvent etre mises au contact de certains matériaux. Enfin pour des applications spéciales des questions de poids obligent à utiliser des alliages légers pour la réalisation des raccords rapides. En conséquence, pour de multiples applications telles que le soudage, l'industrie chimique et pétrochimique, l'agroalimentaire, l'industrie atomique, l'aéronautique, etc. le matériau constitutif de l'embout mâle du raccord ne peut pas être choisi simplement avec une dureté superficielle élevée pour éviter le phénomène du billage et,suivant certaines spécificatlons,on peut être contraint à le réaliser en un matériau relativement tendre. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et le raccord rapide à verrouillage par billes ou similaire, conforme à l'invention, est caractérisé en ce que l'élément mâle présente une gorge dont au moins la surface de la gorge sur laquelle viennent prendre appui les billes au cours du verrouillage, est réalisée en un matériau plus dur que la partie de l'élément male venant au contact du fluide transporté. La gorge étant voisine de l'extrémité libre de l'élément mâle, elle peut être réalisée dans un manchon en un matériau dur engagé sur un décolletage périphérique de l'extrémité du nez de l'élément mâle et maintenu par un sertissage. Il est également possible d'engager le manchon sur une chemise en le matériau constituant l'élément mâle du raccord et présentant un épaulement radial terminal, la partie de cette chemise qui se trouve au delà du manchon étant engagée dans un suralésage de l'élément mâle et soudée, par collage, brasure ou similaire avec l'élément mâle. Lorsque l'élément mâle du raccord est réalisé par moulage ou frittage le manchon peut être incorporé sous forme d'un insert mis en place dans le moule. On décrira plus en détail l'invention ci-après avec référence au dessin ci-annexé dans lequel : La Figure 1 est une vue en coupe axiale d'ensemble d'un raccord rapide de type connu; la figure 2 est une vue de détail de la partie assurant le verrouillage dans un raccord selon un premier mode de réalisation de l'invention et la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 pour un se cond mode de réalisation de l'invention. Dans les figures 2 et 3 les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que dans la figure 1. Dans les deux modes de réalisation et conformément à l'invention la gorge 5 de l'élément mâle est réalisée dans la périphérie d'une bague 10 qui peut être en acier traité ou autre matériau à haute dureté superficielle et la forme de la gorge qui est représentée trapézoidale peut être toroïdale. Dans le mode de réalisation de la figure 2, l'extrémité de l'élément mâle 1 est décolletée en 11 sur une longueur légèrement supérieure à celle de la bague 10 qui présente un logement alésé interne à son extrémité dirigée vers le joint. L'extrémité de la partie 11 de l'élément mâle est sertie en 12 pour venir dans ledit logement alésé et solidariser ainsi le manchon 10 avec l'élément mâle. La surface d'extrémité de l'élément mâle peut être surfacée et polie après le sertissage, cette partie sertie devant être suffisamment recourbée afin de ramener le métal de base au contact du joint. Dans le mode de réalisation de la figure 3, l'extrémité de l'élément mâle 1 dont l'embout est raccourci, est alésée en 13 avec un léger redan en 14 pour le logement d'une bague de brasure 15. Une chemise 16 réalisée dans une nuance de métal convenant au fluide et identique au matériau constituant l'olive, par exemple dans le cas des installations de soudage en laiton, présente un diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur de l'alésage 13 et du manchon 10. Cette chemise 16 présente à son extrémité un collet 17 formant épaulement périphérique pour la face latérale extérieure du manchon 10. La longueur de la chemise est telle qu'après emboitement le manchon 10 soit serré sans jeu entre la face terminale de l'élément male 1 et la face en regard du collet 17. L'élément male est ensuite chauffé pour faire fondre la brasure 15 et, éventuellement, traiter thermiquement l'acier constituant le manchon 10. Revendications l.Un raccord rapide à verrouillage par billes ou éléments similaires dans lequel le verrouillage est assuré par la mise en saillie, sur la surface interne de l'embout cylindrique de l'élément femelle (2), des billes (3) ou éléments similaires solidaires de cet élément femelle qui viennent s'engager dans une gorge périphérique (5) de l'embout de l'élément mâle (1), caractérisé en ce qu'au moins la surface de la gorge (5) sur laquelle viennent prendre appui les billes (3) au cours du verrouillage, est réalisée en un matériau plus dur que la partie de l'élément mâle venant au contact du fluide transporté. 2. Un raccord rapide selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge (5) est réalisée dans un manchon (10) en un matériau dur engagé sur un décolletage périphérique (11) de l'extrémité du nez de l'élément mâle et maintenu par un sertissage (12). 3. Un raccord rapide selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge (5) est réalisée dans un manchon (10) qui est engagé sur une chemise (16) en le matériau constituant l'élément mâle du raccord et présentant un épaulement radial terminal (17), la partie de cette chemise qui se trouve au delà du manchon (10) étant engagée dans un suralésage (13) de l'élément mâle et soudée, par collage, brasure (15) ou similaire avec l'élément mâle. 4. Un raccord rapide selon la revendication 1 -dans lequel l'élément maie du raccord est réalisé par moulage ou frittage, caractérisé en ce que la gorge (5) est réalisée dans un manchon (10) qui est mis en place dans le moule pour former un insert incorporé dans l'embout de l'élément mâle.