Brevet FR2579716A1 — publié le 19861003

La présente invention concerne les raccords rapides. Plus précisément, elle concerne les raccords de tubes dans lesquels l'extrémité d'un tube peut être repous- sée dans un embout fileté et peut être retenue fermement sans pourvoir être retirée si bien que le raccordement rapide du tube en position utile dans un circuit pneumatique hydraulique est facile. Les tubes pneumatiques ou hydrauliques ont de nombreuses applications dans les machines-outils, les véhi- cules automobiles et dans de nombreux autres domaines. Dans de nombreuses installations, il est souhaitable de pouvoir raccorder rapidement et efficacement le tube. Lors- qu'on doit utiliser des clés ou d'autres outils pour le raccordement, beaucoup de temps est perdu et les joints ne sont pas toujours étanches à moins que l'ouvrier travail- le avec beaucoup d'expérience et de soin. Lors de la mise en place d'un tube dans des chaines de montage, par exemple un tube de transmission d'automo- bile, de circuit de refroidissement ou de chauffage, la vitesse de montage et la qualité obtenue sont essentielles. L'invention concerne un ensemble de raccordement dans lequel l'extrémité du tube peut être introduite et poussée, le tube étant retenu instantanément et ne pouvant pas être retiré, tout en donnant une étanchéité excellente. L'invention concerne aussi un raccord de tube qui permet la rotation du tube et un certain déplacement angu- laire sans perturbation du joint, et elle concerne aussi une structure dans laquelle plus la pression augmente et plus la qualité de l'étanchéité est bonne. Elle concerne aussi un raccord de tube permettant une connexion par simple enfoncement, pouvant être décon- nectée par manipulation convenable de l'un des éléments sans détérioration du tube. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- 36 tion ressortiront mieux de la description qui suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un raccord selon l'invention et d'un tube; la figure 2 est une élévation latérale d'un élément de verrouillage en forme de coin du raccord; la figure 3 est une vue de bout de l'élément de verrouillage; la figure 4 est une élévation latérale d'un élément formant le corps du raccord; la figure 5 est une élévation latérale d'un élément formant un piston et un manchon dans le raccord selon l'in- vention; la figure 6 est une élévation latérale du capuchon de retenue du raccord; la figure 7 est une vue de bout du capuchon de la figure 6; la figure 8 est une coupe du capuchon d'extrémité du raccord; et la figure 9 est un élément rapporté formant enclume utilisé avec un tube mou. Les figures 1 et 4 représentent un corps 20 de raccord ayant un col fileté 22 délimitant un passage 23, un épaulement 24, une cavité 25 délimitant un gradin, et une partie élargie 26, avec une surface externe hexagonale et une cavité interne cylindrique 27. Un épaulement 28 est formé avec une inclinaison de 9 , entre les cavités 25 et 27. Un prolongement cylindrique 29 s'élargit au niveau d'un épaulement 30 qui délimite un flasque dont l'extrémité a un chanfrein 32. Le corps 20 peut être formé de métal ou d'une matière plastique dense. Un capuchon 40 de retenue qui peut être enclenché Plastiquement et qui est représenté sur les figures 1 et 6 à 8, a un corps ayant une ouverture 42 de passage de tube qui débouche vers une cavité sphérique 44 aboutissant, dans sa partie la plus grande, à un épaulement 46. Le diamètre interne du capuchon augmente, après l'épaulement 46, comme l'indique la référence 48. Des encoches diamétralement oppo- sées 50 permettent une flexion de la périphérie du capuchon lors du montage et du démontage. Ce capuchon 40 de retenue est de préférence formé de matière plastique moulée ayant une caractéristique de conservation de sa configuration mais suffisamment souple pour qu'elle puisse fléchir et permette un montage par enclenchement élastique et un démon- tage par écartement. Un troisième élément de l'ensemble est formé par l'élément 60 formant un coin de verrouillage et un presse- garniture, représenté en coupe sur la figure 1. Une éléva - tion latérale et une vue de bout sont indiquées sur la figure 2 et la figure 3. Cet élément 60 a une partie 62 d'extrémité formant un segment de sphère, ayant une surface sphérique 64 tronquée à une extrémité 66 et formant, à l'endroit de plus grande dimension, un épaulement 68 dans un plan transversal à l'axe de l'élément. Une partie tonconique 70 est disposée axialement à partir de l'épaulement 68. Un passage 72 d'un tube est formé dans la partie 70 et il s'évase vers l'extérieur en 74, avec un angle de 2 environ. La partie 70 formant le prolongement a quatre fentes axiales permettant à cette partie d'être serrée sur un tube de retenue comme décrit dans la suite. Cette partie 62 peut aussi être formée de matière plastique moulée. Un quatrième élément de l'ensemble est aussi formé d'une matière plastique moulée et peut être appelé piston- manchon 80, et il est représenté en coupe sur la figure 1 et en élévation sur la figure 5. Cet élément a deux par- ties tronconiques 82 placées dos à dos et séparées par une gorge 84 de logement d'un joint tonique 112. Les parois des cônes font un angle d'environ 5 avec l'axe, dans un but décrit dans la suite. Une cavité cylindrique 86 formée à une première extrémité aboutit à un épaulement 88, à l'extrémité interne duquel commence un? cavité tronconique aboutissant à l'autre extrémité. L. cavité 86 est des- tinée à loger un joint torique 110 et La cavité tronconique 90 est destinée à loger l'extrémité tronconique 70 de l'élément 62 dont elle a la configuration. Le manchon 80 est formé d-'une matière plastique qui peut se dilater cir- conférentiellement lorsqu'elle est repoussée vers l'extérieur par les parties tronconiques coopérantes. Un cinquième élément du raccord est une bague métal- lique fermée 100 de retenue représentée en coupe sur la figure 1. Cette bague a une lèvre 102 repliée vers l'exté- rieur, ayant un coin effilé 104 qui vient griffer la surface d'un tube introduit et empêche son extraction. On se réfère maintenant à l'ensemble représenté sur la figure 1. Les éléments 20, 40, 60, 80 et 100 peuvent tous être préalablement montés les uns sur les autres. Les joints toriques 110 et 112 sont montés préalablement sur le piston 80 comme représenté et l'anneau 100 et le piston sont introduits dans la cavité 27 du corps 20. L'extrémité tronconique 70 du coin de verrouillage 60 est alors intro- duite dans la cavité 90 du piston 80. Le cas échéant, la partie 60 peut être préalablement montée dans le piston 80. Le capuchon 40 à enclenchement élastique est alors poussé sur le corps 20 afin que l'ouverture tronconique 48 vienne s'écarter sur l'extrémité tronconique 32 et que les épaule- ments 30 et 46 viennent coopérer et empêchent alors l'extrac- tion. Les différents éléments décrits peuvent être facilement montés à la main. Lorsque les éléments montés sont dans la position indiquée sur la figure 1, un tube 120 peut être poussé dans l'orifice 72, 74 de l'élément 60 et dans le joint torique placé dans le piston 80. Le tube doit avoir des coins lisses afin qu'il ne puisse pas griffer le joint torique 110. Le tube passe alors dans le trou formé dans l'organe de retenue et une introduction plus importante est empê- chée par l'épaulement 24. L'anneau 100 vient au contact de l'épaulement incliné 28 si bien que l'anneau a tendance à s'ouvrir un peu pendant l'introduction du tube. Tout type de tube peut être utilisé, par exemple un tube métallique, de matière plastique, de caoutchouc, etc., mais il ne doit pas avoir des bords nets à l'extrémité qui doit être intro- duite et il doit avoir une surface raisonnablement lisse. Lorsque le tube a été introduit, il est verrouillé en place par l'anneau 100 et l'étanchéité est assurée par le joint torique 110. Pendant l'introduction, l'anneau 100 peut venir au contact de l'épaulement tronconique 28 comme décrit précédemment. Toute extraction du tube met l'anneau 100 au contact du piston qui, lorsqu'il est repoussé vers l'arrière, vient coopérer avec effet de came avec l'extré- mité tronconique 70 du coin 60 et assure un serrage des différents éléments, les surfaces sphériques complémentaires 44 et 64 venant en contact intime. En outre, la pression pneumatique ou hydraulique agit sur le piston du manchon et serre les différents éléments de la même manière lorsque le tube est tiré. La faible inclinaison de l'ouverture 74 de l'élément 60 et la forme conique du piston du manchon ainsi que les surfaces sphériques permettent un écart du tube de 5 dans toutes les directions si bien que le raccord absorbe les vibrations et les contraintes dues à des défauts d'alignement. En d'autres termes, le joint peut tourillonner d'une manière limitée. En outre, le joint torique 112 est un joint dyna- mique dans le sens o le tube peut se déplacer angulairement et le tube peut aussi tourner avec les éléments concernés. Ainsi, le raccord est du type à enfoncement qui facilite un montage rapide sur une chaîne de montage par exemple, sans que des outils soient nécessaires. Lorsqu'une force de traction est appliquée au tube ou lorsqu'une pression interne est présente, les presse-garniture (le piston 80, le joint torique 112 et l'élément 60 se referment autour du piston en créant une force de frottement contre le tube dur et une force de compression appliquée au tube mou. Toute force de traction ou pression provoque un serrage de l'élément sphérique 60 autour du tub. par l'intermé- diaire de la surface sphérique 62 et des parties coniques des éléments 60 et 80. Ces forces repoussent aussi le joint torique 112 contre la paroi de la cavité 27 et resserrent encore le joint torique 110 contre le tube. Lors de l'utilisation d'un tube mou, un élément rapporté 120 formant enclume de renforcement, représenté sur la figure 9, est utilisé à l'extrémité du tube avant son introduction dans le raccord. L'anneau 100 est libre dans l'ensemble avant introduction du tube, mais l'extrémité du tube trouve l'ouverture de l'anneau et le ramène contre l'épaulement tronconique lorsque le tube est poussé dans l'anneau. Il faut noter que le tube, lorsqu'il a été introduit, ne peut pas être retiré sans destruction de l'extrémité bloquée. Cependant, le capuchon 40 peut être retiré par écartement des côtés de part et d'autre des fentes 50 afin que les épaulements 30, 46 soient séparés et que le capuchon puisse être retiré. Les éléments 60 et 80 peuvent alors être retirés et J'anneau 100 est retiré. Le tube peut alors être réutilisé par montage d'un nouvel anneau de blocage et exécution de;3 opérations déjà décrites précédemment. REVENDICATIONS 1. Raccord rapide destiné à des tubes et dans lequel un tube peut être poussé et verrouillé de manière étanche, ledit raccord étant caractérisé en ce qu'il comprend (a) un corps (20) ayant un dispositif de raccordement (22) à une première extrémité et une cavité cylindrique (27) ouverte à l'autre extrémité, (b) un piston (80) en forme de manchon, placé dans la cavité et coopérant de façon étanche à sa partie externe avec cette cavité (27) et à sa partie interne avec un tube introduit, le piston ayant une cavité conique interne (90) tournée vers l'extrémité ouverte de la cavité cylindrique (27), (c) un presse-garniture (60) ayant une partie exter- ne conique destinée à pénétrer dans la cavité conique interne (90) et une partie (64) en forme de segment de sphère ayant uâe surface sphérique externe opposée à la partie conique externe, et (d) un capuchon de retenue (40) destiné à coopérer axialement avec le corps et ayant une surface sphérique interne (44) destinée à coopérer avec la surface sphérique du presse-garniture (60). 2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (20) et le capuchon de retenue (40) ont des épaulements circonférentiels opposés (30,46) des- tinés à coopérer par enclenchement élastique. 3. Raccord selon la revendication 2, caractérisé en ce. que le piston (80) a une cavité.nterne annulaire à une première extrémité et une cavité externe annulaire (84) placées pratiquement au centre de la longueur du manchon et un joint torique (112) placé dans chacune des cavités interne et externe. 4. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (80) a une forne externe délimitée par un double tronc de cône (82) dont La plus grande dimen- sion se trouve au centre du piston et dont le diamètre diminue vers les extrémités. 5. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie conique externe (70) du presse-garniture (60) est fendue axialement. 6. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une bague de blocage (100) est placée dans la cavité à extrémité ouverte formée dans le corps entre un épaulement radial (28) formé dans le corps et l'extrémité interne du piston (80), l'anneau ayant un bord annulaire interne (104) destiné à se bloquer dans la surface d'un tube introduit. 7. Raccord selon la revendication 6, caractérisé en ce- que l'épaulement radial (28) formé dans le corps a une forme troncorique s'évasant vers l'extérieur, afin qu'il forme un épaulement tronconique d'appui pour la bague de blocage (100) pndant l'introduction d'un tube dans le raccord.