Brevet FR2578951A1 — publié le 19860919

La présente invention concerne un raccord qui comprend deux éléments, l'un mâle et l'autre femelle, qui peuvent être raccordés l'un à l'autre et déconnectés. Les raccords qui peuvent être raccordés et déconnectés sont disponibles en nombreux types différents et en grands nombres. Le rôle de ces raccords est d'assurer des connexions, par exemple hydrauliques, dans des appareillages de trans- mission d'énergie, d'alimentation et analogue. On a déjà dé- crit diverses dispositions des éléments du raccord comprenant des manchons protecteurs destinés à empêcher la pénétration de saletés, d'impuretés et de particules étrangères à l'intérieur. des éléments du raccord. On connait aussi déjà un arrangement dans lequel les éléments du raccord sont connectés de diverses manières, par exemple de manière qu'ils possèdent une fonction de raccordement rapide, qu'ils mettent en oeuvre des acces- soires mécaniques ou hydrauliques d'accouplement, etc. Lorsque plusieurs connexions doivent être réalisées, il est nécessaire qu'une connexion puisse être réalisée simul- tanément de manière rapide et efficace et pratiquement sans fuite. Il est aussi commode que chaque élément du raccord soit tel qu'il puisse fonctionner en présence de saletés et d'impu- retés. L'invention concerne un raccord multiple qui résout le problème précité. Ce qui constitue la caractéristique es- sentielle du raccord selon l'invention est que chaque élément contient un certain nombre d'ensembles placés les uns le long des autres et qui, lorsque les éléments sont raccordés, peu- vent coopérer avec des ensembles compatibles de l'autre élé- ment. Une autre caractéristique est que chaque ensemble a un canal subordonné de fluide et des dispositifs destinés à ouvrir et fermer le canal de fluide suivant la nature de la c ollion avec l'élément compatible se trouvant dans l'au- tre élément lorsque les deux éléments sont raccordés et décon- nectés. Une troisième caractéristique est que chaque paire d'ensembles coopérants, dans les éléments, est disposée, lors- que les éléments sont dans leur position de raccordement, de malni.e que, avec leurs canaux subordonnés de fluide, ils constituent un canal commun qui peut être réalisé prati- quement sans fuite et qui peut être séparé de manière étanche des canaux communs formés par les autres paires d'ensembles. Une quatrième caractéristique est que les éléments mâle et femelle sont disposés de manière qu'ils permettent le raccordement dans des positions prédéterminées en rotation. Enfin, l'invention se caractérise en ce que l'un au moins des éléments et de préférence les deux contiennent un manchon protecteur qui peut être déplacé par rapport aux ensembles de chaque élément et ayant une partie d'extrémité comportant des trous transversaux disposés de manière que, lorsque le manchon protecteur est dans une position initiale, la partie d'extrémité entoure étroitement les parties externes des ensembles et/ou des dispositifs. Le manchon protecteur précité est de préférence dis- posé de manière qu'il puisse être déplacé malgré la force de rappel d'un ressort. En outre, la surface externe de la partie d'extrémité et les surfaces d'extrémités des ensembles sont disposées de manière qu'elles constituent une surface sensi- bement plate d'extrémité de l'élément de raccord considéré. Dans un mode de réalisation préféré, l'élément femelle contient des billes de guidage qui dépassent dans une surface de guidage de l'élément mâle, placée sur l'élément femelle. L'élément mâle a à cet effet des gorges de guidage qui coopèrent avec des éléments sphériques sur chaque bille de guidage. Les billes de guidage sont régulièrement répar- ties autour de la circonférence et sont dans ce cas en nombre au moins égal à trois. Deux billes ou plus peuvent être pla- cées]'une après l'autre dans la direction longitudinale de l'élément femelle en chaque point de guidage le long de la circonférence. Chaque bille de guidage est de préférence pla- c6e dans un trou qui débouche au niveau de la surface de guidage sur l'élément femelle par l'intermédiaire d'une ou- verture dont le diamètre est inférieur à celui de la bille de guidage. Chaque bille de guidage est retenue dans des trous à l'aide d'un dispositif de blocage, par exemple une vis de blocage qui peut être formée a cet effet avec une surface de forme creuse par laquelle le dispositif de blocage peut coopérer avec la bille de guidage. Chaque ensemble d'un élément mâle et,/. peut avoir des dispositifs d'élimination de pression dis- posés afin que le raccordement soit facilité. L'invention permet la réalisation simultanée d'au moins deux connexions, d'une manière efficace, à l'aide des éléments du raccord. Lorsque le nombre de canaux de fluide est important, la connexion des éléments du raccord est réalisée à l'aide de dispositifs hydrauliques, mécaniques ou équivalents d'accouplement d'un type connu. Les ensembles qui sont montés en série ou en parallèle, sont disposés de manière que chaque canal commun puisse être formé sans fuite. Lorsque des dispositifs d'élimination de pression sont dis- posés dans l'ensemble concerné ou dans les deux ensembles dans chaque gorge d'ensemble, il est possible que les forces de raccordement soient considérablement réduites. Le manchon protecteur réalisé spécialement assure une étanchéité effi- cace dans chaque élément lorsqu'il est déconnecté, et le man- chon peut être disposé de manière qu'il soit manoeuvré contre la force de rappel d'un seul dispositif à ressort. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexes sur lesquels: la figure 1 est une élévation latérale d'un élément fcm.leC] d'un raccord multiple; la figure 2 est une vue de bout de l'élément femelle de la figure 1; la figure 3 est une élévation latérale de l'élément mâle d'un raccord multiple; la figure 4 représente l'élément mâle de la figure 3; la figure 5 est une coupe longitudinale d'un ensemble contenu dans l'élément femelle et destiné à être monté dans l'élément femelle le long d'ensembles de construction iden- tique; la figure 5a est une coupe longitudinale des parties de l'ensemble de la figure 5 qui sont différentes dans le cas des ensembles contenus dans l'élément mâle des figures 3 et 4; la figure 6 est une coupe longitudinale de du: is montrant comment l'élément femelle contient une bille de gui- dage de l'élément mâle; et les figures 7a et 7b montrent comment l'élément maie est réalisé avec des gorges axiales grâce auxquelles cet élé- ment peut coopérer avec la bille de guidage. La référence 1 est utilisée sur les figures 1 et 2 pour la désignation de l'élément femelle d'un raccord mul- tiple. L'élément femelle a un certain nombre d'ensembles 2, six dans le cas représenté, montés parallèlement et ayant des constructions identiques. L'élément femelle contient un volet protecteur 3 réalisé avec une partie 3a d'extrémité décrite plus en détail dans la suite du présent mémoire. La figure 3 représente un élément mâle 4 ayant un certain nombre d'ensembles5 placés parallèlement et faisant partie d'un raccord multiple. Le nombre d'ensembles 5 de l'élément mâle correspond au nombre d'ensembles de l'élément femelle. L'élément mâle peut aussi avoir un volet protecteur 6 dont la partie d'extrémité porte la référence 6a. Les ensembles des éléments mâle et femelle sont com- patibles et ont une construction telle que, entre autres choses, les extrémités libres des ensembles diffèrent de la manière suivante. La figure 5 représente laconstruction des ensembles de l'élément femelle et la figure Sa le principe de construction de chaque ensemble de l'élément mâle. Chaque ensemble de l'élément femelle est d'un type qui contient un manchon interne ou manchon d'étanchéité 7 qui peut se déplacer lonqitudinalement. Le manchon interne 7 est déplacé vers sa position d'étanchéité par un ressort cylindrique 8. Le boîtier 9 a une partie creuse 9a de forme cylin- drique à l'extérieur de laquelle est formé un filetage 10. Le manchon 7 est disposé à l'intérieur de la partie 9 et comporte un espace 1] destiné à loger des joints d'étanchéité (qui ne sont pas représentés spécifiquement) qui assurent l'étanchéité entre l'extérieur du manchon et la surface interne de la partie 9a. Un ensemble 12 est placé au centre de l'élément femelle et peut se déplacer longitudinalement, dans sa direction longitudinale. L'axe longitudinal de l'ensemble coincide avec l'axe longitudinal 13 du bottier. L'ensemble a, à sa première extrémité, un premier élément 14 d'étanchéité et, à sa seconde extrémité, un second élément 15 d'étanchéitoé. Le premier élément 14 d'étanchéité coopère avec un siège fixe 9b formé sur le boîtier. Le second élément 15 d'étan- chéité coopère avec lemanchon 7 d'étanchéité afin qu'il rem- plisse une fonction de coopération étanche comme l'indique la figure. Le second élément d'étanchéité comprend un dispo- sitif 16 d'étanchéité qui n'est pas représenté spécifiquement. Le dispositif d'étanchéité du premier élément d'étanchéité est repéré par la référence 17. L'ensemble 12 peut être considéré comme constitué de trois éléments, un premier élément formant un élément in- termédiaire 18, et deux éléments externes 19 et 20. L'élément 19 supporte l'élément 15 d'étanchéité et l'élément externe 20 supporte l'élément 15 d'étanchéité. Chaque élément externe peut être fixé à l'élément intermédiaire par les filetages 21 et 22. Dans un mode de réalisation, les éléments précités 18, 19 et 20 coopèrent de manière étanche les uns avec les autres par l'intermédiaire de joints 23, 24 d'un type connu. Les éléments 18, 19 et 20 peuvent être considérés comme formant un moyeu qui supporte les éléments 14 et 15 d'étan- chéité à leurs extrémités respectives. L'élément intermédiaire-élément formant moyeu a des organes en saillie en forme d'ailettes qui centrentl'ensemble 12 dans l'élément femelle du raccord et sont en nombre au moins égal à trois. Les organes 25 sont disposés sur toute la longueur de l'élément intermédiaire ou sur des parties de la longueur de l'élément formant le nioyeu. Dans le mode de réalisation représenté, des surfaces 25a du bord des or- ganes 25 sont disposées le long de la surface interne 7a du manchon interne '. Les organes en forme d'ailette sont aussi réalisés avec des dispositifs 25b de butée qui peuvent coopé- rer avec une surface interne 9c de butée formée sur le boîtier 9. Les dispositifs de butée sont tournés vers l'intérieur du ressort 8. Dans le cas des ensembles de l'élément femelle de la figure 1, le manchon 7 d'étanchéité a un diamètre réduit à son extrémité libre de manière qu'un rebord 7b soit formé. L'ensemble est réalisé avec un canal central trans- versal décrit plus en détail dans la suite et qui est placé entre les surfaces d'extrémités 14a et 15a des éléments 14 et 15 d'étanchéité. L'ensemble est aussi réalisé avec un ou plu- sieurs dispositiEs 26 d'élimination de pression permettant la circulation de fluide provenant d'un espace d vers le bas, vers l'autre extrémité de l'ensemble, ou-en sens inverse. Chacun des ensembles de l'élément mâle peut être réalisé d'une manière déjà décrite (par exemple dans le bre- vet britannique n 2 068 069). Les ensembles de l'élément mâle des figures 3 et 5a contiennent un élément 7' qui peut coopérer avec les manchons 3 et 7 qui entourent le corps d'obturation ou un élément 15' d'étanchéité qui peut se dé- placer axialement par rapport à l'élément 7'. L'élément 15' peut se déplacer malgré la force de rappel d'un ressort 15". L'élément 7' est supporté dans l'ensemble par des bras en croix 15"'. L'élément 7' est réalisé avec un diamètre interne très grand de manière que, lorsque les surfaces d'extrémités 15a et 15a' des éléments 15 et 15' sont mis en contact, il puisse entourer la surface externe 7c du manchon 7 d'étan- chéité. Pendant l'opération de connexion, la surface 7d d'extrémité de l'élément 7' est mise en coopération avec le rebord 7b du manchon 7. Lorsque l'opération de raccor- dement se poursuit, le manchon 7 d'étanchéité et l'élément ' sont poussés vers l'intérieur dans chacun des éléments du raccord de manière que des canaux subordonnés internes de fluide soient ouverts et soient connectés en formant un cana] commun. Le manchon 7' a des dispositifs 7e d'étanchéité placés à l'intérieur et qui peuvent être d'un type connu. Dans une variante ou en outre, le manchon peut avoir un dis- posif exterFie d'éteaknchité d'un type convenable qui n'est pas représenté. Le canal subordonné de fluide de l'ensemble de la figure 5 est repéré par la référence 9e, et le canal subordonné de fluide se trouvant dans l'ensemble de la figure a est repéré par la référence 9e'. L'ensemble de la figure 5a peut avoir des dispositifs 26 d'élimination de pression ou, dans une variante, peut ne pas en comporter, ces dispo- sitifs étant alors placés dans l'ensemble de la figure 5a. Lorsque les surfaces d'extrémités 15a et 15a' sont mises en contact, le dispositif 26 d'élimination de pression est repoussé vers l'intérieur et repousse la bille dans le passage longitudinal interne, permettant ainsi au fluide de s'écouler dans le passage et permettant une réduction de la pression dans l'espace 9d. Grâce à la fonction d'élimination de pression, les forces de raccordement des éléments 1 et 4 peuvent être considérablement réduites. - Le volet protecteur représenté E.Uç la figure 1 est dans la position dans laquelle il est commandé par le ressort 27. Dans cette position d'extrémité, l'élément 3a d'extrémité entoure les éléments externes du manchon 7 d'étanchéité et de l'élément 15 d'étanchéité. Dans le cas-r eprésenté, la surface 3' d'extrémité coincide pratiquenept avec la surface a d'extrémité, avec formation d'une surface commune sensi- blement plate. En principe, il est possible de disposer le manchon d'étanchéité à l'intérieur de l'élément 3a, si bien que seul l'élément 15 d'étanchéité est entouré. Dans une variante, le manchon d'étanchéité peut avoir un diamètre réduit partiellement seulement et dans ce cas les deux élé- ments 15 et 7 sont entourés. La figure 2 indique que six ensembles sont répartis uniformément autour d'une circonfé- rence. Le nombre d'ensembles et leur disposition peuvent 6videmment varier. L'élément femelle a un flasque la qui dépasse à l'extérieur de la surface commune 3a' et 15a d'extrémité. Le manchon protecteur 3 est réalisé avec un talon 3b d'arrêt qui détermine la position d'extrémité du manchon protecteur. Chaque ensemble est vissé dans le boîtier de I'6]6merit femellc] par son filetage 10 qui est vissé dans un trou taraudé correspondant lb. Le volet protecteur 6 de l'élément male de la figure 3 est construit d'une manière analogue à celle du volet protecteur 3 de la figure 1. Le ressort cylindrique est indiqué dans ce cas par la référence 28. La fixation des ensembles 5 est réalisée de la même manière que celle des ensembles 2 de la figure 1. Dans ce cas cependant, les sur- faces d'extrémité 15a' et 6a' forment une surface commune d'extrémité qui est pratiquement plate. Les surfaces d'extrémités for:mées sur le manchon 7' font aussi partie de la surface commuae. Les figaxes 6, 7a et 7b représentent des surfaces de guidage mutuel 29 et 30, entre les éléments femelle et mâle. Le raccord selon l'invention compo]te aussi de préference une fcnction de guidage, remplie'au niveau des surfaces de guidage de manière que les éléments du raccord puissent prendre certaines positions en rotation l'un par rapport à l'autre autour des axes longitudinaux respectifs 13 et 13'. Ainsi, l'élément femelle doit avoir une ou plu- sieurs billes 31 de guidage qui peuvent coopérer avec des gorges axiales correspondantes de guidage formées dans l'élément mâle. Chaque bille de guidage est placée dans un trou 32 formé dans le manchon fixe 2 de l'élément femelle. le trou débouche vers la surface de guidage 29 par une ou- verture dont la dimension est inférieure au diamètre de la bille 31. Celle-ci dépasse donc au-dessus de la surface 29 de guidage par une partie sphérique 31a et est cependant retenue dans le trou 33. Chaque bille est retenue dans son trou respectif 33 par un bouchon 34 qui peut avoir la forme d'une vis ayant un filetage qui peut coopérer avec un tarau- dage correspondant formé dans le trou 33. L- vis a une fente 34] Tl, partie ido vis qui coopère avec la kLlle peut avoir des surfaces courbes ou inclinées 34b qui correspondent à ]a forme de labille. La tête de la vis est le préference en creux dans la surface la du manchon]. urois billes au moins de préférerce sont réparties régulièrement à la cir- conFéricce de la surface de guidage 29. L'élément mâle a un nombre correspondant de gorges axiales 32. Les gorges s'élargissent de préférence au niveau de la surface 3a d'extrémité de l'élément male, au niveau de parties 32a. Les parties élargies peuvent avoir une forme compatible et peuvent faciliter le guidage des éléments male et femelle vers les positions en rotation correspondant aux angles relatifs convenables Suivant le positionnement des ensembles en coupe horizontale, les parties des éléments peuvent être mises dans une ou plusieurs positions prédé- terminées en rotation. Dans le cas représenté, il est pos- silble que les éléments soient mis en coopération dans l'une quelconque de trois positions relatives différentes en rotation. Trois gorges axiales 32 régulièrement réparties à la périphérie sont formées sur l'élément mâle -comme l'indiquent les figures 3 et 4. On peut noter sur la figure 1 qu'il est possible que deux billes ou plus soient dis- posées l'une après l'autre au même point de la périphérie. Sur la figure 1, trois billes 31', 31" et 31"' sont dis- posées les unes après les autres. La bilLe externe 31"' est ainsi placée dans le flasque la, et c'est celle qui constitue le guide initial. La figure 5 représente l'ensemble en position tota- lement fermée. Dans le cas d'un raccordement à un ensemble compatible de l'élément mâle, les manchons 3 et 7 se dé- placent longitudinalement malgré la forcQ de rappel du res- sort respectif. En outre, les éléments 14 et 15 se déplacent axialement vers l'intérieur étant donné le déplacement longi- tudinal de l'ensemble 12 dans chaque élément du raccord de la position représentée sur la figuré 1 vers la surface 9c de butte. Un déplacement correspondant du manchon 6 et de ]'](-iûehl- 15' dans l'él]ment mâle est aussi réalisé. L'élé- ment d'étanchéité 14 est soulevé de sa position d'étanchéité représentée sur la fiqure 3, lors du déplacement de l'en- semble, et vient dans sa position de pleine ouverture dans laquelle le fluide peut s'écouler de l'espace 9d vers le bas entre les ailettes 25 et plus loin, ou en sens opposé. Lorsque le manchon 7 et l'élément 15' se déplacent longitu- dinalement, le joint formé entre l'élément 15 et le manchon 7 et entre l'élément'15' et l'élément 7' disparaît, si Diuin qu'un passage de circulation de fluide débouche dans cette zone, le fluide pouvant parvenir dans l'élément male à l'extérieur de l'élément 15' et entre les ailettes de l'ar- rangement à bras croisés 15"'. L'ensemble 18, 19, 20 qui peut se déplacer Jongitudinalement est disposé de manière qu'il puisse effectuer au moins de petits déplacements en rotation autour de son axe longitudinal 13, ceci s'appliquant aussi au manchon.. Les déplacements longitudinaux et les surfaces coopérantes, etc. sont réalisés de manière que chacun des canaux communs soit complètement ouvert lors- que les éléments sont dans leur position de raccordement. REVENDICATIONS 1. Raccord, comprenant un élément mâle et un élé- ment femelle (4, 1) destinés à être raccordés l'un à l'autre et déconnectés, caractérisé en ce que chaque élément comprend un certain nombre d'ensembles (2, 5) placés le long les uns des autres et qui, lorsque les éléments (1, 4) sont raccordés, peuvent coopérer avec des ensembles compatibles placés dans l'autre élément, chaque élément a un canal subordonné (9e) de circulation de fluide et des dispositifs (7, 7') destinés à ouvrir et fermer le canal subordonné de fluide en fonction de la nature de sa coopération avec l'ensemble compatible placé dans l'autre élément lorsque les éLéments sont connectés et déconnectés, chaque paire d'ensembles coopérant dans les éléments est disposée de manière que, lo:rsque les éléments sont dans leur position de raccordement, les canaux subor- donnés de fluide (9e, 9e') constituent uln canal commun qui peut être délimité d'une manière pratiquerent sans fuite et qui peut être séparé de manière étanche des canaux communs formés par les autres paires d'ensembles, les éléments mâle et femelle sont disposés de manière qu'iLs puissent être raccordés dans une ou plusieurs positions prédéterminées en rotation, et en ce que l'un au moins des éléments et de pré- férence les deux contiennent un manchon protecteur (3, 6) qui peut se déplacer par rapport aux ensembles de chaque élément et ayant une partie d'extrémité (3a, 6a) contenant des trous transversaux (3b, 6b) disposés de manière que, lorsque le manchon protecteur est dans sa position initiale, les parties d'extrémités entourent étroitement les parties externes des ensembles (15, 15') ou des dispositifs (7, 7') ou des ensembles et des dispositifs. 2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon protecteur de chaque élément peut se déplacer malgré une force de rappel d'un dispositif à ressort (27, 28). 3. Raccord selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface externe (3a', 6a') et la surface d'extrémité (15a S15a') de l'élément d'extrémité forment ensemble une surface commune pratiquement plate. 4. Raccord selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément femelle a des billes de guidage (31) qui dépassent d'une surface de gui- dage (29) de l'élément mâle sur l'élément femelle, et l'élément mâle a des gorges (32) de guidage axial des billes de guidage (31). 5. Raccord selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque bille est placée dans un trou (33) qui débouche au niveau de la surface de guidage par une ouverture ayant un diamètre inférieur à celui de la bille. 6. Raccord selon la revendicaticn 5, caractérisé en ce que la bille de guidage est retenue dans le trou (33) par un dispositif fde blocage, par exemple une vis de blocage (34) qui a une surface (34b) pratiquement creuse par laquelle le dispositif de blocage peut coopérer avec la bille de gui- dage. 7. Raccord selon l'une quelconque des revendica- tions précédente3, caractérisé en ce que les billes de gui- dage sont réparties uniformément à la circonférence interne de l'élément femelle, et en ce que le nombre de gorgesaxiales formées dans l'élément femelle correspond au nombre de billes de guidage dispo3ées autour de la circonférence. 8. Raccord selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins deux billes de gui- dage (31', 31", 31"') sont disposées l'une après l'autre dans la direction longitudinale de l'élément femelle. 9. RaccDrd selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ensemble au moins de chaque paire d'ensembles coopérants a un dispositif (26) d'élimination de pression. 10. Racc.rd selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deu: ensembles coopérants ont des dispositifs d'élimination de pression.