Brevet FR2590961A1 — publié le 19870605

DISPOSITIF DE CONNEXION DE FLUIDES SOUS PRESSION, ET OUTIL MUNI D'UN TEL DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif de connexion de fluides sous pression tels que l'air comprimé, et un outil muni d'un tel dispositif. On entend ci-après par outil, un instrument, un appareil, une machine ou une installation qui contribue à une fabrication, une production ou une exploitation. Un grand nombre de ces outils utilisent un fluide sous pression dans leur commande ou dans leur fonctionnement. Les sources de fluides sous pression sont habituellement indépendantes ou distinctes de ces outils. Une liaison amovible entre une source de fluide sous pression et un outil se fait en général au moyen d'un dispositif spécial appelé dans la suite, dispositif de connexion de fluide. Les dispositifs connus de connexion de fluides sous pression, comprennent habituellement dans leur structure, un système à crémaillère qui est commandé par un levier ou poignée de manoeuvre pivotant et saillant. Ce levier ou poignée de manoeuvre exige dans sa manipulation, un espace de dégagement relativement grand. Les dispositifs connus de connexion de fluide sous pression sont ainsi relativement encombrant et sont parfois difficilement adaptables pour leur utilisation dans des outils relativement petits ou des outils qui n'ont pas d'espaces de dégagement suffisants. La présente invention ayant pour but d'éviter ces inconvénients, permet de réaliser un dispositif économique de connexion de fluides sous pression, ayant un fonctionnement fiable et présentant une structure solide et compacte, facile à fabriquer et à manipuler, facilement adaptable à une utilisation dans un outil de tailles relativement petites ou un outil n'ayant pas un grand espace de dégagement. Selon l'invention, un dispositif de connexion de fluides sous pression pour un outil, est caractérisé en ce qu'il comprend une platine mâle munie d'embouts mâles reliés à une source de fluide sous pression, une platine femelle associée pourvue d'embouts femelles appariés reliés aux circuits d'alimentation en fluide de cet outil et un système de traction et de verrouillage à tige pivotante et coulissante dans ces platines, solidaire de l'une de celles-ci, et démontable de l'autre, maintenant ces platines et embouts en position de connexion. Pour mieux faire comprendre l'invention, on en décrit ci-après un exemple de réalisation illustré par des dessins ci-annexés dont - la figure 1 représente une vue partielle et schématique d'une coupe verticale d'un dispositif de connexion de fluides sous pression, réalisé selon l'invention, montrant le dispositif au repos ou la connexion des fluides n'est pas faite; - la figure 2 représente une vue partielle et schématique analogue à celle de la figure 1, montrant le dispositif dans une phase de préparation d'un verrouillage et - la figure 3 représente une vue analogue à celle de la figure 1, montrant le dispositif dans lequel la connexion des fluides et le verrouillage sont réalisés. Un dispositif de connexion de fluides sous pression 1 réalisé selon l'invention et schématiquement illustré dans les figures 1 à 3, comprend une platine mâle 2 dans laquelle sont montés des embouts mâles 3, reliés par des conduits de liaison 4 à une source 5 d'un fluide sous pression, un de ces embouts mâles et un de ces conduits de liaison et la source de fluide étant schématiquement représentés en traits discontinus, et une platine femelle associée 6 dans laquelle sont fixés des embouts femelles 7 appariés aux embouts mâles 3 et reliés à des circuits d'alimentation en fluide sous pression 8 d'un outil 9, un de ces embouts femelles et un de ces circuits d'alimentation et l'outil étant schématiquement représentés par des traits discontinus. Une connexion entre la source 5 de fluide sous pression et les circuits d'alimentation en fluide 8 de l'outil 9 est réalisée quand les embouts mâles 3 sont engagés et maintenus dans -les embouts femelles appariés 7 pour laisser passer librement et sans fuite du fluide sous pression de la source 5 dans ces circuits d'alimentation en fluide 8. Les embouts mâles 3 et femelles 7 étant des embouts appariés étanches de types connus ne sont pas décrits en détail. Lors d'une mise en connexion entre la source 5 du fluide sous pression et les circuits d'alimentation en fluide 8 de l'outil 9, la platine mâle 2 est engagée et bloquée dans la platine femelle associée 6 de manière que les embouts mâles 3 soient enfichés et maintenus dans les embouts femelles appariés 6. Selon une caractéristique importante, le dispositif de connexion 1 comprend dans une mise en connexion de la source 5 de fluide sous pression avec les circuits d'alimentation en fluide 8 de l'outil 9, par serrage et blocage des deux platines 2 et 6, un système de traction et de verrouillage 10 à tige-verrou pivotante et coulissante 11 dans les deux platines, solidaire de l'une de celles-ci et démontable de l'autre. Selon une autre caractéristique, dans le dispositif de connexion 1, le système de traction et de verrouillage 10 à tige-verrou pivotante et coulissante Il comprend un piston 12 coaxial avec la tige-verrou 11 et coulissant sur une partie de cellesi. Dans l'exemple illustré, le système de traction et de verrouillage 10 du dispositif de connexion I comprend une tige-verrou 11 munie à l'une de ses extrémités, d'une tête 13 à bord saillante 14 et à l'autre extrémité, d'un verrou 15 ayant une forme d'un T, fixé et rendu solidaire en rotation de la tige-verrou -11 par une vis ou goupille 31, et un boîtier 16 solidement fixé sur une face de la platine mâle 2 par des vis non représentées de manière à maintenir la tige-verrou 11 coulissante et pivotante à travers des trous alignés 17 du boîtier, trou 18 de la platine mâle 2 et 19 de la platine femelle 6, et saillante sur l'autre face de la platine mâle 2 d'une longueur prédéterminée L (figure 2) qui permet au verrou 15 et à la tigeverrou 11 de coulisser dans le trou 19 de la platine femelle 6, d'entrer dans un espace de dégagement 23, et d'être prêts pour une mise en position de verrouillage par rotation de la tige-verrou 11 d'un angle prédéterminé alpha afin de retenir la platine femelle 6 prisonnière de cette tige-verrou 11 (figure 3). Le boîtier 16 comprend deux creux cylindriques coaxiaux avec le trou 17, et ouverts vers l'extérieur dans des directions diamétralement opposées, l'un 20 destiné à loger la tête 13 de la tige-verrou, et l'autre 21 pour recevoir le piston 12 et constituer avec ce dernier un vérin å fluide sous pression. Le piston 12 coulisse sur la tige-verrou 11 entre l'extrémité portant le verrou 15 et une butée annulaire 22 formée sur cette tige-verrou 11. Quand le piston 12 est poussé contre la butée 22 dans la direction de la tête 13 de la tige-verrou 11, le verrou 15 et la tigeverrou 11 sont rappelés vers la platine mâle 2 jusqu'à ce que le verrou 15 bute contre la surface de la platine 2. Quand le piston 12 est écarté de la butée 22 et poussé dans la direction de l'extrémité de la tige-verrou 11 portant le verrou 15, la tige-verrou est libre dans son coulissement (figure 2) pour être mise en position de verrouillage (figure 3) afin de retenir prisonnière la platine femelle 6. Lors d'une connexion, la platine mâle 2 est engagée dans la platine femelle associée 6 (figure 1) avec le verrou 15 introduit dans le trou 19 de cette platine femelle 6.Le piston 12 est poussé dans la direction de l'extrémité de la tige-verrou 11 portant le verrou 15 (figure 2) pour permettre au verrou 15 de traverser le trou 19 de la platine femelle 6 et de s'engager dans l'espace de dégagement 23 où ce verrou 15 peut être tourné d'un angle prédéterminé alpha dans une position représentée en traits discontinus dans la figure 2 par l'intermédiaire de la tige-verrou 11 pour que sa tête saillante accroche le bord du trou 19 et l'empêche de revenir en arrière et de se dégager de ce trou 19. La platine femelle 6 est ainsi rendue prisonnière de la tige-verrou 11. Consécutivement à ce pivotement de la tige-verrou 11, pour le verrouillage de la platine 6, le piston 12 est repoussé en sens inverse dans la direction de la tête 13 de la tige-verrou 1 1 contre la butée 22 pour exercer une traction sur cette tige-verrou il (figure 3). La tigeverrou 11 par son verrou 15 serre fortement la platine femelle 6 contre la platine mâle 2, maintienne les embouts mâle 3 solidement engagés dans les embouts femelle 7 et permette un libre passage du fluide sous pression de la source 5 dans les circuits d'alimentation en fluide 8 de l'outil 9. Les butées 29 de la platine femelle 6 limitent le rapprochement de cette dernière de la platine mâle associée 2. Selon une autre caractéristique, dans le dispositif de connexion 1, le système de traction et de verrouillage 10 comprend un ressort 24 coaxial avec la tige-verrou 11, disposé dans le creux 21 du boîtier 16 entre la platine mâle 2 et le piston 12. Le ressort 24 pousse le piston 12 contre la butée 22 sur la tige-verrou Il et exerce sur cette dernière une traction axiale prédéterminée afin de serrer la platine femelle 6 contre la platine mâle 2 et maintenir solidement engagés les embouts mâles 3 dans les embouts femelles appariés 7. Selon une autre caractéristique, dans le dispositif de connexion 1, le système de traction et de verrouillage 10 comprend un distributeur 25 de fluide sous pression et une canalisation d'alimentation en fluide 26 qui relie à travers ce distributeur 25 une source de fluide sous pression avec un espace libre 27 délimité par le fond du creux 21 et le piston 12 en vue d'un envoi du fluide sous pression dans cet espace 27 (figure 2) pour pousser le piston 12 contre le ressort 24, annuler l'action de ce dernier et laisser la tige-verrou Il libre dans son déplacement et dans son pivotement en vue soit d'une préparation d'un verrouillage, soit d'un dégagement de la platine femelle 6 de la platine mâle 2 et d'un déverrouillage de cette platine femelle 6. Le distributeur de fluide 25 muni d'un bouton de manoeuvre 28 étant celui d'un type connu, n'est pas décrit en détail. Le fluide sous pression envoyé par le distributeur 25 dans l'espace 27 peut être le même fluide sous pression que celui fourni par la source 5 ou un fluide sous pression différent de ce dernier. Le fluide sous pression de la source 5 et celui envoyé dans l'espace libre 27 peuvent être un fluide liquide ou un fluide gazeux tel que l'air comprimé. Dans l'exemple illustré, quand le bouton de manoeuvre 28 du distributeur de fluide 25 est enfoncé, du fluide sous pression est envoyé dans le boîtier 16 à travers la canalisation 26 et l'espace 27. Le piston 12 sous la pression de ce fluide comprime le ressort 24 et laissera tige-verrou 11 libre dans son déplacement pour être soit engagée dans le trou 19 de la platine femelle 6 (figure 2) et verrouillé (figure 3) lors d'une connexion, soit démontable ou déverrouillée et retirée du trou 19 de la platine femelle 6 lors d'une déconnexion.Et lorsque le bouton de manoeuvre 28 du distributeur de fluide 25 est relâché, le fluide emprisonné dans l'espace 27 du boîtier 16 est mis à l'atmosphère extérieure, la pression tombe et le ressort 24 exerce à travers le piston 12 une traction axiale sur la tige-verrou 1 1 pour la ramener en arrière soit pour rapprocher la platine femelle 6 de la platine mâle 2 jusqu'à ce que ses butées 29 reposent sur cette dernière (figure 3) et maintient solidement engagés les embouts mâles 3 dans les embouts femelles 7 lors d'une connexion soit pour dégager le verrou 15 de la platine femelle 6 lors d'une déconnexion (figure 2). Dans une variante de réalisation, non représentée, le piston 12 et le creux 21 sont transformés en vérin fonctionnant dans deux sens opposés. Le dispositif de connexion des fluides comprend un distributeur inverseur de fluide sous pression et deux canalisations d'alimentation en fluide des espaces 27 et 30. L'espace 30 dans le creux 21 est délimité d'un côté par le piston 12 et de l'autre côté par la platine mâle 2. Dans cette variante de réalisaion, le ressort 24 et le distributeur 25 dans l'exemple illustré sont respectivement remplacés par du fluide sous pression envoyé dans l'espace 30 et par un distributeur inverseur d'un type connu, non représenté. Le bouton de manoeuvre de ce distributeur inverseur permet dans son enfoncement une mise à l'atmosphère extérieure de l'espace 30 et un remplissage en fluide sous pression de l'espace 27, et dans son relâchement une mise à l'atmosphère extérieure de l'espace 27 et un remplissage en fluide sous pression de l'espace 30. Dans ce dispositif une traction axiale sur la tige-verrou est effectuée par le piston 12 sous la poussée du fluide sous pression envoyé dans l'espace 30, pour mettre les platines et embouts en position de connexion. Dans l'exemple illustré, la tige-verrou 11 comprend une tête 13 ayant une forme parallélipipédique à angles arrondis et à bord saillant circulaire 14. Dans une position de repos (figure 1) ou de verrouillage de la tige-verrou 11 (figure 3) la tête 13 de celle-ci est en saillie vers l'extérieur du boîtier 16. Dans une phase de préparation d'un verrouillage (figure 2) la tige-verrou 11 est enfoncée dans le boîtier 16 pour que son extrémité portant le verrou 15 soit en saillie au maximum à l'extérieur, ce qui facilite l'introduction du verrou 15 dans le trou 19 de la platine femelle 6 et le passage de ce dernier dans l'espace de dégagement 23 (figure 2) où le verrou 15 et la tige-verrou peuvent être pivotés dans leur position de verrouillage (figure 3).Le verrou 15 a une forme d'un T et le trou 19 de la platine 6 a une forme sensiblement rectangulare, légèrement plus grande que celle de la tête du T de ce verrou 15. Dans un verrouillage pour empêcher le verrou 15 de revenir en arrière et de repasser le trou 19 de la platine femelle 6, il suffit que ce verrou 15 et la'tige-verrou 11 soient pivotés d'un angle alpha allant de quelques degrés à une valeur inférieure à 1800, et de préférence d'un angle alpha de 900 pour mettre la tête de ce verrou 15 en travers de ce trou 19 de la platine femelle 6.Les positions de la tête 13 de la tige-verrou 11 qui correspondent respectivement à une position de repos ou de déverrouillage et à une position de verrouillage de la tige-verrou 11 sont indiqués par des index tracés ou formés sur le boîtier 16 au bord du creux 20 qui abrite la tête 14 de cette tête-verrou 11. Dans le dispositif de connexion de fluides sous pression 1 illustré, le ressort 24 a une force qui exerce à travers le piston 12 une traction axiale sur la tige-verrou 11, supérieure à une force prédéterminée nécessaire à la connexion des embouts mâles 3 et femelles 7, et le piston coulissant 12 exerce sous l'action du fluide sous pression, une poussée axiale supérieure à une force prédéterminée de compression de ce ressort 24. Le boîtier 16, la tige-verrou 11, le verrou 15 et le piston 12 sont réalisés avec des matériaux présentant une bonne résistance mécanique. Ces matériaux peuvent être des métaux ou des matières synthétiques. Le dispositif de connexion de fluides 1 n'exige qu'un espace restreint de dégagement pour exécuter une commande de son fonctionnement par enfoncement ou par relâchement d'un bouton de manoeuvre 28 de son distributeur de fluide 25. Dans cette structure compacte le dispositif de connexion de fluide sous pression 1 est applicable à tout système de connexion de fluide d'un outil de production ou d'exploitation. Le dispositif 1 est par exemple applicable à une connexion de fluides sous pression dans des moules d'injection de matières synthétiques ou dans des systèmes de moulage sous pression de métaux non ferreux ou de matières synthétiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion de fluides sous pression pour un outil, caractérisé en ce qu'il comprend une platine mâle (2) munie d'embouts mâles (3) reliés à une source de fluide sous pression (5), une platine femelle associée (6) pourvue d'embouts femelles appariés, reliés aux circuits d'alimentation en fluide (8) de cet outil, et un système (10) de traction et de verrouillage, à tige-verrou (11) pivotante et coulissante dans ces deux platines, solidaire de l'une (2) de celles-ci et démontable de l'aute (6), maintenant ces platines et embouts en position de connexion. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de traction et de verrouillage (10) comprend un piston (12) coaxial avec la tige-verrou (11) et coulissant sur une partie de celleci. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (16) fixé sur la platine mâle (2) et muni d'un trou (17) aligné avec un trou (18) de cette platine (2) pour le coulissement et le pivotement de la tige-verrou (11) et de deux creux coaxiaux avec ce trou (17) et ouverts dans des directions opposées, l'un (20) pour le logement d'une tête (13) de la tige-verrou (Il) et l'autre (21) pour la réception du piston coulissant (12) et une constitution avec ce dernier d'un vérin à fluide sous pression. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que dans le système de traction et de verrouillage (10), la tige-verrou (11) comprend à l'une de ses extrémités, une tête (13) à bord circulaire saillant (14), à l'autre extrémité un verrou (15) ayant la forme d'un T, et entre ces deux extrémités une butée annulaire (22). 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort (24) coaxial avec la tige-verrou (11S, qui exerce à travers le piston coulissant (12) une traction axiale sur cette tige-verrou (11). 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend dans le boîtier (16), un distributeur de fluide sous pression (25) et une canalisation d'alimentation en fluide (26) qui relie, à travers ce distributeur, un espace libre (27) délimité par le piston coulissant (12) et le fond du creux (21) de réception de ce piston avec une source de fluide sous pression, lors d'un enfoncement d'un bouton de manoeuvre (28) de ce distributeur, et avec l'atmosphère extérieure lors d'un relâchement de ce bouton de manoeuvre (28). 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend dans le boîtier (16) un distributeur inverseur de fluide sous pressions, et deux canalisations d'alimentation en fluide qui relient à travers ce distributeur inverseur lors d'un enfoncement d'un bouton de manoeuvre de ce distributeur d'une part un espace libre (27) délimité par le piston coulissant (12) et le fond du creux (21) de réception de ce piston avec une source de fluide sous pression, et d'autre part un espace libre (30) dans ce creux (21) délimité par le piston coulissant (12) et la platine mâle (2), avec l'atmosphère extérieure, et lors d'un relâchement de ce bouton de manoeuvre du distributeur inverseur, d'une part cet espace libre (30) du creux (21) avec la source de fluide sous pression, et d'autre part cet espace libre (27) du creux (21) avec l'atmosphère extérieure. 8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le boîtier (16) comprend sur le bord du logement (20) de la tête (13) de la tige-verrou (11) deux index, un index indiquant une première position de cette tête qui correspond à une position de repos ou de déverroullage de cette tige-verrou (11), et un index indiquant une deuxième position de cette tête qui correspond à une position de verrouillage de cette tige-verrou (11). 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort (24) ayant une force qui exerce à travers le piston (2) une traction axiale sur la tige-verrou (11), supérieure à une force prédéterminée nécessaire à la connexion des embouts mâles (3) et femelles (7) et un piston coulissant (12) exerçant sous l'action du fluide sous pression, une poussée axiale supérieure à une force prédéterminée de compression de ce ressort (24). 10. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une tige-verrou (11), un piston (12), un verrou (15), un boîtier (16) réalisés respectivement avec des matériaux présentant une bonne résistance mécanique. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une tige-verrou (11), un piston (12), un verrou (15) et un boîtier (16) réalisés en un matériau choisi parmi les métaux et les matières synthétiques. 12. Outil tel qu'un système de moulage sous pression de matières synthétiques ou de métaux non ferreux, caractérisé en ce qu'il comprend des circuits de fluide sous pression (8) pourvus d'embouts femelles (7) fixées dans une platine femelle (6) d'un dispositif de connexion de fluides sous pression selon l'une des revendications 1 à 11, et destinés à recevoir lors d'une connexion d'alimentation en fluide, des embouts mâles appariés (3) montés dans une platine mâle (2) de ce dispositif de connexion (1).