Brevet FR2593883A1 — publié le 19870807

L'invention concerne un raccord à déconnexion rapide et, plus particulièrement, un raccord comportant un actionneur de clapet qui peut être verrouillé dans une position d'actionnement. Les raccords à déconnexion rapide sont utilisés pour connecter et déconnecter des canalisations hydrauli- ques. Par exemple, un tracteur pour l'agriculture comporte de manière habituelle un raccord pour connecter une source hydraulique sur le tracteur à un outil actionné hydrauli- quement. La partie femelle du raccord est montée sur le tracteur et la partie mâle du raccord est montée sur la canalisation de l'outil. Les brevets américains 4.444.223 et 4.221.235 décrivent des raccords à déconnexion rapide qui sont con- çus pour réaliser une connexion lorsqu'à la fois les em- bouts mâle et femelle sont sous pression. Les clapets des deux embouts sont maintenus dans leur position ouverte par des ressorts. Cependant, lors d'une grande augmenta- tion de débit dans le sens mâle/femelle, la force du débit hydraulique peut l'emporter sur la force du ressort et fer- mer le clapet mâle. L'invention concerne un actionneur qui peut être verrouillé pour maintenir le clapet mâle en position ouver- te. Le verrou est actionné par la pression de fluide dans le raccord de sorte que le verrou est actionné automatique- ment lorsque les clapets sont ouverts. Lorsque le raccord est déconnecté, le verrou est relâché. L'invention va maintenant être expliquée à l'ai- de d'un exemple de mode de réalisation représenté sur les dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 représente une vue en coupe en éléva- tion d'un embout mâle et un embout femelle déconnectés, - la Figure 2 représente les embouts mâle et femelle connectés, le clapet de chaque embout étant maintenu en position fermée par la pression de fluide dans l'embout, - la Figure 3 représente les embouts mâle et femelle après le relâchement de la pression dans l'embout femelle, pour ouvrir le clapet dans l'embout femelle et, - la Figure 4 représente les embouts mâle et femelle après fourniture d'une pression hydraulique à l'embout femel- le pour ouvrir le clapet dans l'embout mâle, - la Figure 5 représente une vue agrandie de la che- ville de verrouillage de la Figure 4. Le brevet américain 4.221.235 décrit un embout femelle qui comporte un manchon de verrouillage extérieur qui est monté à coulissement sur une enveloppe pour ver- rouiller et déverrouiller l'embout mâle. Le brevet américain 4.444.223 décrit un embout femelle qui ne comporte pas de parties extérieures mobiles. Au contraire, un emmanchement tubulaire coulisse dans une enveloppe pour verrouiller et déverrouiller l'embout mâle. L'invention peut être utilisée avec n'importe quel type d'embout. Cependant, dans un but d'illustration, l'inven- tion va être décrite à l'aide de ce dernier type d'embout. En se référant à la Figure 1, un raccord à con- nexion et déconnexion rapide comporte un embout mâle 10 et un embout femelle 11. L'embout mâle comporte une enveloppe tubulaire externe 12 munie d'un alésage interne 13 et d'une bille 14 qui agit comme un clapet anti-retour, La bille est poussée contre un siège 15 de clapet dans l'enveloppe, par un ressort 16 qui est monté dans un guide tubulaire 17. Le guide est monté dans l'enveloppe par un support 18 en forme de croisillon. L'embout femelle comporte une enveloppe tubulai- re externe 20 qui comporte une moitié avant 21 et une moi- tié arrière 22 qui sont vissées ensemble. L'enveloppe ex- terne avant 21 comporte une extrémité ouverte avant 23 et l'enveloppe externe arrière 22 comporte une ouverture ar- rière 24 qui peut être reliée à une source de fluide hy- draulique sous pression. Une enveloppe intérieure 25 fixe ayant une for- me de coupelle est montée dans l'enveloppe externe arrière 22 et comporte une cavité interne 26 qui est reliée à l'extérieur du raccord par un ou plusieurs tubes 27 qui s'étendent à travers l'enveloppe externe arrière 22, Une série d'ouvertures 28 mettent en communication la partie interne de l'enveloppe interne fixe 25 avec l'alésage in- terne 29 de l'enveloppe externe arrière 22. Une enveloppe tubulaire interne coulissable est montée à coulissement à l'intérieur de l'enveloppe externe avant 21 et comporte une extrémité avant ouverte 32 et un alésage interne 33. Une enveloppe interne 34 en forme de coupelle est reliée à l'enveloppe interne 31 cou- lissable et peut coulisser à l'intérieur de l'enveloppe interne 25 fixe. L'enveloppe interne 34 est munie d'un alésage interne 35 qui communique avec l'alésage 29 de l'enveloppe fixe interne 25 à travers les ouvertures 36. L'enveloppe interne coulissable 31 comporte une série de billes de verrouillage 38 qui peuvent s'en- gager dans une rainure 39 sur l'embout mâle afin de ver- rouiller les embouts ensemble comme représenté sur la Fi- gure 2. Un joint 40 sur l'enveloppe interne 31 procure une étanchéité au fluide entre les embouts connectés. L'enveloppe interne 31 est coulissable vers l'arrière en s'opposant à la sollicitation du ressort 41 pour permettre aux billes de verrouillage de se déplacer vers l'extérieur dans un évidement 42 dans l'enveloppe externe 21 pendant la connexion et la déconnexion des embouts. La coopération entre l'enveloppe interne coulissable 31 et l'enveloppe externe 20 est expliquée en détails dans le brevet améri- cain 4.444.223 et il n'est donc pas nécessaire de la dé- crire ici. L'enveloppe interne coulissable 31 comporte un siège de clapet 44 et un clapet 45 de forme généralement tubulaire et monté à coulissement à l'intérieur des enve- loppes internes 31 et 34. Un manchon-support de clapet 46 est fixé à l'extrémité arrière de l'enveloppe 34, Le cla- pet 45 coulisse dans une partie arrière 47 du manchon 46 et un manchon 48 de retenue de ressort qui est fixé au clapet 45 coulisse dans une partie de diamètre réduit 49 du manchon 46. Un joint torique 50 (Figure 3) est monté sur le clapet 45 et peut s'appuyer contre le siège de cla- pet 44, et un joint 51 est monté dans un évidement annu- laire dans le manchon 46 et peut coopérer de manière étan- che avec le clapet 45. En se référant à la Figure 4, un actionneur généralement tubulaire 53 est monté à coulissement à l'in- térieur du clapet 45 et du manchon de retenue de ressort 48. L'actionneur 53 comporte une partie avant 54 qui s'é- tend vers l'avant à travers une ouverture dans le clapet 45, une partie d'épaulement 55 s'étendant radialement vers l'extérieur qui peut s'enclencher avec le clapet 45 et une partie arrière 56. Un ressort à boudins 57 s'appuie contre l'épaulement 55 de l'actionneur et l'extrémité arrière s'étendant radialement vers l'intérieur du manchon de re- tenue de ressort 48 et repousse l'actionneur vers l'avant ou vers la gauche sur les dessins. La partie d'extrémité arrière 56 de l'action- neur coulisse sur un manchon tubulaire 59 qui est relié à l'enveloppe interne 34 (voir également la Figure 5). Une goupille de verrouillage 60 est montée à coulissement dans le manchon 59 et est repoussée vers l'avant par un ressort 61 qui s'appuie contre un épaulement 62 sur la cheville. Un joint 63 réalise une étanchéité hydraulique entre la goupille de verrouillage et le manchon 59. Une série de billes de verrouillage 64 sont mon- tées dans des ouvertures dans le manchon 59. Un manchon 69 de retenue des billes entoure les billes de verrouillage de sorte que les billes sont retenues à l'intérieur du manchon. La goupille de verrouillage-60 comporte un évide- ment ou une rainure 65, un épaulement s'étendant radiale- ment vers l'extérieur ou une saillie 66 vers l'avant de l'évidement 65, et un épaulement s'étendant vers l'exté- rieur radialement ou une saillie 67 vers l'arrière de l'é- videment 65. Sur la Figure 1, l'épaulement 67 est mainte- nu contre une butée 68 (Figure 5) sur le manchon 59 par le ressort 61. L'évidement 65 est aligné avec la bille de verrouillage 64 et les billes de verrouillage peuvent se déplacer radialement vers l'intérieure de sorte que la partie ext6ri- ere i duq bioeb est à niveuav la prtie extérie du ax 59. Air la figzure5 1'lsent66 iestaliig avec la bille de verrouillage 64 de sorte que les billes sont poussées vers l'extérieur der- rière l'extrémité arrière de l'actionneur 53. Un manchon de maintien de billes 69 est monté sur le manchon 59 pour éviter que les billes de verrouillage s'échappent par les ouvertures dans le manchon 59. Une paire de ressorts à boudins 70 et 71 (Fi- gure 4) sont montés à l'intérieur de l'actionneur 53. Le ressort externe 70 s'appuie contre un épaulement interne sur l'actionneur et l'extrémité avant du manchon 59. Le ressort interne 71 s'appuie contre l'extrémité avant de l'actionneur 53 et un épaulement interne sur le manchon 59. L'extrémité avant de l'actionneur 53 comporte une ouverture 72 qui communique avec l'alésage interne de l'enveloppe coulissable interne 31. L'extrémité arrière de l'enveloppe interne 34 comporte une ouverture 73 qui met en communication l'extrémité arrière de la cheville de verrouillage 60 avec la pression atmosphérique à tra- vers les tubes 27. La Figure 1 représente l'embout mâle 10 et l'embout femelle 11 déconnectés. L'embout mâle est con- necté par une canalisation (non représentée) à un outil hydraulique tel qu'un outil agricole, et l'embout femelle est connecté par une canalisation ou un conduit à une source de fluide hydraulique sous pression tel qu'un tracteur agricole. La description suivante suppose que les deux embouts contiennent du fluide hydraulique sous pression emprisonné au cours d'une connexion précédente, qui maintient les clapets 14 et 45 contre leurs sièges. La Figure 2 illustre les embouts après qu'ils ont été connectés comme décrit dans le brevet américain 4.444.223. Les deux clapets 14 et 45 sont encore retenus contre leurs sièges par la pression de fluide interne. L'actionneur 53 a été déplacé vers la droite par le cla- pet bille 14 pour permettre aux embouts d'être connectés. L'actionneur 53 se rétracte sous l'effet de la sollicita- tion exercée par les ressorts 70 et 71 à l'intérieur de l'actionneur et par le ressort 57 à l'extérieur de l'ac- tionneur. Cependant, les forces de ressort ne sont pas suffisantes pour soulever le clapet bille 14 de son siège contre la pression interne dans l'embout mâle et la force de fermeture du ressort 16. La Figure 3 représente les embouts après que la pression hydraulique dans l'embout femelle 11 a été déchar- gée en déplaçant une vanne de commande sur le tracteur. Le ressort 57 qui entoure l'actionneur 53 déplace le clapet 54 vers la droite en l'éloignant du siège de clapet 44. L'opérateur remet sous pression l'embout femelle à l'aide de fluide hydraulique sous haute pression en dé- plaçant la vanne de commande sur le tracteur. Le fluide hy- draulique sous haute pression force le clapet bille 14 à s'ouvrir comme représenté sur la Figure 4. L'actionneur 54 suit le clapet bille vers la gauche sous l'influence des ressorts 70 et 71. Les deux clapets mâle et femelle sont maintenant ouverts et le fluide hydraulique peut circuler à travers les embouts. L'opération décrite ci-avant est classique des raccords de l'art antérieur du type décrit dans les bre- vets américains 4.221.235 et 4.444.223. C'est dans la po- sition ouverte représentée sur la Figure 4 que de tels raccords selon l'art antérieur peuvent subir un déplace- ment de clapet (de la gauche vers la droite sur la Figure 4) dans des conditions de forte augmentation du débit dans le sens mâle vers femelle. Une telle augmentation peut en- gendrer la fermeture du clapet mâle 14 et la coupure du débit de fluide. Selon l'invention, la goupille de ver- rouillage 60 verrouille le clapet mâle en position ouyer- te et évite un déplacement de la gauche vers la droite. En se référant à la Figure 2, lorsque les em- bouts mâle et femelle sont connectés, la goupille de ver- rouillage 60 est maintenue en position non verrouillée par le ressort 61. Les billes de verrouillage 64 sont en- foncées dans la rainure dans la goupille de verrouillage, et l'actionneur 53 peut se déplacer vers la droite sur les billes de verrouillage. En se référant à la Figure 4, quand les embouts sont sous pression de fluide hydraulique à haute pression, la pression de fluide agit contre la goupille de verrouil- lage 60 à travers l'extrémité avant ouverte de l'actionneur 53 et force la goupille de verrouillage à se déplacer vers la droite contre l'action du ressort 61, L'extrémité arriè- re de la goupille de verrouillage 60 est à la pression at- mosphérique du fait de l'ouverture 73 dans l'enveloppe 34 et des tubes 27. Lorsque la goupille de verrouillage se déplace vers la position de verrouillage représentée sur les Figu- res 4 et 5, l'épaulement 66 pousse les billes de verrouil- lage vers l'extérieur derrière l'extrémité arrière de l'ac- tionneur. Les billes de verrouillage ainsi empêchent l'ac- tionneur de se déplacer vers la droite et l'actionneur maintient le clapet bille 14 en position ouverte. Lorsque les embouts sont déconnectés, la pres- sion à l'intérieur de l'actionneur est relâchée et la gou- pille de verrouillage est déplacée vers sa position de dé- verrouillage par le ressort 61. La description ci-avant suppose que les embouts contenaient du fluide emprisonné sous pression avant leur connexion. Cependant, la goupille de verrouillage opérerait de la même manière si les embouts n'étaient pas sous pres- sion. Lorsque les embouts sont connectés et mis sous pres- sion par le tracteur comme représenté sur la Figure 4, la pression de fluide déplacera la goupille de verrouillage vers la droite et déplacera les billes de verrouillage vers leur position de verrouillage. Bien que dans le texte ci-dessus une descrip- tion détaillée d'un mode de réalisation particulier de l'invention ait été donnée à titre d'illustration, on doit bien comprendre que de nombreux détails mentionnés ci-dessus peuvent être changés de manière considérable par l'homme du métier sans sortir de l'esprit et de la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Embout femelle à déconnexion rapide pour coo- pérer avec un embout male (10) équipé d'un clapet anti-re- tour (14), l'embout femelle comportant: - une enveloppe (20) généralement tubulaire comportant une extrémité avant ouverte (23) et un alésage (33) s'éten- dant axialement pour recevoir l'embout mâle (10) dans cette extrémité avant (23) et un siège de clapet (44), - un clapet (45) monté à coulissement dans l'alésage de l'enveloppe et déplaçable entre une position de fermetu- re dans laquelle le clapet s'appuie contre le siège de cla- pet (44) et une position d'ouverture dans laquelle le cla- pet est éloigné vers l'arrière du siège de clapet, - un actionneur (53) monté à coulissement à l'inté- rieur du clapet (45) et comportant une extrémité avant (54) s'étendant vers l'avant au-delà du clapet (45), l'extrémi- té avant (54) de l'actionneur pouvant coopérer avec le cla- pet anti-retour (14) de l'embout male (10) lorsque l'em- bout femelle et l'embout male sont connectés, l'actionneur étant déplaçable dans une position avant lorsque le clapet anti-retour (14) est ouvert, - des moyens de verrouillage dans ladite enveloppe qui peuvent coopérer avec l'actionneur (53) lorsque l'ac- tionneur est dans la position avant pour maintenir l'ac- tionneur (53) dans la position avant, les moyens de ver- rouillage étant déplaçables entre une position de verrouil- lage et une position de déverrouillage et, - des moyens pour déplacer les moyens de verrouillage dans la position de verrouillage lorsque l'actionneur (53) est en position avant. 2. Embout selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comportent une série de billes de verrouillage (64), 3. Embout selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comportent une série de billes de verrouillage (64) et les moyens pour déplacer les billes de verrouillage comportent une goupille (60) montée à coulissement à l'intérieur de l'enveloppe, la goupille (60) comportant un évidement (65) pour recevoir les billes de verrouillage (64) lorsque les billes de ver- rouillage sont dans la position de déverrouillage et une saillie (66) s'étendant radialement vers l'extérieur pour déplacer les billes de verrouillage (64) vers l'extérieur vers leur position de verrouillage. 4. Embout selon la revendication 3, caractérisé en ce que la goupille (60) peut coulisser entre une posi- tion de verrouillage et une position de déverrouillage, l'enveloppe comportant un trajet d'écoulement de fluide, la goupille (60) communiquant avec le trajet d'écoulement de fluide de sorte que la goupille (60) peut être poussée par la pression de fluide dans le trajet d'écoulement de fluide vers la position de verrouillage. 5.Embout selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un manchon tubulaire (59) monté à l'intérieur de l'enveloppe (34), les moyens de verrouilla- ge comportant une série de billes de verrouillage (64) montées dans des ouvertures du manchon, les moyens pour déplacer les billes de verrouillage (64) comportant une goupille (60) montée à coulissement à l'intérieur du man- chon (59), la goupille (60) comportant un évidement (65) et une saillie (66) s'étendant radialement vers l'extérieur au voisinage de l'évidement, la goupille (60) étant dépla- çable entre une position de verrouillage dans laquelle la saillie radiale (66) sur la goupille (60) force les billes de verrouillage (64) à se déplacer radialement vers l'exté- rieur vers leur position de verrouillage et une position de déverrouillage dans laquelle les billes (64) sont alignées avec l'évidement (65) et peuvent se déplacer vers l'inté- rieur vers leur position de déverrouillage. 6. Embout selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'actionneur (53) comporte une extrémité arrière (56) qui peut coopérer avec les billes de verrouillage (64) lorsque l'actionneur est en position d'actionnement et les billes de verrouillage sont en position de verrouil- ll lage. 7. Embout selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort (61) pour pousser la che- ville vers sa position de déverrouillage. 8. Embout selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (34) comporte un trajet d'écoulement de fluide et l'extrémité avant du manchon (59) communique avec le trajet d'écoulement de fluide de sorte que la gou- pille (60) peut être poussée par la pression de fluide dans le trajet d'écoulement de fluide vers sa position de verrouillage. 9. Embout selon la revendication 8, en ce que l'enveloppe (34) comporte des moyens mettre en communication l'extrémité arrière du (59) avec la pression atmosphérique. caractérisé (73) pour manchon