Brevet FR2593884A1 — publié le 19870807

La présente invention concerne un élément femelle de raccordement, qui peut être associé à un élément mâle pour former un raccord rapide. L'élément femelle de ce raccord contient un corps, ou dispositif, disposé centrale- ment ainsi qu'un manchon d'étanchéité capable d'effectuer un déplacement longitudinal par rapport à ce corps ou dispo- sitif. On peut mentionner, comme exemple de ces raccords, des raccords rapides destinés à unir des tronçons de tube ou des parties d'appareil d'obturation pour fluides et notamment liquides, sous basse ou haute pression. On connaît déjà un grand nombre de raccords rapides destinés à diverses applications. Le dispositif ou corps précité peut être inclus comme corps de vanne dans un raccord rapide de ce genre. Si ce raccord rapide est destiné à servir dans un milieu environnant pouvant présenter des risques, le raccord peut incorporer ce que l'on appelle une enveloppe protectrice pour empêcher l'intrusion d'impuretés et de particules étrangères dans ce raccord. Des raccords de ce genre peuvent également comporter des organes de rete- nue de billes, ou organes analogues, faisant partie d'un dispositif d'un genre déjà connu pour verrouiller ensemble les éléments mâles et femelles du raccord rapide. Voici un exposé sommaire du problème technique que l'invention cherche à résoudre. Dans le cas du raccord rapide du type que l'on vient de présenter, on a besoin à de nombreux égards de pouvoir réaliser une structure donnant de la souplesse lors de la production et de l'assemblage du raccord rapide, l'ensemble faisant partie d'un procédé de fabrication rationnelle. La structure doit ainsi être capable de consister en des éléments facilement interchan- geablesque l'on peut combiner ou associer ensemble pour répondre à diverses normes concernant, par exemple, les dimensions et les types de filetage que ces pièces peuvent ou doivent comporter et/ou auquels ces pièces doivent s'adapter. La conception du raccord rapide doit également être telle que ce raccord puisse fonctionner de manière optimale, et puisse notamment répondre à des spécifications exigeant la mise en oeuvre de faibles forces de connexion seulement et l'absence de fuite lors du remplacement du raccord ou de ses pièces, notamment. 5.La présente invention a en particulier pour but de proposer un élément femelle de raccord d'un type ou modèle permettant de résoudre le ou les problèmes que l'on vient de présenter. Parmi les caractéristiques importantes du nouvel élément femelle de raccord, on peut citer la présence d'un élément, en forme de manchon, destiné à sup- porter ou porter le dispositif ou corps central; le manchon d'étanchéité est logé dans un évidement prévu à cet effet dans l'élément femelle du raccord; le corps ou dispositif central est supporté dans l'élément de portée ou support par des éléments disposés radialement, ce qui permet de former un ou plusieurs passages de fluide entre l'extérieur du corps ou dispositif et l'intérieur de l'élément de support; et l'élément de support ou portée porte un dispo- sitif pour soulager les charges dues à des forces quelcon- ques exercées par le fluide et qui agissent sur le manchon d'étanchéité pendant que le raccord rapide est en place et joue son rôle normal. On propose, dans des développements supplémen- taires de l'idée ou concept de l'invention, que deux élé- ments destinés à supporter le dispositif central soient réa- lisés à l'aide d'une unité en forme de disque s'étendant diamétralement dans le passage de fluide ménagé dans l'élé- ment porteur. Cette unité doit de préférence présenter un évidement destiné à l'ancrage du dispositif ou corps central, le dispositif comportant à cet effet une partie terminale filetée permettant de le visser dans l'unité en cause, dans un évidement correspondant de cette dernière. Pour que le dispositif central présente une fixation rigide, il comporte, à la partie extrême filetée précitée, des surfaces radiales de support qui interagissent avec des surfaces correspon- dantes ménagées sur le bord terminal de l'unité. L'unité peut être autorisée à réaliser une péné- tration limitée dans le sens longitudinal de l'élément femelle du raccord et être encore capable d'assurer son rôle de fixation du dispositif central. L'unité sert, dans une forme préférée de réalisation, de butée déterminant et délimitant le degré d'insertion du manchon d'étanchéité dans l'élément femelle du raccord. Afin d'obtenir une fonction d'étanchéité convenable dans le raccord rapide, il est essen- tiel que le manchon d'étanchéité soit doté d'un degré prédéterminé d'insertion dans l'élément femelle du raccord. Ce degré d'insertion peut être déterminé à l'aide des organes qui supportent les butées ménagées sur l'unité, ces organes pouvant prendre la forme d'une ou plusieurs tiges ou taquets faisant saillie de l'unité. Les tiges ou taquets précités font saillie de l'unité dans le sens longitudinal de l'élé- ment femelle de raccord. Dans une forme de réalisation, les organes sont fermement supportés dans le sens longitudinal de l'élément femelle du raccord. Le support est assuré à une extrémité de l'élément porteur, et le manchon d'étanchéité supporté dans les autres parties de l'élément porteur à l'intérieur desquelles il joue son rôle. Le manchon d'étanchéité fait saillie vers l'extérieur, à l'autre extrémité de l'élément porteur, de façon à pouvoir interagir avec des organes dis- posés sur l'élément mâle du raccord afin de relier ensemble les éléments mâle et femelle du raccord rapide. Dans le cas o l'élément femelle du raccord com- porte des organes ou enceintes de retenue de billes de blo- cage, il vaut mieux que l'élément porteur soit supporté dans un organe semblable. Le manchon d'étanchéité peut alors interagir avec un premier ressort de rappel qui est en con- tact avec l'organe précité, et l'élément porteur peut cons- tituer un support pour un second ressort destiné à rappeler une enveloppe protectrice éventuellement disposée dans l'élément femelle de raccord. Les organes de soulagement de charge consistent essentiellement en des organes faisant saillie vers l'inté- rieur, qui sont de préférence disposés à l'extrémité libre de l'élément porteur. Des organes correspondants ménagés sur le manchon d'étanchéité pour assurer un soulagement de charge peuvent avoir la forme d'organes correspondants en saillie,situés sur les parties du manchon d'étanchéité se trouvant à l'intérieur de l'élément porteur. L'élément porteur peut être logé dans un évidement ménagé dans l'élément femelle du raccord et il peut être fixé grâce à un évidement interne de l'enceinte de retenue ou de roulement de billes, lors de l'assemblage avec un élément du corps ou un élément correspondant appartenant à l'élément femelle. Le manchon d'étanchéité et les éléments radiaux (de l'unité) sont disposés, par rapport à l'élément d'ancrage, de façon à pouvoir être logés avant que l'élément d'ancrage lui-même ne soit logé à l'intérieur de l'évidement précité. On a déjà signalé que les formes de réalisation décrites ci-dessus présentent des avantages, notamment dans le domaine de la fabrication et de l'assemblage d'éléments de raccord rapide. Ces éléments peuvent être réalisés en comportant des filetages différents qui leur permettent de servir dans leurs différents domaines et différentes zones respectives d'application. Les avantages précités viennent s'ajouter aux rôles et propriétés essentiels des raccords rapides de ce genre, sans s'exercer aux dépens de ces pro- priétés traditionnelles ni leur nuire. Une forme préférée d'un élément femelle de raccord sera maintenant décrite plus en détail, à titre illustratif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe verticale pratiquée sur une moitié du raccord et montre la structure de l'élément femelle du raccord, avec présence de parties de l'élément mâle du raccord insérées dans l'élément femelle, et cette figure montre la position des éléments male et femelle du raccord rapide une fois ce raccord assemblé, et la figure 2 est une vue horizontale du raccord de la figure 1, quand on le regarde à partir d'une de ses extrémités. La figure 1 montre un raccord rapide comportant les organes ci-dessus décrits de verrouillage, et comportant un manchon 1 de verrouillage et un manchon 2 de retenue. Les organes de verrouillage comprennent également un organe 3 de retenue et roulement de billes, dont les billes capables d'interagir avec le manchon 1, pour assurer un rôle de verrouillage, sont désignées par l'indice 4. Les billes con- tenues dans l'organe 3 de retenue et qui sont capables d'interagir avec le manchon 2 de retenue sont désignées par l'indice 5. Un ressort monté entre les manchons 1 et 2 est désigné par l'indice 6. L'organe 3 de retenue de billes comporte un filetage 3a pouvant être assemblé par vissage avec une partie de corps ou partie 7 formant écrou et qui présente un évidement interne 7a et un filetage interne, ou taraudage, 7b dont les filets correspondent à ceux du filetage 3a de l'organe 3. A son extrémité libre, l'élément 7 comporte un prolongement 7c en forme d'écrou, Le raccord rapide ici décrit contient un corps 8 de vanne ou soupape à disposition centrale dans ce raccord et qui, à une,8a, de ses extrémités, présente un élément 8b d'étanchéité. L'élément d'étanchéité supporte une bague 9 d'étanchéité. L'élément femelle du raccord contient égale- ment un manchon 10 d'étanchéité capable d'effectuer un dépla- cement longitudinal et qui, à sa première extrémitê- 10a, peut interagir avec la bague 9 précitée d'étanchéité. Dans la forme de réalisation représentée, l'élément femelle du raccord comporte également ce que l'on appelle une enveloppe protectrice 11 montée ou disposée dans l'élé- ment femelle du raccord en une position radialement externe par rapport au manchon 10 d'étanchéité et de façon à pouvoir effectuer un déplacement longitudinal. Le corps 8 de vanne est supporté à son autre extrémité 8c dans l'élément femelle du raccord par des orga- nes 12 en forme de disques ou d'anneaux. Ces organes sont à leur tour supportés dans un élément 13 de support ou d'an- crage, qui constitue une partie séparée de l'élément femelle du raccord et qui y est maintenu en position, dans cet élément femelle, à l'aide de l'organe 3. L'organe 3 de rete- nue et roulement de billes présente un évidement 3b destiné à loger l'élément de support, et 'l'élément ou partie 7 pré- sente un évidement 7d pour loger cet élément 13 de support. L'élément 13 de support présente un évidement 13a destiné à loger les organes de l'unité 12. A partir du filetage 3a et de l'épaulement 3b, l'élé- ment 13 de support présente des évidements échelonnés formant un interstice 14 entre la surface interne de l'organe 3 de retenue de billes et la surface externe de l'élément 13 de support. L'enveloppe protectrice 11 se prolonge dans cet interstice, lequel loge également un ressort 15 de rappel de cette enve- loppe 11. Le manchon 10 d'étanchéité est disposé dans l'élé- ment 13 de support de façon à présenter une saillie venant partiellement en contact avec cet élément 13 et à coopérer avec cet élément 13 (en subissant un déplacement longitu- dinal). L'unité, ou groupe des organes 12, constitue un sup- port pour un ressort 16 de rappel du manchon d'étanchéité, ce ressort s'appuyant sur une collerette lO0b constituant une saillie du manchon 10. Le manchon 10 d'étanchéité et les éléments radiaux 12, en forme de disques,sont disposés par rapport à l'élément 13 d'ancrage de façon à pouvoir être logés avant que l'élément 13 d'ancrage ne soit lui-même logé dans l'évidement 7d de la partie 7 de l'élément femelle. Le groupe ou l'unité 12 comporte des organes 12a de butée destinés à arrêter le manchon 10 d'étanchéité placé dans le sens longitudinal de l'élément femelle. Ces organes 12a se prolongent à l'intérieur du ressort 16. Ces butées 12a déterminent la position d'insertion du manchon 10, dans le but de garantir le rôle d'étanchement assuré par le raccord rapide et de délimiter le degré d'insertion de ce manchon 10 dans l'élément femelle du raccord. Les surfaces du manchon 10 et de l'unité 12 qui peuvent mutuellement interagir sont indiquées par les indices respectifs 10c et 12b. L'élément 13 de support présente un rebord 13b, '93884 entier ou interrompu, faisant saillie vers l'intérieur du raccord et qui est capable d'interagir ou de coopérer avec un rebord 10d correspondant, en saillie vers l'extérieur, du manchon 10. Le rebord 13b est ménagé à l'extrémité libre de l'élément 13 de support, et le rebord 10d est ménagé à la partie centrale d'une moitié (la moitié interne) du man- chon 10. Les rebords iOd et 13b limitent le degré de saillie du manchon 10 à partir de l'élément 13 de support, en même temps qu'ils absorbent toutes les forces éventuelles F de fluide risquant d'agir sur le manchon 10 d'étanchéité. La force F peut s'exercer quand l'élément femelle se trouve ne pas être encore relié à l'élément mâle. Une possibilité de hautes pressions peut ainsi découler de l'apparition de chocs et phénomènes semblables dans le fluide. Il peut ainsi se produire des forces F dues à une pression de travail pou- vant aller jusqu'à environ 50 MPa, par exemple. Dans la posi- tion non connectée précitée, le manchon 10 d'étanchéité repose contre la saillie précitée 8b du corps ou dispositif central 8. Le rôle de soulagement de charge exercé par les organes 10d et 13b peut ainsi contribuer à limiter les con- traintes s'exerçant éventuellement sur le corps ou disposi- tif 8. Le manchon 10 d'étanchéité présente également un épaulement 10f permettant au manchon protecteur 11 d'agir, de la façon décrite ci-après, sur le manchon 10 d'étanchéité. L'organe 12 fait partie d'une unité ou ensemble en forme de disques, qui s'étend diamétralement sur l'évide- ment 13c de l'élément 13 de support (voir figure 2),le groupe ou unité y étant identifié par l'indice 17. L'unité comporte un évidement 17a de support, qui est de préférénce un logement présentant un filetage. Le corps ou dispositif 8 peut être fixé dans l'unité 12 grâce à une partie termi- nale 8d du corps ou dispositif et qui, dans ce cas parti- culier, comporte un filetage 8e coopérant avec le trou ou évidement taraudé 17a. Afin de garantir la fixation rigide du corps ou dispositif 8 dans l'unité 17, ce corps ou dis- positif 8 comporte une surface radiale 8f capable de coopé- rer avec une surface radiale correspondante de l'unité 12. Pour l'opération de raccordement, on peut tout d'abord placer le manchon 10 d'étanchéité et l'unité 17, par exemple, dans l'élément 13 de support ou d'ancrage qui est séparé au moment de l'assemblage. On peut placer ensuite cet élément dans l'organe 3 de retenue ou logement de billes, puis l'on visse l'ensemble pour le fixer sur le corps ou élément 7 grâce aux filetages 3a, 7b. Une fois ce vissage exécuté, l'élément 13 de support et l'unité 17 sont bien fixés à l'encontre d'un déplacement longitudinal dans l'élément femelle du raccord. La figure 1 montre cet élément femelle de raccord dans une position dans laquelle il est relié ou connecté à un élément mâle 18 de raccord. Au moment de l'assemblage, l'élément mâle 18 provoque le déplacement longitudinal du manchon protecteur 11 vers l'intérieur, à l'encontre de l'action du ressort 15. Le manchon protecteur 11 provoque à son tour le déplacement du manchon 10 d'étanchéité vers l'intérieur, à l'encontre de l'action du ressort 16. Les surfaces 10c et 12b de butée limitent le degré d'insertion du manchon 10 si l'élément mâle 18 tendait indûment à provo- quer un déplacement supplémentaire de ce manchon vers l'inté- rieur. Le passage réservé au fluide s'étend de l'un ou l'autre côté des éléments 12, entre la surface interne de l'élément 13 de support et l'extérieur du corps ou disposi- tif 8, en passant par l'intérieur du manchon 10 d'étanchéité et entre la surface interne de l'élément male 18 et l'exté- rieur de l'élément 8b d'étanchéité. Le passage de fluide mène à l'intérieur de l'élément mâle, à l'extérieur du corps 19 de vanne de l'élément 18, lequel, au moment du raccorde- ment, peut interagir et coopérer avec l'élément 8b de l'élé- ment femelle. L'étanchéité à l'égard du fluide est assurée grâce à un premier joint 20 d'étanchéité (auquel est associé ce que l'on appelle une bague de soutien) entre les collerettes ou rebords lOb et 10d du manchon d'étanchéité et un second joint 21 d'é- tanchéité (comportant aussi ce qu'on appelle une bague de soutien) à l'in- térieur de l'élément mâle. On comprendra qu'une fuite pourrait se produire au niveau de la bague 20 d'étanchéité si le degré d'insertion du manchon 10 d'étanchéité n'était pas limité par les surfaces 10c, 12b de butée. Un joint 22 d'étanchéité est mbnté à l'extérieur de l'élément de support, dans l'évidement 7d. Quand les éléments mâle et femelle sont déconnectés de la fa- çon précédemment décrite, les ressorts 16, 15 rappellent le manchon 10 d'étanchéité. Le manchon 10-vient en interaction de coopération avec la bague 9 d'étanchéité et vient s'appuyer contre une surface 8b' de rebord située sur l'élément 8b. L'extérieur de l'enveloppe, ou manchon protecteur, 11 constitue avec la surface externe de l'élément 8b une surface terminale commune, essentiellement plane sur l'élément femelle du raccord. L'unité 17 est réalisée de façon que ses parties respectives présentent, sur la coupe apparaissant sur la figure 1, une forme essentiellement rectangulaire dans laquelle le côté long dépasse le côté court avec une bonne marge et correspond, par exemple, au double de ce côté court. La section transversale, de forme rectangulaire, est trans- formée à la base en un pentagone irrégulier qui constitue le dispositif 12a précité de butée. L'unité 17 adopte, dans l'élément porteur 13, une position qui signifie que ses par- ties externes (c'est-à-dire les parties qui sont supportées dans cet élément porteur 13) présentent essentiellement les mêmes dimensions externes que le manchon 10 d'étanchéité. La moitié du raccord, qui n'est pas représentée sur la figure 1, a la même structure que la moitié représentée. On voit donc qu'une partie centrale 8 de l'élément femelle du raccord peut être un tube qui, après assemblage du raccord rapide, constitue l'embout ainsi monté sur un corps 19 de soupape ou de vanne. On comprendra par ailleurs que l'unité 17 peut être supportée de façon à pouvoir effec- tuer un déplacement longitudinal dans l'élément 13 porteur ou de support et/ou que la pièce ou dispositif 8 peut être déplac6(e) vers le haut et peut comporter un organe d'étan- chement correspondant à l'élément d'étanchéité 8b. Il est possible de cette façon de réaliser, par exemple, un ensem- ble à deux vannes ou deux soupapes, qui est agencé de façon à pouvoir réaliser un déplacement longitudinal dans l'élément femelle, cet ensemble pouvant présenter de l'intérêt dans le cas o une pression extrêmement élevée règne ou risque de régner à l'intérieur de l'élément de raccord. L'unité 12 en forme de disque(s) peutêtre produite à partir d'un flan plat en acier. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'inven- tion, de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'élément femelle de raccord rapide, et au raccord rapide qui le comporte, décrits et représentés. il REVENDICATIONS 1. Elément femelle pour raccord rapide, cet élément femelle contenant une partie ou un dispositif (8) s'éten- dant dans la partie centrale de cet élément ainsi qu'un manchon (10) d'étanchéité capable d'effectuer un déplacement longitudinal par rapport à la partie (8), élément femelle caractérisé en ce qu'un élément (13) en forme de manchon, destiné à supporter la partie (8) et le manchon (10) d'étan- chéité, est logé dans un évidement (7d) prévu à cet effet dans l'élément femelle du raccord; en ce que la partie (8) est supportée, dans l'élément (13), à l'aide d'organes (12) s'étendant radialement, ce qui rend possible la formation d'un ou plusieurs passages.de fluide entre l'extérieur de la partie (8) et l'intérieur de l'élément (13) de support; et en ce que l'élément (13) de support comporte un disposi- tif (13b) destiné à soulager la charge qu'un fluide devant passer dans ce raccord rapide exerce par l'intermédiaire de sollications ou forces (F) agissant sur le manchon (10) d'étanchéité. 2. Elément femelle de raccord rapide selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une unité (17) dont le montage, en position diamétrale dans l'élément (13) de support, permet la fixation des positions relatives des parties de cet élément femelle et le montage avec l'élément mâle (18) du raccord rapide. 3. Elément femelle du raccord rapide selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité (17) présente un évidement (17a) destinée à loger et ancrer la partie ou dispositif (8). 4. Elément femelle de raccord rapide selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la partie ou dispositif (8) présente une partie terminale (8d) filetée comportant une ou plusieurs surfaces (8f) radiales, les- quelles interagissent et coopèrent avec une ou des surfaces correspondante(s) de support formées sur l'unité (17). 5. Elément femelle de raccord rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs organes (12) présentant des dispositifs ou organes (12a) de butée pour arrêter le manchon (10) d'étanchéité s'étendant dans le sens longitudi- nal de cet élément femelle et pouvant y effectuer un dépla- cement longitudinal, ces organes (12a) étant destines à donner au manchon (10), lors de l'insertion de l'élément mâle, une position assurant le rôle d'étanchement joué par le raccord rapide. 6. Element femelle de raccord rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes (12), quand on les regarde dans le sens longitudinal de cet élément femelle, sont fermement ancrés sur l'élément (13) de support à une de ses extrémités, et en ce que le manchon (10') d'étanchéité est supporté sur les autres parties de l'élément (13) de support et coopère avec elles. 7. Elément femelle de raccord rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément (13) de support est supporté sur un organe (3) de retenue de billes (4) de verrouillage faisant partie de cet élément femelle du raccord. 8. Elément femelle de raccord rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (10) d'étanchéité coopère et interagit avec un premier ressort (16) de rappel, qui est en contact avec l'organe (12), et en ce que l'élément (13) constitue un support pour un second ressort (15) de rappel d'une enve- loppe (11) protectrice disposée radialement à l'extérieur du manchon (10) d'étanchéité. 9. Elément femelle de raccord rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif (13b) de soulagement de charge,ménagé sur l'élément (13) de support,consiste en un rebord interne entier ou interrompu, situé de préférence à l'extrémité libre de cet élément (13), et en ce que des organes ou dispositifs (10d) correspondants de soulagement de charge, ménagés sur le manchon (10) d'étanchéité, consistent en un rebord entier ou interrompu, ces rebords étant de préférence situés dans les parties centrales d'une moitié du manchon (10). 10. Elément femelle de raccord rapide selon l'une quelconque des revendications 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que l'élément (13) de support peut être logé dans un évide- ment (7d) de l'élément femelle de raccord et peut être fixé à l'aide d'un évidement interne ménagé dans l'organe (3) quand celui-ci est assemblé avec une partie (7), formant écrou, de cet élément femelle, et en ce que le manchon (10) d'étanchéité et les organes (12) radiaux sont disposés, par rapport à l'élément (13) de support ou d'ancrage, de façon à pouvoir être logés avant que cet élément (13) ne soit lui- même logé à l'intérieur de l'évidement (7d).