Brevet FR2626343A1 — publié le 19890728

1. Elément de raccordement-' composite pour des canalisations de fluide hydraulique La présente invention concerne des éléments de raccordement composites sous la forme d'accouplements et de raccords pour des canalisations de fluide hydraulique, elle concerne spécifiquement des accouplements et des raccords ayant un corps constitué par un premier matériau formé autour d'un deuxième matériau. Les raccords pour procurer une fixation étanche entre un tube conducteur d'un fluide hydraulique, ou de tout autre fluide, et un équipement associé, tel qu' un vérin, un collecteur, etc, sont bien connus. Un type de raccord bien connu est celui représenté dans le brevet US 3 702 707 incorporé ici à titre de référence. La figure 1 montre une forme d'un tel raccord hydraulique, considéré ici comme raccord de la technique antérieure. La combinaison de raccord 10 comporte un raccord 12 vissé dans un produit de base 14 par l'intermédiaire de filets extérieurs 16. Le produit de base peut être en acier, en aluminium ou ep tout autre matériau constituent le carter ou l'équipement particulier auquel on doit raccorder une canalisation de fluide. Une cavité 18 se raccorde a un passage 20 que traverse le fluide. Le fluide peut âtre hydraulique ou pneumatique et travailler sous une pression pouvant atteindre, par exemple 55 MPa. Le raccord 12 comporte une gorge torique 22 pour maintenir un joint torique 24 contre un premier contre- alésage 26 dans le produit de base. La gorge torique est située sur la surface extérieure du raccord entre les filets 16 et une surface conique divergeant vers le haut 28. La surface conique 28 se termine au niveau d'une série de cannelures longitudinales 30, qui s'étendent dans une direction parallèle à l'axe central 32 de la combinaison de raccord. Le raccord est maintenu vissé dans le produit de base 14 par une bague de blocage 34 ayant des cannelures internes 36 coopérant avec les cannelures externes 30 sur le raccord. La bague de blocage comporte &aIlement des cannelures extérieures 38 pour codpérer avec le produit * de base dans un deuxième contre alésage 40. La bague de blocage 34 empêche le raccord de tourner par rapport au produit de base, empêchanta ainsi le raccord de sortir .du produit de base n' fonctionn-ementz -sL.cannelures lonigitudinales 30 sur le raccord, en coopération avec les cannelures sur la bague de blocage, sont également u{iliséess pour bloquer le raccord dans le produit de base ou pour retirer le raccord, avec un outil approprié _non représente). ne portion terminale supérieure ou deuxième portion 42 du raccord 12 comporte des filets extérieurs 44 pour coopérer.avec un écrou d'accouplement (non représenté)- pour une canalisation. de fluide hydraulique. L' élément d'accouplement coopère par vissage avec la portion supérieure du raccord de façon & pouvoir former un Joint étanche entre la canalisation hydraulique et la deuxième portion terminale 42 du raccord. Lorsqu'il est utilisé pour des applications à * haute pression, le raccord représenté sur la figure 1 est, de façn caractéristique, fabriqué en un métai tel que l'aluminium, le titane ou l'cIrer. De tels raccords forment, lorsqu' ils sont pris en groupe dans un aéronef, par exemple, une partie non négligeable du poids total de l'aéronef. On connait également des éléments d'accouplemsent pour raccorder ensemble deux tubes hydrauliques. D'après 1'invention, un élément de raccordement pour raceorder un tube hydraulique à un produit de base ou à un deuxième tube hydraulique comporte. un corps annulaire formé en un premier matériau. Ce mzitériau peut être une matière plastique ou un composite avancé. 35. Le corps s' étend sur une longueur substantielle de l' élément de raccordement et a une..surface intérieure définissant un passage. En outre,-le corps comporte des mo.yens le lpng d'une deuxième portion pour raccorder l'élément de raccordement à un tube hydraulique. Les moyens de montage peuvent se présenter sous la formes de filets, de telle sorte que le corps d'accouplement peut coopérer par vissage avec un écrou d' accouplement du tube hydraulique. Des mo.yens sont prévus sur une première portion du corps pour raccorder l'élément de raccordement au produit de base ou a un deuxième tube hydraulique par l'intermédiaire d'un écrou d'accouplement. Les. moyens de montage peulent se présenter sous la forme de filets pour coopérer par vissage avec le produit de base, tel que le carter d'un vérin, etc, ou avec l' écrou d'accouplement. Un manchon, formé dans un deuxième matériau, s'étend A travers le passage sur pratiquement toute la longueur de l'1éément de raccordement. Le manchon peut être fabriqué en un matériau tel que le titanS, l'aluminium ou l'acier. Le manchon comporte une- surface intérieure et deux extrémités, chaque extrémité du manchon s' étendant radialement vers l'extrieur depuis un axe longitudinal central du manchon sur une extrémité respective du corps. L'él6ment d'accouplement procure un élément de raccordement hydraulique léger et 'de fabrication facile, qui peut être utilisé dans maintes applications, y compris celles exigeant des pressions relativement élevées. L'élément de raccordement peut être approprié pour de telles applications, enfonction des exigences de pression particulières de l'application. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description détaillée, donnée ci-après & titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisatins préférées, en liaison avec le dessin joint sur leque1: La figure I est une vue en élévation latérale et partiellement arrachée d' un raccord de la - technique antérieure, monté dans un produit de base pour y être fixé en utilissant une bague de blocage; La figure 2 est une coupe longitudinale d'un raccord selon la présente invention; La figure 3 est une vue en plan de bout d'un raccord tel que représenté sur la fig. 2; La figure 4 est une coupe longitudinale d'un 2626C43 raccord selon une autre' réalisation de la présente invention; La figure 5 est une vue en plan de bout d'un raccord similaire a celui représent4 sur la fi ure 3; - et Lae figure -z6 est. une coupe longitudinale d'un raccord selon la présente invention. Un êlément de raccordement sous la forme d'un raçcord 46 (fifure 2)_ faisant partie d'une combinaison- dé raccord telle que représentée sur la figure 1 pour. monter un tube hydraulique sur un produit de base, comporte-un corps de raccord annulaire 48 et un manchon 50. Le corps de raccord 48 comporte une portion inférieure ou première portúon terminale 52 et une portion supérieure ou deuxième portion terminale 54. les termes "inférieure" et "supérieure" sont relatifs lt'orientation du raccord sur la figure 2, mais ne sont pas prévus pour limiter la derscr!pti'on ou l'utilisation du raccord i une orientation particulière quelconque. Ltintérieur du corps de raccord est généralement cylindrique autour d'un axe central- 56 s'5tEdtant lon1itudinalement 'à travers le corps de raecord. La surface intérieure du corps de raccord est -,gneralement coaxiale & l'axe central 56. Généralement toutefois, la surface intérieure du corps de raccord se conformera & la surface extérieure du manchon 50, du fait que, de façon caractéristique, le raccord sera formé par un procédé de moulage par injection en utilisant le manchon 50 cômme noyau. En conséquence, toute variation de la surface extérieure du manchon sera -compensée par la surface intérieure du corps. de raccord (voir. la discussion ci-après en ce qui concerne la figure 4). De même, les' extrémités du corps de raccord Se conforment aux extrémités respectives du manchon, du fait. que ces extrémités s' étendent radialement vers l' extérieur depuis l'axe central 56, comme il sera décrit plus en détail ci-après. Des filets extérieurs 58 sont formes autour de la surfoce circonfdrentielle de la première portion terminale 52 pour monter le corps de raccord sur un produit de base. Les filets sont - formes depuis 1'ext émité du corps de raccord vers le haut jusqu'à une gorge torique 50, similaire a celle décrite'en ce qui concerne la figure 1, pour recevoir le Joint torique 24. - La gorge torique 60 s' étend circonfà- rentiellement autour'de toute la surface extérieure du corps de raccord. Une surface conique divergeant vers le haut, 62 similaire & celle décrite an ce qui concerne la surface 28 de la figure 1, s' étend radialement vers l'extérieur et vers le haut en direction de la deuxième extrémité 54 du corps de raccord pour constituer une surface d'appui dans le produit de base, lorsque le corps de raccord est vissé dans le produit de base. La surface conique se termine dans une surface 64, au moins partiellement cannelée pour coopérer avec une bague de blocage similaire & celle décrite ci-dessus en ce qui concerne la bague de blocage 34 de la figure 1. La surface 64 comporte des cannelures 66, comme on le voit sur la figure 3, autour d'au moins une porti on de sa surface circonférentielle. D'autres moyenà appropriés' pour coopérer avec une bague de blocage peuvent atre prévus, de telle sorte que la coopération de la bague de blocage avec un produit de.bàse empâc.he la rotation du corps de raccord par rapport au produit de base pour empacher le raccord de ce dévisser. La surface 64 s'étend vers le haut en- direction de la deuxième portion terminale 54 et se termine au niveau d'un épaulement s' étendant radialement vers i' intérieur 67. En variante, la surface 64 peut se terminer en une surface - inclinée vers 1' intérieur en direction des - filets 68 (décrits ci-après). La deuxième portion terminale 54 s'étend vers le haut (vue sur la figure 2) depuis 1' épaulement 67 jusqu' & la deuxième extrémité du corps de raccord. Une portion substantielle ou toute la portion de la deuxième portion terminale comporte des filets 68 autour de sa surface circonférentietlle pour raccorder un- tube hydraulique a haute pression au raccord par l'intermédiaire d'un écrou d'accouplement monté sur le tube. Le corps de. raccord est de préférence en une matière plastique ou en un matériau composite léger, mais très résistant. Le corps de raccord- est de préférence renforcé par des fibres ou par du verre et peut être formé en un matériau tel que celui offert par General-Electric sous 'la marque. commerciale ULTEM 2400. L'utilisation de la matière plastique ULTEM permet d'obtenir un raccord qui est sensiblement 18% plus léger qu'un raccord formé entièrement ern titane. Le manchon 50-est un tube cylindrique circulaire généralement rectiligne, s' étendant sur la longueur du corps de raccord; il comporte une première collerette terminale 70, s' étendant pratiquement radialement vers l'extérieur depuis l'axe: central 56, pour former un bord replié ou rebord sur la première extrémité du manchon. La première collerette terminale s'étend sur la première extrémité du corps -de raccord et la recouvre pratiquement de telle sorte que la face de la première extrémité du corps de raccord est recouverte par. la première collerette terminale du manchon. La première collerette terminale 70- sert à retenir le manchon dans le corps dé raccord, mème sous la pression hydraulique élevée développé autour du raccord dans des conditions de fonctionnement normales. La première collerette terminale 70 tend également à s'opposer A toute force orientée vers le haut développée dans le corps de raccord sous l'effet de la pression élevée dans la canalisation de fluide hydraulique tendant à tirer la deuxième portion terminale 54 hors du produit de'base, ainsi que la première portion terminales 52. Au viveau de 1l extrémité du manchon opposée & la première collerette terminale '; -une deuxième collerette terminale 72 s' étend pratiquement radialement vers 1' extérieur depuis le manchon par rapport à 1' axe 3 central 56. La deuxième collerette terminale peut s'étendre vers l'extérieur et légèrement vers le haut en faisant un angle par rapport a l'axée central pour former un joint d' teanchéité résistant entre la cahalisation hydraulique (qui peut avoir une extrémité de tube à embout étanche) et la surface métallique de la deuxième collerette terminale sur le monchon. En variante, la deuxième collerette terminale. peut être * configurée par rapport au reste du manchon de façon à recevoir des extrémités, de tube évasées ou non évasées Dans le cas d'un manchon pour recevoir des extrémités de tube évasées ou non évasées,, le manchon peut être usine de façon & avoir la configuration appropriée, qui est bien connue de l'hormme de l'art. Dans chaque configuration, chaque extrémité du manchon s'étend sur une portion substantielle ou sur la 'totalité de l' extrémité respective du corps, et la recouvre, comme il est représenté sur les figures 2 et 4. En outre, dans cette configuration, le corps s' étend.sur une longueur substantielle du raccord. - -Le manchon sert à former -un Joint étanche fiable entre le raccord et le tube hydraulique au niveau de la deuxième collerette terminale -72. Le manchon sert * également d'élément de grande résistance, qui permet A la combinaison de raccord de résister a des pressions hydrauliques importantes lorsque le raccord est monté dans un produit de base. Dans la présente réalîsation, la surface en section transversale du manchon au niveau de la gorge torique du raccord est égale à environ 24% de la surface totale en coupe transversale du raccord au niveau de la gorge torique. Les collerettes terminales sur le manchon servent à maintenir le corps de raccord dans le - produit de base,- même lorsqu'une pression élevée se développe autour du raccord. Les filets sur la première portion terminale 52 fixent le raccord dans le produit de base, tandis que les. pressions hydrauliques développées dans La canalisation hydraulique et dans le raccord tendent à déplacer la deuxième portion terminale 54 it la surface conique 62 pour l' éloigner du produit de base. La deuxième collerette terminale 72 sert & maintenir intact le corps du raccord commme discuté ci-dessus, contra cette force de déplacement. Le manchon peut être en titane, en acier, en aluminium ou en. tout autre matériau de résistance élevée. De Préférence. le manchon est form4 dans in matériau qui ne réagit pas avec les f luides hydrauliques habituels utilisés dans 'les applications sous pression élevée. Par ailleurs, le manchon est, de préférence, en un matériau plus résistant que le corps du raccord pour résister aux forces longitudinales et radiales développées par la pression du fluide- traversant le raccord. Les cannelures 66 sont représentées sur la figure 3 comme ne s'étendant qu'autour d'une portion de la circonférence du raccord. Les cannelures internes complémentaires sur une bague de blocage, telle que celle représentée sur la figure 1. La figure 5 montre une variante de cannelures sur le corps du raccord, qui s'étendent:autour de toute la surface circonféràntielle du raccord entre la surface conique 62 et l'épaulement 67 du corps du raccord. Dans une autre réalisation- représentée sur la figure 4, le manchon comporte au moins une. saillie ou collerette intermédiaire 74 s' étendant. circonfé- 2.0 rentiellement autour de la surface extérieure du * manchon au niveau d'une position longitudinale intermédiaire entre la première et la deuxième collerette terminale du manchon. Dans une réalisation préférée, la collerette est située par rapport au corps du raccord plus près de la surface conique 62 que de l'épaulement 67. On pense que cette collerette intermédiaire peut constituer un soutien supplémentaire du corps du raccord lorsque le raccord est en place dans un carter et soumis À une pression. Par exemple, la collerette intermédiaire (ou les collerettes $ntermédiaire lorsqu il y en a plus d'uie)' s'oppose A. toute force de cisaillement développée entre le manchon et le corps de raccord. Les filets ne sont pas représentés pour d-s raisons de clarté sur les portions terminale 52 et 54 de la figure 4, bien qu'il soit entendu qu'ils existent pour servir aux buts qui leur sent proposés; Dans une autre réalisation de la combinaison de raccord similaire A celle représentée sur la figure 4, le manchon peut comporter des nervures et des gorges 9. alternées pour constituer plusieurs collerettes intermédiaires. En variante, les nervures et gorges circulaires peuvent- être quelque' peu adoucies de man4 re que les collerettes intermédiaires n'aient pas de coins 90*. On peut prévoir d'autres discontinuités de surface extérieure du manchon pour obtenir des résultats identiques ou similaires. Dans la production de ces raccordsi, on fabrique un manchon avec des portions terminales formant des collerettes et éventuellement des col'lerettes ou autre discontinuités intermédiaires. Le manchon peut être fabriqué & partir d'un tube de titane et les collerettes sont - alors formées en évasant ou en rabattant les extrémités du tube pour dilater ces 15. extrémités radialement vers l'extérieur, comme on le voit sur la figure 2. En outre, des discontinuités peuvent être créées, comes le sait 1' homme de l' art. - Le corps du raccord est formé autour du manchon par un procédé de moulage par InJection ou une opération similaire pour arriver aux caractéristiques du corps de raccord décrit ci-dessus, en' liaison avec les figures 2 5, c.omme le saurait l'homme de 1'art. Par exemple, le manchon peut être placé sur un meandrin et placé dans un moule pour obtenir les dimensions extérieures désirées du corps du. raccord; Un matériau approprié est injecté dans le moule et on le laisse durcir selon les règles de t'art. La matière plastique durcit et le raccord est enlevé du meandrin- et trait si nécessaire pour amener la combinaison de raccord à sa forme finale. Ce procédé de fabrication du raccord est utilisé de préférence à 1 usinage, car les fibres dans tout matériau composite ne sont pas perturbées lorsque les filets du corps du raccord sont formes et' les fibres s'orientent d'elle-même selon les ligneà du moule. Un moulage par injection est également plus économique. Les configurations décrites ci-dessus en ce qui concerne le corps du raccord des figures 2 et 4 peuvent être modifiées de façon à former une réalisation oréférée de ' l élément di ratmsmcn* comme il est représenté sur la f igure 6 pour raccorder ensemble deux. tubes hydrauliques. L! élment d accouplement 84 comporte le manchon 50- qui est pratiquement le même que celui décrit précédemmernt, (ou que ses variantes) et un corps M6. Les dimensions intérieures du corps se conforment aux dimensions extérieures du manchon, comme décrit ci-dessus. La configuration extérieure du manchon- est généralement telle que les portions supérieure et inférieure du corps sont symétriques llune de l'autre dans un miroir par rapport & un plan transversal passant par le milieu du corps. Dans la réalisation de la figure 8, 1e manchon comporte une première collerette terminale 70. et une deuxième collerette terminale 72 formée de façon S a pouvoir coopérer avec une extrémité de tube à embout étanche. L 'élément d'accouplement comporte un premier Jeu de filets s88 sur la-portion inférieure de l'élément d'accouplement etun deuxième Jeu de filets 90 sur la portion supérieure de cet élément d'accouplement. Les -20 longueurs des filetages sur les portions supérieure et inférieure de l' lément d'accouplement sont, de préférence, -les mêmes. Un épaulement radial 92 s'étend vers l'extérieure depuis la surface du corps de l'élément d'accouplement, et cet épaulement permet d'utiliser un outil pour tenir l'élément d'accouplement 84 lorsqu'on visse des écrous d'accouplement sur les portions filetées afin de raccorder des extrémités de tube respectives. Des trous ou d'autres moyens peuvent être formés dans l'épaulement pour y attacher des fils de blocage provenant des écrous d'accouplement pour empêcher ces écrous de se desserrer une fois fixés, comme il est connu. L' épaulement peut avoir des cannelures longitudinales autour de sa surface circonférentielle extérieure pour coopérer avec un outil -ayant des cannelures complémentaires. En variante, l'épaulement peut -comporter des pans de serrage pour recevoir une clé appropriée. Les matériaux du'manchon et du corps sont de préférence les mêmes que ceux décrits en liaison avec les réalisations précédentes. 2-626343 il On doit noter que les réalisations précédentes sont les réalisations pré rées, mais qu'on peut en envisager d'autres. Les réalisations décrites.de l'invention. ne doivent être considérées que cormme préférées et illustrant les concepts inventifs la portée de' Vinvention n'est.pas limitée a de telles réalisations. L'homme de 1' art peut envisager diverses nombreuses autres dispositions- sans s' écarer de. 1' esprit, ni de la portée de 1'invention. -; - 2626343 Revendicat ions 1.- Element de raccordement pour -raccorder un tube hydraulique à un produit de base ou un deuxième tube hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps annulaire (48) forms dans.un premier-. matériau et s'étendant sur une longueur notable de l' élément de raccordement, ayant une surface intérieure définissant -un passage et comportant -des moyens le long d'une deuxième portion (54) du corps pour raccorder 1' élément de raccordement à un tube hydraulique au moyen d' un écrou d'accouplement, et des moyens sur une premiere portion '(52) du corps pour raccorder l élément de raccordement au produit de base ou. à un deuxième tube hydraulique, et un manchon (504) 'constitué par un deuxième matériau et 'létendant à travers le- passage pratiquement stair la longueur de l' élément de raccordement, comprenant une surface. intérieure définissant un conduit A travers.lequel peut passer un fluide hydraulique, et cdmprenant deux extrémités (70, 72), chaque extrémité du manechon s' étendant au moins partiellement radialement vers l' extérieur depuis le manchon par rapport A un axe longitudinal central (5) -du manchon sur une extrémité respective du corps. 2.- Elément de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (50) est un manchon de titane. 3. - -ElSment de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (50) est un manchpn d'aluminium. 4.-Eilément de 'raccordement melon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier matériau est une matière plastique renforcée. 5. -Elément de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens sur la deuxième portion (54) du corps pour raccorder l'élment de raccordement au tube hydraulique comporte des filets (68) pour coopéer par vissage avec l'écrou d'accouplement du tube. - 6.- Eldment de raccordement selon la - E,13 revendicat ion 1, caractérisé. en ce que les moyens su- la première portion (52> du corps pour raccorder 1' élément de raccordement au produit de base. ou au deuxième tube hydraulique comporte des filets (58). 7. - Elément de raccordement se]on la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte- des moyens (92) sur le corps pour coopérer avec un outil pour tenir l' élément de.raccordement. 8. - Element de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ceque le manchon (50>) a une surface extérieure ayant au moins une saillie s' étendant radialement vers 1' extérieur depuis la surface extérieure du manchon. 9. - Elément de raccordement selon la s5 revendication 8, caractérisé en ce-que la saillie. (74) s' étend radialement vers l'extérieur depuis la surface extérieure du manchon au niveau d'une position située approximativement à mi-distance des extrémités du manchon. 10. - Elément de raccordement selon la - revendication 1, -comportant en outre une surface extérieure -inclinée (62), un carter auquel lt'élément de raccordement est raccordé ayant un passage se raccordant au conduit du manchon, une portion filetée dans le passage coopérant avec la première portion (52) du corps et une portion de coopération coopérant avec -la surface inclinée (62) du corps, caractérisé en ce que la deuxième portion C54) du.corps est raccordée à un tube par l'intermédiaire d'un écrou d'accouplement fileté, grace & quoi une surface du tube vient *en contact avec une surface du manchon. il. - Elément de raccordement selon la revendicati-on 1, caractérisé en ce que la deuxième portion 1' intermédiaire d'un autre écrou d'accouplement. 12. - Element de raccordement selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyes (92) pour receVoir un outil, ces moyens (92) tant prévu$ entre les moyens le long de la premiere portion (52) du c=rps et les 'moyens sur la deuxième portion ( tenir l' élément de raccordement.