Brevet FR2628819A1 — publié le 19890922

L invention concerne un dispositif de jonction entre un raccord tubulaire souple et un embout tubulaire rigide. Les véhicules automobiles modernes comportent un capot de plus en plus effilé en vue de I'amé- lioration du Cx du véhicule. La place disponible sous le capot pour le radiateur est donc réduite par rapport aux véhicules plus anciens. L eau du circuit de refroidissement est donc relativement moins refroidie sur les véhicules modernes. Cette eau se trouve, pendant la marche du véhicule, à une pression et à une température assez sensiblement supérieure à la pression et température de l'eau dans les circuits de refroidissement des véhicules plus anciens. Cette augmentation de pression entraine des risques de fuite, dans le circuit de refroidissement du véhicule, au niveau des jonctions entre les conduits de raccordement souples du circuit et les embouts de raccordement rigides. par exemple du radiateur ou du moteur. Jusqu'ici, les conduits de raccordement ou raccords souples étaient engagés sur l'embout rigide correspondant et fixés de manière étanche sur cet embout grace à un collier de serrage placé autour du raccord souple. Les colliers de serrage utilisés peuvent être de types différents. On utilise par exemple des colliers élastiques mais ces colliers n'assurent pas une très bonne étanchéité lorsque la pression dans le circuit de refroidissement est sensiblement supérieure à la pras- sion atmosphérique. De plus, ces colliers élastiques nécessitent 1 utilisation d outils spécifiques pour leur montage et leur démontage. On peut également utiliser des colliers de serrage à double crémaillère mais ces colliers demandent également 1 utilisation d'un' outillage spécifique pour leur montage et leur démontage. De plus. le démontage de tels colliers est une opération très difficile. I1 est également possible d'utiliser des colliers à vis à direction tangentielle mais ces colliers sont très difficiles à placer correctement sur le raccord et l'embout. De plus, le serrage de ces colliers ne peut pas etre controlé visuellement. Les dispositifs de jonction des circuits de refroidissement où les raccords souples sont enfilés sur les embouts rigides du circuit et serrés par dess colliers ne donnent donc pas satisfaction dans les conditons actuelles et à fortiori dans le cas de circuits de refroidissement fonctionnant sous haute pression. De plus. ces dispostifs ne peuvent pas etre montés de façon automatique. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de jonction entre un raccord tubulaire souple et un embout tubulaire rigide. le raccord souple étant fixé de manière étanche à l'embout rigide par des organes de maintien et d'étanchéité, ce dispositif assurant un maintien résistant et étanche du raccord souple sur 1 embout. tout en étant d'une structure simple et ne nécessitant pas d'opérations de montage complexes. Dans ce but, le dispositif suivant l'invention comporte deux éléments tubulaires rigides disposés de manière coaxiale par rapport à l'extrémité du raccord. à l'-ntérieur et à l'extérieur de ce raccord respectivement de manière que le raccord soit maintenu par serrage entre les deux éléments tubulaires, la fixation et l'étanchéité du raccord souple par rapport à l'embout rigide étant assurées par coopération de l'un au moins des éléments tubulaires avec les moyens de maintien et d'étanchéité. De manière préférentielle, les moyens de maintien et d'étanchéité coopérant avec la partie d'extrémité rigide du raccord constituée par les élé- ments tubulaires coaxiaux sont constitués par un joint d'étanchéité torique et une goupille de blocage axial. Dans un mode de réalisation préférentiel, la partie d'extrémité rigide du raccord souple constituée par les deux éléments tubulaires rigides coaxiaux est engagée à l'intérieur de l'embout tubulaire rigide. Afin de bien faire comprendre l'invention on va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux figures jointes en annexe, plusieurs modes de réalisation d'un dispositif de jonction suivant l'invention. La figure 1 est une vue en coupe axiale de l'extrémité d'un raccord tubulaire souple comportant des éléments tubulaires rigides suivant l'invention. La figure 2 est une vue suivant 2 de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe axiale d'un dispositif suivant l'invention comportant un raccord souple dont 1 extrémité est équipée de deux éléments tubulaires rigides. fixé de façon étanche à l'inté- rieur d'un embout rigide. La figure 4 est une vue suivant 4 de la figure 3. La fi'ure 5 est une vue en coupe axiale, analogue à la vue de la figure 3. d'une variante de réalisation d'un dispositif de jonction suivant lin- vent ion. La figure 6 est une vue suivant 6 -de la figure 5. La figure 7 est une demi-vue en coupe d'une seconde variante de réalisation d'un dispositif de jonction suivant l'invention. La figure 8 est une vue suivant 8 de la figure 7. La figure 9 est une vue suivant 9-de la figure e. La figure 10 est une demi-vue en coupe d'une troisième variante de réalisation d'un dispositif de jonction suivant l'invention. Sur la figure 1, on voit un raccord souple 1 constitué par l'extrémité de jonction d'une conduits en caoutchouc d'un circuit de refroidissement de véhicule automobile. L'extrémité du raccord souple 1 est enfilée sur une extrémité d'une premiére pièce de forme tubulaire 2 dont la surface extérieure est usinée pour constituer une partie 2'a à diamètre réduit se terminant par un épaulement radial 2b et une gorge 2c. La partie 2a de l'élément tubulaire 2 comporte un diamètre extérieur très légèrement supérieur au diamètre intérieur du raccord en caoutchouc 1 qui peut etre enfilé à force sur la partie 2a, jusqu'au moment ou son extrémité vient en butée contre l'épaulement 2b. L'ensemble constitué par l'embout 1 et le premier élément tubulaire 2 est ensuite enfilé dans l'alésage intérieur d'un second élément tubulaire dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre exté- rieur courant du premier élément tubulaire 2. L'alésage de l'élément tubulaire 3 comporte une partie élargie diamétralement 3a terminée par un épaulement 3b dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre extérieur nominal du raccord souple 1. Lorsque le raccord souple 1 et le premier élément tubulaire 2 sont enfilés dans l'alésage du second élément tubulaire 3 jusqu'à ce que l'extrémité du raccord souple 1 vienne en butée contre l'épaulement radial 3b, le raccord souple 1 se .trouve fixé entre les éléments 2 et 3 par serrage radial. Le second élément tubulaire 3 comporte sur sa surface externe une gorge 3c. Les éléments tubulaires 2 et 3 étant rigides, on constitue ainsi de manière simple. une partie d'extrémité rigide solidaire du raccord souple 1. Sur les figures 3 et A, on a représenté un embout tubulaire rigide 5 qui peut étre constitué par, un embout de raccordement d'un radiateur de véhicule automobile. L'embout 5 présente un diamètre intérieur nominal sensiblement égal au diamètre extérieur de l'élément tubulaire 2 fixé à l'extrémité du raccord souple 1. De plus, cet alésage comporte deux parties à plus grand diamètre 5a et 5b séparées par un épaulement radial 5c. Le diamètre de la partie 5a de l'alésage de l'embout 5 est sensiblement égal au diamètre extérieur de l'élément tubulaire 3 fixé à l'extrémité du raccord souple 1. Un point torique en caoutchouc 7 est enfilé sur le premier élément tubulaire 2. de façon à venir se loger dans la gorge 2c. Lorsque le raccord souple 1 muni de ses éléments d'extrémité tubulaires rigides 2 et 3 est enfilé dans l'alésage de l'embout 5, par la partie 5a, jusqu au moment ou l'extrémité de l'élément 3 vient en butée sur l'épaulement 5c, le joint 7 se trouve dans un logement ménagé entre la gorge 2c et la partie 5b de l'alésage de l'embout 5. Le diamètre de la section torique est inférieur à la différence des rayons de la partie 5b de l'alésage de l'embout 5 et de la gorge 2c, si bien que le joint torique 7 se déforme et vient assurer l'étant chéité entre 1 extrémité de l'élément tubulaire 2 et l'embout 5. Une gorge 5d à section semi-circulaire est usinée à l'intérieur de la partie 5a de l'alésage de l'embout 5 dans une position venant en vis-à-vis de la gorge 3c de section correspondante usinée dans l'élément tubulaire 3, lorsque le raccord souple 1 muni de sa partie d'extrémité rigide est engagé dans l'embout 5, jusqu'à venir en butée comme représenté sur la figure 3. Des lumières de direction tangentielle 8 (figure 4) traversent l'embout 5, au niveau de la gorge torique constituée par les gorges 3c et 5d mises en coïncidence. Deux lumières 8 traversent la paroi de l'embout tubulaire 5, dans des positions opposées diamétralement. Des épingles de fixation 9 flexibles comportant une branche droite sont engagées par cette branche droite à l'intérieur des lumières 8 recoupant la gorge 3c, 5d. On assure ainsi un blocage en position axiale de l'extrémité du raccord souple 1 constituée par les éléments tubulaires rigides 2 et 3, à l'inte- rieur de l'embout 5. On a ainsi réalisé, grâce au dispositif de jonction suivant l'invention, une fixation résistante et étanche de l'extrémité du raccord souple 1 dans l'embout tubulaire 5. En effet, les épingles 9 interdisent tout déplacement axial et le joint d'étanchéité 7 ainsi que l'extrémité du raccord 1 lui-meme assurent une parfaite étanchéité de la jonction. Dans le cas où un fluide de refroidissement sous haute pression se trouve dans le circuit de refroidissement, aucune fuite n'est possible au niveau du dispositif de jonction. En outre, le montage des éléments tubulaires rigides 2 et 3 à l'extrémité du raccord souple 1 est facile à réaliser, par des opérations facilement automatisables sur une chaine. De meme, le montage de l'extrémité du raccord sur l'embout est réalisé par simple engagement et poussée sur le raccord, le blocage axial étant ensuite réalisé par introduction d'une épingle dans des lumières usinées dans l'embout. La mise en place correcte du dispositif de jonction peut également étre contrôlée très facile. ment. Sur les figures 5 et 6, on a représenté une première variante de réalisation du dispositif de jonction suivant l'invention, les éléments correspondants sur les figures 5 et 6 d'une part et 1 à 4 d'autre part portant les mêmes repères. La structure générale du dispositif de 3onction représenté sur les figures 5 et 6 est identique à la structure du dispositif représenté sur les figures 1 à 4 ; cependant, le blocage axial de l'extrémité du raccord souple 1 à l'intérieur de 1 embout rigide 5 est réalisé à l'aide d'un étrier ou bague élastique 10 à la place des épingles 9 du mode de réalisation des figures 3 et 4. L'embout rigide 5 comporte deux lumières traversantes diamétralement opposées d'une forme et d'une dimension correspondant à la section dee, branches de l'étrier 10 et l'élément tubulaire rigide externe 3 solidaire de l'extrémité du raccord 1 comporte une gorge 1- dont la largeur correspond à la largeur de la section des branches de l'étrier 10. Lorsque l'extrémité du raccord 1 solidaire des éléments tubulaires rigides 2 et 3 est engagée à l'intérieur de l'embout rigide 5, l'étanchéité de la jonction est assurée par le joint torique 7 ; les lumières de l'embout 5 et la gorge il usinée dans l élé- ment tubulaire 3 sont en coïncidence et les branches de l'étrier 10 peuvent entre introduites à la fois dans les lumières traversantes de l'embout 5 et dans la gorge 11 de la pièce 3, pour réaliser le blocage axial de l'extrémité rigide du raccord 1 à l'intérieur de l'embout 5. L'extrémité des branches de l'étrier élastique 10 présente deux parties en saillie 12 qui réalisent une immoblisation de l'étrier en position de blon cagne. Au moment de son engagement, l'étrier est poussé latéralement à l'intérieur des lumières du raccord 5 et ses branches s'écartent de maniére élastique pour revenir ensuite en position de blocage comme représenté sur les figures 5 et 6. Le dispositif de jonction représenté sur les figures 5 et 6 présente les memes avantages que le dispositif des figures 3 et 4. Sur les figures 7, 8 et 9. on'a représenté une seconde variante de réalisation d'un dispositif de raccordement suivant l'invention. Les éléments correspondants sur les figures 7, 8 et 9 d'une part et 3 et 4 ou 5 et 6 d'autre part portent les memes repéres. La structure générale du dispositif de raccordement est identique pour les trois modes de réalisation ; cependant, le blocage axial de l'extrémité rigide du raccord 1 à l'intérieur de l'embout tubulaire rigide 5 est réalisé de manière différente. L'élément tubulaire rigide externe 3 comporte des prolongements 3a, 3b venant en appui sur le raccord souple 1 et des languettes 13 en saillie radiale déformables élastiquement venant se loger, lors de la mise en place de l'extrémité du raccord 1 à l'intérieur de l'embout 5, dans une gorge de forme correspondante usinée à l'intérieur de l'embout 5. Les languettes 13 se déforment élastiquement au moment de l'introduction de l'extrémité rigide du raccord 1 å l'intérieur de l'embout 5 puis reprennent leur forme à l'intérieur de la gorge de l'embout 5 pour réaliser le blocage axial de l'extrémité du raccord 1 à l inté- rieur de l'embout 5. Comme dans les autres modes de réalisation. l'étanchéité est assurée par un joi ss torique intercalé entre l'un des éléments tubulaires rigides (l'élément interne 2 dans les modes de réalisation décrits) et la surface intérieure du raccord 5. Dans ce mode de réalisation, les éléments tubulaires rigides pourront etre réalisés de manière préférentielle en une matière plastique, ce mode de réalisation facilitant la réalisation de languettes crantées déformables sur l'élément tubulaire rigide extérieur. Sur la figure 10, on a représenté une troisième variante de réalisation du dispositif de jonction suivant l'invention. Les éléments correspondants sur la figure 10 et sur les figures 3 et 4, portent les memes repères mais avec l'indice prime en ce qui concerne les éléments du dispositif représenté sur la figure 10. Le mode de réalisation représenté sur la figure 10 est différent des autres modes de réalisation, en ce que l'extrémité rigide du raccord souple 1' constitué par les deux pièces tubulaires coaxiales 2', 3 'vient se placer à l'extérieur de l'embout tubulaire 5 et non plus à l'intérieur, en position de raccordement comme représenté sur la figure 10. L'extrémité du raccord souple 1 est fixée par serrage entre les deux pièces tubulaires rigides coaxiales 2 et 3'. L'élément tubulaire intérieur 2 comporte une partie antérieure 2'a dont l'alésage central a un diamètre supérieur à celui de la partie postérieure de l'élément 2 Cet alésage dans la partie antérieure 2'a a un diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur de l'embout 5' La partie postérieure de l'élément 2' comporte un alésage dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur de l'embout tubulaire 5'. L'embout tubulaire 5 comporte une gorge S'a pour le point d'étanchéité torique 7 intercalé et écrasé au montage entre l'embout 5 et l'élément tubulaire 2' L'embout 5 comporte de plus une gorge annulaire à section semi-circulaire 5'b qui vient en coincidence, au montage. avec des lumières à section semicirculaire de mêmes dimensions, de direction tangentielle et traversant la paroi de la partie antérieure 2'a de l'élément tubulaire rigide 2' . Ces lumières débouchant à l'extérieur permettent d'introduire tangentiellement dans la gorge 5'b des épingles 9' analogues aux épingles 9 représentées sur la figure A, pour réaliser le blocage axial de l'élément tubulaire 2 et donc de l'extrémité du raccord souple 1 par rapport à l'embout 5'. Bien que l'extrémité rigide du raccord souple 1 soit placée non plus à l'intérieur mais, à l'extérieur de l'embout 5' le joint torique 7' assure une ponction étanche dans le cas d'un fluide sous for te pression à l'intérieur du circuit et les épingles 9 un blocage axial efficace. L'étanchéité entre l'ex- trémité du raccord souple 1' et les pièces rigides 2' 3 est assurée comme précédemment par serrage de cette extrémité entre les pièces 2' et 3'. Dans tous les cas, le dispositif de jonction suivant l'invention présente une grande efficacité et une grande surjeté, meme dans le cas d'un circuit ren fermant un fluide gazeux ou liquide sous forte pression. L'utilisation de points toriques permet d'envisager des utilisations du dispositif dans une très vaste gamme de températures et de pressions. En effet, on dispose actuellement de joints toriques pou. vant étre utilisés de - 50'C à + 250-C et à des pressions allant du vide poussé jusqu'à 1000 bars. D'autre part, le dispositif de jonction suivant l'invention permet de réaliser une bonne fixation et une bonne étanchéité, aussi bien en l'absence de pression. au moment du montage. que lors de la mise en pression du circuit. Ainsi, il est possible en utilisant un dispositif suivant l'invention, de garantir une absence totale de fuite au niveau de la jonction. Ces résultats sont obtenus sans utiliser de collier de serrage, sans outillage de vissage et sans contre de couple de serrage. On obtient donc une simplification du montage en chaine et du démontage des dispositifs de raccordement ainsi qu'un gain de temps notable. Le contrôle de la mise en position correcte du dispositif de raccordement peut être effectué par contrôle visuel direct, le montage étant correct quand les moyens de blocage axial tels que l'épingle sont en place dans la gorge. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits. C'est ainsi qu'on peut réaliser l'étanchéité et le blocage axial du dispositif de jonction par d'autres moyens que ceux qui ont été décrits ; l'étan- chéité peut etre assurée par d'autres moyens qu un joint torique et le blocage axial par tout type de goupille ou toute butée ou cran de blocage qui peuvent être rappelés en position de blocage par des ressorts. Les éléments tubulaires rigides fixés à l'extrémité du raccord souple peuvent avoir toute forme leur permettant d 'être fixés de manière étanche à l'intérieur ou sur un embout tubulaire. Ces éléments rigides peuvent etre réalisés en une matière quelcon, que telle que la tole d'acier, l'aluminium ou les matières plastiques. L'extrémité du raccord souple peut être simplement fixée par serrage entre les éléments tubulaires rigides ou être de plus fixée par collage entre les deux éléments tubulaires rigides appliqués contre sa surface intérieure et sa surface extérieure respectivement. De meme, ces deux éléments tubulaires rigides peuvent etre assemblés entre eux et avec le raccord souple, uniquement par emmanchement en force et par leur propre élasticité ou, au contraire, par des moyens d'assemblage spécifiques. L'invention s'applique non seulement à la réalisation de jonctions dans un circuit de refroidissement de véhicules, automobiles mais également dans d autres circuits recevant un fluide gazeux ou liquide qui peut e-tre sous forte pression. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de jonction entre un raccord tubulaire souple et un embout tubulaire rigide, notamment pour un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, le raccord souple étant fixé de maniére étanche à l'embout rigide par des organes de maintien et d'étanchéité, caractérisé par le fait qu'il compor te deux éléments tubulaires rigides (2. 3 ; 2 . 2', 3' > disposés de manière coaxiale par rapport à l'extrémité du raccord souple t1, 1'), à l'intérieur et à l'exte- rieur de ce raccord (1, 1'} respectivement. de manière que le raccord (1, 1') , ' ) soit maintenu par serrage entre les deux éléments tubulaires (2, 3 ; 2', 3'), la fixation et l'étanchéité du raccord souple (1 , 1 ' ) par, rapport à l'embout rigide (5, 5' ) étant assurées par coopération de l'un au moins des éléments tubulaires (2, 3 ; 2 2' , 3') avec les moyens de maintien et d'étan- chélate (S, 9' ; 10, 10 ; 7, 7'). 2.- Dispositif de jonction suivant la revendication 1 . caractérisé par le fait que la partie d'extrémité rigide du raccord souple (1) constituée par les éléments tubulaires (2, 3) est engagée à l'intérieur de l'embout tubulaire (5) et que le moyen d'étanchéité (7) est constitué par un 3oint torique intercalé entre la surface extérieure de l'un des élé- ment s tubulaires (2, 3) et la surface intérieure de l'embout tubulaire (5). 3.- Dispositif de )onction suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le moyen de maintien (9, 10) est constitué par au moins une goupille introduite dans des lumières traversant la paroi de l'embout (5) et dans une gorge usinée dans l'un des éléments tubulaires (2, 3), mises en coincidence. i.- Dispositif de jonction suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen de maintien comporte deux épingles recourbées (9) introduites dans des lumières (8) traversant la paroi de l'embout tubulaire (5) et une gorge (3c) usinée dans l'un des éléments tubulaires (2, 3) mises en coïncidence. 5.- Dispositif de jonction suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens de maintien sont constitués par un cavalier (10) ou bague élastique comportant des branches pouvant s'écarter élastiquement introduites dans des lumières traversant la paroi de l'embout tubulaire (5) et dans une gorge (11) usinée dans l'un des éléments tubulaires rigide's (2. 3), mises en coincidence. 6.- Dispositif de jonction suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le moyen de maintien est constitué par au moins une languette crantée (13) saillante radialement par rapport à la surface extérieure de l'un des éléments tubulaires (2, 3) et déformable élastiquement et par une gorge usinée a l'intérieur de l'embout tubulaire (5), de manière que ces éléments viennent en coïncidence pour réaliser le maintien du dispositif de jonction. 7.- Dispositif de jonction suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'embout tubulaire (5') est engagé à l'intérieur de l'un des éléments tubulaires rigides (2', 3'), le moyen d'étanchéité (7') étant constitué par un joint torique intercalé entre la surface extérieure du manchon (5' > et la surface intérieure de l'élément tubulaire (2'). S.- Application d'un dispositif de jonction suivant l une quelconque des revendications 1 à 7 au raccordement d'une conduite souple en caoutchouc d'un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile.