Brevet FR2644553A1 — publié le 19900921

L'invention concerne les circuits de circulation de fluide, notamment les circuits de refroidissement et/ou de chauffage utilisés sur les véhicules automobiles. Elle vise, en particulier, un dispositif de raccord rapide à plusieurs voies, notamment pour la réalisation de circuits de refroidissement de moteurs d'automobiles, c'est-à-dire un circuit comportant essentiellement un radiateur dans lequel est refroidi un liquide mis en circulation autour des cylindres du moteur, et un bocal de dégazage servant aussi de vase d'qxpansion, mis ou non à l'air libre suivant le type de réalisation. A un tel circuit peuvent en outre être associés un radiateur auxiliaire assurant le réchauffage éventuel de l'air de climatisation de l'habitacle du véhicule, avec une van- ne thermostatique et/ou un thermostat inséré dans le circuit de liquide entre le moteur et le radiateur principal pour accélérer la mise en température du moteur. Les divers éléments du circuit sont généralement raccordés les uns aux autres par des tubulures, comme des durites, fixées sur leurs embouts respectifs à l'aide de colliers dont la mise en place est manuelle, et par conséquent relativement longue, alors que la tendance générale dans l'industrie automobile est de réduire le plus possible les coûts de main d'oeuvre et, à cet effet, de généraliser autant que faire se peut l'utilisation de robots commandés ou autonomes. Afin de diminuer le nombre de raccords et la longueur de ceux-ci, les constructeurs d'automobiles et les équipe- mentiers ont conçu des carters de moteurs dont les orifices d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement sont l'un prés de l'autre ou les uns prés des autres en cas de circuit plus complexe, ainsi que des radiateurs dont les orifices d'entrée et de sortie, et éventuellement de raccordement au bocal de dégazage, sont également regroupés de manière à être situés à proximité les uns des autres et orientés de manière & ce que leurs axes soient parallèles. On a proposé, notamment, un radiateur dont les extrémités "froide" et "chaude" du circuit de fluide de refroidissement débouchent dans une boîte à eau commune, munie d'une cloison de séparation et solidaire par construction de deux embouts rigides d'axes parallèles, voisins, dont les extrémités libres sont solidaires d'une bride commune surmoulée sur une partie de leur surface. Ce radiateur est raccordé au moteur par des durites réunies par une bride et si le montage est plus simple que celui réalisé à l'aide de colliers, il nécessite cependant la pose d'un joint d'étanchéité entre deux brides et la mise en place de boulons et d'écrous; le serrage de ces derniers peut provoquer des fuites en cas de position défectueuse du joint et nécessite encore une intervention manuelle difficilement robotisable. Le problème se pose donc de fournir un système de raccord rapide entre les éléments constitutifs du circuit, qui ne présente pas les inconvénients des systèmes connus et qui, en outre, soit propre à être mis en place sur une chaîne de fabrication à l'aide d'un ou de robot(s) de montage. Un raccord rapide suivant l'invention, pour relier simultanément au moins deux tubulures comme des durites à une boîte à eau de radiateur ou aux organes d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, la boîte à eau ou lesdits organes comportant une cheminée de forme générale cylindrique et m voies (n étant un entier au moins égal & deux) qui débouchent dans ladite cheminée, est caractérisé en ce qu'il comporte: * un embout mâle de forme conjuguée de ladite chemi- née; * n conduits, rigides, dont les débouchés dans ledit embout sont de forme et de position conjuguées des orifi- ces de débouché desdites voies correspondantes dans la cheminée de la boîte à eau ou desdits organes pour former n. circuits de fluide; et * des Joints assurant l'étanchéité des différents circuits de fluide entre eux, l'étanchéité des circuits vis-a-vis de l'extérieur étant assurée par un Joint unique quel que soit le nombre a de circuits. Selon une autre caractéristique de l'invention, les conduits rigides comportent chacun au moins une partie cylindrique, d'axe respectif parallèle & l'axe de l'em- bout, le raccord comprenant en outre: * des manchons en nombre au plus égal a n propres a solidariser une des extrémités de chacune desdites tubulures ou durites respectivement sur les extrémités cylindriques libres desdits conduits; et * des moyens de serrage et de verrouillage par encli- quetage dudit embout sur la cheminée de ladite boite à eau ou desdits organes d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement. Un raccord selon l'invention dans lequel un seul joint assure l'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur permet d'obtenir une réduction considérable du risque de fuite sur un circuit qu'il équipe, ce risque étant, comme en soi connu, fonction du facteur puissance du nombre de points de raccordement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de serrage et de verrouillage sont avantageusement constitués par au moins deux clips coopérant avec des becs diamétralement opposés ménagés sur la surface externe de ladite cheminée de la boîte à eau ou desdits organes d'en- trée et de sortie du fluide de refroidissement du moteur. Dans une forme de réalisation, la surface externe de ladite cheminée de boîte à eau ou desdits organes présente en outre deux trous borgnes diamétralement opposés et le raccord rapide comporte alors deux doigts diamétralement opposés formant des moyens d'alignement rapide de ladite cheminée et de l'embout. Dans une réalisation destinée au raccordement de deux durites seulement, ledit embout comporte deux parties cylindriques de diamètres externes différents, l'un des conduits rigides dudit raccord débouchant dans la partie cylindrique de plus petit diamètre, en traversant celle de plus grand diamètre tandis que l'autre conduit rigide débouche dans la partie cylindrique de plus grand diamètre. Dans une réalisation destinée à la liaison de trois durites entre le moteur, le radiateur et un bocal de dégazage d'un circuit de refroidissement de moteur d'automobile, l'embout comporte deux parties cylindriques de diamètres externes différents, deux chambres concentri- ques, l'une intérieure et l'autre périphérique, ménagées dans la partie de plus petit diamètre, un des conduits destiné à être raccordé à une durite du radiateur débouchant dans la partie de plus grand diamètre extérieur, l'autre conduit destiné à être raccordé à l'autre durite du radiateur débouchant dans la chambre intérieure de la partie de plus petit diamètre extérieur, en traversant la partie de plus grand diamètre, tandis que le conduit destiné à être raccordé au bocal de dégazage débouche dans la chambre périphérique. Suivant encore une autre caractéristique de!'inven- tion, les conduits qui débouchent dans la chambre intérieure de la seconde partie ont une paroi commune. L'invention a également pour objet un dispositif permettant d'établir un circuit de circulation de fluide de refroidissement entre le moteur d'un véhicule automobile, la boîte à eau du radiateur du véhicule et, le cas échéant, un radiateur auxiliaire, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux raccords rapides tels que définis ci-dessus, les durites destinées à la circulation dudit fluide ayant leurs extrémités fixées sur les conduits respectifs d'un et de l'autre embouts par des manchons surmoulés sur ceux-ci. Les embouts et conduits sont avantageusement en matière plastique dure, supportant sans ramollissement des températures de l'ordre de 0lO'C et sont de préférence moulés d'une pièce. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure i est une vue d'ensemble schématique d'un circuit de refroidissement de moteur d'automobile comportant des dispositifs de raccordement suivant l'invention; - la figure 2 est une vue en bout d'un raccord rapide suivant l'invention et d'une partie de la boîte à eau du moteur sur lequel il est monté; - les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe suivant les lignes III-III; IV-IV; et V-V de la figure 2; - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI- VI de la figure 3; - la figure 7 est une vue en plan du raccord rapide de la figure 2, seul; - la figure 8 est une vue en plan d'un raccord rapide suivant l'invention; - la figure 9 est une vue en coupe selon ia ligne IX- IX de la figure I1; et - les figures 10 et 11 sont des vues en bout, par la droite et par la gauche, respectivement, du dispositif de la figure 8. On se réfère d'abord à la figure I qui illustre un dispositif suivant l'invention de raccord rapide des élé- ments d'un circuit de liquide de refroidissement d'un moteur d'automobile. Sur cette figure, le carter C du moteur M est muni d'une boîte à eau Bi comportant un embout de raccordement 1 présentant, sur sa surface extérieure, des encoches ou dépressions 11 et la boîte à eau B2 du radiateur principal R comporte un embout de raccordement 2 muni sur sa surface extérieure, d'encoches ou dépressions 21. Entre le moteur M, le radiateur principal R et le bocal de dégazage G sont disposées deux durites principales Di, D3 et une durite secondaire D3 de plus petit diamètre que les précédentes et qui est établie entre le moteur M et le bocal de dégazage G. Pour relier les extrémités des durites Dm, D3 et D3 au moteur M, l'invention fait application d'un premier raccord rapide multivoies Ei, tandis que pour relier les durites D,, D3 au radiateur principal R, l'invention fait application d'un second raccord rapide multivoies Es, les surfaces extérieures des deux raccords étant munies de clips 31, 32 et 33, 34 qui s'engagent élastiquement dans les dépressions 11 et 21 respectivement. Le raccord Em est un raccord à trois voies pour le montage des durites Di, Dm et D3, cette dernière étant reliée au bocal de dégazage G par un collier ou par un moyen analogue. De façon similaire à ce qui vient d'être décrit, la boîte à eau B3 d'un radiateur de chauffage Rm est reliée à la boîte à eau Bi du moteur M par deux raccords rapides E3, E. à deux voies seulement. Ces dispositifs permettent de relier le radiateur R au moteur simplement et rapidement en alignant l'axe du raccord E1 avec celui de l'embout 1 de la boîte à eau Bi et en verrouillant par encliquetage les clips 31 dans les dépressions 11 d'une part et, d'autre part, en alignant similairement l'axe du raccord E2 avec celui de l'embout 2 de la boîte à eau B= du radiateur R et en verrouillant les clips 33 et 34 dans les dépressions 21. La liaison du ra- diateur R- au moteur est ainsi réalisée par simple alignement de deux axes et mise en prise de deux clips au lieu du montage de quatre colliers comme requis dans les assemblages connus. Il va de soi que la disposition décrite ci-dessus du moteur, boîte à eau, radiateur et dispositif de raccord n'est nullement limitative de l'invention, étant donné que celle-ci trouve également application dans des réalisations & raccord rapide & trois voies sur le radiateur, ou des réalisations à raccord rapide & deux voies sur chacun des éléments constitutifs du circuit, ou d'autres réalisations encore. On se réfère maintenant aux figures 2 a 7 qui montrent avec plus de détail, respectivement en vue extérieure les extrémités à section droite circulaire 3a, 4a, et 5. respectivement, des conduits opposés à l'embout 10 par des surmoulages en matière'plastique, 23, 24 et 25. Les con- duits 3 et 4 d'une part, 4 et 5 d'autre part, ont des parois communes Pa, Pb respectivement, sur une partie de leur longueur opposée à leurs extrémités raccordées aux durites et, alors que le conduit 4 comporte en outre une partie plus large au voisinage de l'embout, les conduits 3 et 5 ont des sections évolutives, figure 6, de sorte que les extrémités libres des trois conduits sont séparées pour permettre le montage des durites. Comme bien montré sur la figure 3, l'embout 10 compor- te une première partie 10a de diamètre extérieur y1 et une seconde partie, 10kb, de diamètre extérieur y 2 inférieur & avec le point haut du circuit d'eau du moteur. Des joints d'étanchéité toriques jl, j2, j3 sont placés dans des gorges ménagées à cet effet sur la surface extérieure de l'embout mâle 10. Comme le montrent les figures 2, 4 et 7, l'embase de l'embout 10, c'est-àdire la partie dudit embout qui est la plus proche des extrémités libres des conduits 3, 4 et 5, présente deux saillies ou projections radiales 31. , 31t, perpendiculaires à l'axe de l'embout et qui portent des doigts de centrage 41_, 41i, parallèles à l'axe propres à coopérer avec des trous borgnes 42, 42. prévus à cet effet sur la boîte à eau, ainsi que deux projections élastique- ment déformables ou clips 51., 51, pour l'accrochage automatique par effet de déclic dans des encoches à becs 61, 62 ménagées à cet effet sur la partie d'extrémité 63 d'une cheminée 6 solidaire de la boîte B1. Cette cheminée, 6, dans laquelle débouchent, à des niveaux différents, les voies Vl, V3 et V3 est profilée de manière à recevoir l'embout 10 et comporte ainsi une partie 64 de profil intérieur cylindrique de diamètre égal, au jeu nécessaire près, au diamètre extérieur de la partie 10a de l'embout 10 et une partie 65, figure 5, de diamètre interne correspondant au diamètre extérieur de la partie 10o.. Comme illustré sur les figures 3 et 4, la cheminée 6 comporte en outre une gorge 7 dans laquelle est monté le joint d'étan- chéité 71 d'une vanne thermostatique TH placée dans le cir- cuit de liquide de refroidissement entre la voie V2 et le conduit 4 de l'embout 10, c'est-à-dire immergée dans le li- quide chaud sortant du moteur (ou recyclé dans celui-ci si la température d'ouverture de la vanne n'est pas atteinte>. Pour monter le raccord rapide E, sur la boîte à eau, il suffit d'aligner l'axe de l'embout 10 avec celui de la cheminée 6, alignement qui est facilité par l'engagement des doigts 41. et 41. dans les trous 42. Quand les doigts arrivent au fond des trous, les clips élastiques 51 sont verrouillés dans les encoches à bec 61 et 62 et les conduits 3, 4, 5 du raccord sont en communication étanche avec les voies VI, V2, et V2 du boîtier, respectivement. Le serrage assuré par les clips, et les trois joints jl, j2, J3 assurent l'étanchéité du circuit de liquide vis- à-vis de l'extérieur et des circuits de fluide froid, chaud et de dégazage l'un vis-à-vis de l'autre. Un défaut d'étanchéité accidentel des joints j2 et j3 n'entraîne aucune perte de fluide de refroidissement, mais seulement un mélange partiel des circuits, contrai- rement aux systèmes de raccordement par colliers, seul le joint j, assurant l'étanchéité du circuit de liquide vis-à- vis de l'extérieur. Outre la cheminée 6 décrite ci-dessus prévue pour coopérer avec un raccord E, à trois voies, la boîte à eau B1 comporte également des organes référencés E3 pour le raccordement de deux voies V'i, V' 2 en dérivation sur les voies V. et Vm au radiateur de chauffage R2 à l'aide d'un raccord rapide à deux voies décrit ci-après en référence aux figures 8-11. Un tel raccord rapide E2 selon l'invention est conçu sur le même principe que le raccord E,, c'est-à-dire qu'il comporte comme ce dernier des conduits de montage des durites et un embout mâle muni de moyens de centrage et de clips dont la fixation sur la boîte à eau Bm du radiateur R entraîne automatiquement le raccordement des durites à l'entrée et à la sortie du liquide de refroidissement dans ledit radiateur. Cependant, sa structure est plus simple du fait qu'il n'est destiné qu'au raccordement des durites D1 et D2 et ne comporte donc que deux voies de circulation. Comme bien visible sur les figures 8 et 9, il comporte essentiellement un embout mâle rigide, 70, en matière plas- tique et deux conduits de circulation du fluide de refroidissement, 81, 82 d'axes parallèles, raccordés à l'embout, les extrémités libres des conduits étant solida- risées aux durites montées sur celles-ci par un ou des manchons 83 réalisés par surmoulage. Le ou les manchons 83 coiffent également de courtes projections 84 et 85 faisant saillie radialement sur la paroi externe des conduits 81 et 82, respectivement, et qui forment la base de deux clips élastiquement déformables 86 et 87 a extrémités libres conformés suivant des crochets 88 et 89 propres à jouer un rôle analogue aux clips 51 de la forme de réalisation décrite précédemment. De façon analogue à celle-ci, également, l'embout 70 comporte une première partie 71 et une seconde partie 72, de diamètre extérieur inférieur à celui de la partie 71, dans laquelle le conduit 82 débouche par un orifice Q2 en regard d'un orifice correspondant de la cheminée femelle 91 de la boîte à eau Bm du radiateur R lorsque le raccord est monté. Dans l'exemple de réalisation décrit et représenté, le conduit 82 est celui d'amenée du fluide de refroidissement du mo- teur au radiateur, comme montré par la flèche f, et qui est relié, par conséquent, à la voie Wm ou "voie d'entrée chaude" de la boîte à eau Bm. Dans cette dernière est éga- lement prévue une voie Wt ou "voie de sortie froide" qui, 1i dans la condition de montage, communique avec le conduit 81 dont l'orifice de débouché Q. forme l'extrémité de la partie 72 de l'embout 70. Des Joints d'étanchéité toriques; kl, k2 sont placés le premier sur l'épaulement résultant des différences de diamètre extérieur des parties 71 et 72 le second dans une gorge ménagée sur la surface extérieure de ladite partie 72 de l'embout male 70. Les deux orifices du radiateur, respectivement celui d'entrée d'eau chaude et de sortie d'eau froide sont situés du même côté du radiateur, à proximité l'un de l'autre, dans la boîte à eau B2 comportant un embout femelle 91 de profil conjugué de celui de l'embout 70, ses parties 96, 97 ayant des profils intérieurs identiques, au jeu nécessaire près, respectivement aux profils extérieurs des parties 72, 71. La chambre intérieure de la partie 96 est en communi- cation avec la voie froide WV tandis que celle de la partie 97 est en communication avec la voie chaude W2. Lorsque l'embout 70 est monté dans l'embout 91, la voie froide est donc en communication exclusive avec la voie 81 du raccord rapide par l'orifice Q, tandis que la voie chaude WV est en communication avec la voie 82 par l'orifice Q2. Comme sur le raccord E1, deux doigts de centrage sur la périphérie du raccord 70 coopèrent avec des trous sur la périphérie de la boîte a eau du radiateur et deux clips, solidaires des tubes 81 et 82 coopèrent avec des encoches sur la périphé- rie de cette boîte. Le montage du raccord E2 sur la boîte à eau B2 du radiateur R est similaire à celui du raccord Em sur la boîte à eau Bi du moteur: après alignement des axes de la cheminée 91 et de l'embout 70, une simple opération de rapprochement, robotisable, entraîne le verrouillage automatique des clips 86, 87 par encliquetage avec des becs conjugués 96 et 97 du boîtier B2 et établit la communica tion etanche des conduits respectifs du raccord et des voies de la boîte à eau. Les raccords sont avantageusement réalisés par moulage de matière plastique résistant sans ramollissement a des températures de l'ordre de 1O0'C et aux conditions régnant sous le capot moteur. REVENDICATIONS 1. Raccord rapide pour relier simultanément au moins deux tubulures ou durites à la boite à eau d'un radiateur ou aux organes d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, ladite boîte à eau ou lesdits organes comportant une cheminée de forme générale cylindrique et n voies ( unique (j.,) quel que soit le nombre n de circuits. 2. Raccord rapide selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les conduits rigides (3, 4, 5; 81, 82) comportent chacun au moins une partie cylindrique, d'axe respectif parallèle à l'axe de l'embout (10, 70), et en ce qu'il comprend, en outre: * des manchons en nombre au plus égal à D.(21, 22, 23; 83) propres à solidariser une des extrémités de chacune desdites tubulures ou durites (D,, D3, D,) respectivement sur les extrémités cylindriques libres desdits conduits (3, 4, 5; 81, 82>; et * des moyens de serrage et de verrouillage (51a, 51b; 86, 87) par encliquetage dudit embout (10, 70) sur la cheminée (6, 91) de ladite boîte à eau (B.,, B=) ou desdits organes d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement. 3. Raccord rapide suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que lesdits moyens de serrage et de verrouil- lage sont constitués par au moins deux clips (51., 51t; 86, 87) coopérant avec des becs (61, 62; 96, 97) diamétralement opposés sur la surface externe de ladite cheminée (6, 91) de la boîte à eau (Bl, B2) ou desdits organes d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement du moteur. 4. Raccord rapide suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que la surface externe de ladite cheminée (6, 91) présente deux trous borgnes diamétralement opposés (42., 42.) et en ce que l'embout (10) comporte deux doigts de centrage (41a, 41b) propres à coopérer avec les trous borgnes pour constituer des moyens d'alignement et de centrage dudit embout (10) par rapport à ladite cheminée (6>. 5. Raccord rapide suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que n. étant égal à deux, ledit embout (70) comporte deux parties cylindriques (71, 72> de diamètres extérieurs différents, en ce que l'un des conduits de circulation (81) dudit raccord débouche dans la partie cylindrique (71) de plus petit diamètre en traversant celle de plus grand diamètre, tandis que l'autre conduit de circulation (82) débouche dans la partie cylindrique (72) de plus grand diamètre. 6. Raccord rapide suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, dans lequel m est égal à trois, pour la liaison de trois durites entre le moteur (x), le radiateur (R) et un bocal de dégazage (G) d'un circuit de refroidissement du moteur, caractérisé en ce que l'embout (10) comporte deux parties cylindriques (lOa, lOb) de diamé- tres extérieurs différents, deux chambres concentriques, l'une intérieure (12a) et l'autre périphérique 7. Raccord rapide suivant la revendication 6, carac- térisé en ce que les conduits limités par une paroi commune (P.). 8. Raccord rapide selon la revendication 7, caracté- risé en ce que la chambre intérieure (12a) de ladite seconde partie reçoit aussi un thermostat dans ladite chambre. 9. Raccord rapide suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce que son embout sont en matière plastique dure supportant sans ramollissement des températures de l'ordre de 100'C. 10. Dispositif permettant d'établir un circuit de circulation de fluide de refroidissement entre le moteur d'un véhicule automobile, la boîte à eau du radiateur du véhicule et le cas échéant, un radiateur auxiliaire, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux raccords rapides suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, les durites (D1, D2, D") destinées à la circulation dudit fluide ayant leurs extrémités fixées sur les conduits res- pectifs d'un et de l'autre embout par des manchons surmoulés sur ceux-ci.