Brevet FR2644872A1 — publié le 19900928

L'invention concerne un raccord fileté orientable, comprenant un corps pourvu d'une tubulure latérale pour le raccor- dement d'un tuyau, une vis creuse qui traverse Le coros à angle droit par rapport à la tubulure et possède un collet recouvrant en partie au moins une face d'extrémité du corps et pouvant être serrée étanche contre cette face par une arête d'étanchéité, l'autre bout de la vis creuse, dépassant du corps, étant fileté et destiné à être vissé dans un trou fileté d'une pièce réceptrice, sur laquelle doit être branché le tuyau, ainsi qu'une bague métallique d'étanchéité interposée entre la face d'extrémité du corps dirigée vers le bout fileté de fixation de la vis et une face d'appui de la pièce réceptrice. Les raccords filetés connus de ce type ont l'inconvénient que l'effet d'étanchéité obtenu est insuffisant lorsque les raccords doivent être utilisés sous de hautes pressions. Partant de cette état de la technique, l'invention vise à perfectionner le raccord défini ci-dessus de manière qu'il soit également utilisable comme un raccord pour hautes pressions, c'est- à-dire à améliorer l'effet d'étanchéité procuré par les pièces participant à l'obtention de l'étanchéité, de teLle manière que même sous des pressions internes élevées, une bonne étanchéité soit préservée, sans qu'il se produise des fuites. Selon l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que la bague métallique d'étanchéité présente également au moins une arête d'étanchéité et que l'une au moins des arêtes d'étanchéité du collet et de la bague métallique est formée par deux faces annulaires inclinées dont la première, située radialement plus près de l'axe du raccord, coupe sous un angle aigu d'inclinaison un plan fictif perpendiculaire à l'axe et dont la seconde face annulaire coupe ce plan en étant inclinée en sens contraire à la première face et sous un angle plus grand que le premier angle d'incli- naison. L'étanchéité désirée est obtenue grâce à la prévision de plusieurs arêtes d'étanchéité et au choix des angles de celles-ci. Par cette dernière mesure, les arêtes sont rendues coupantes, de sorte qu'elles pénètrent dans une certaine mesure dans la surface antagoniste, o elles trouvent en plus un appui radial. Cet appui radial est particulièrement important pour la bague d'étanchéité parce qu'il empêche Le refoulement de la bague vers l'extérieur sous la pression interne. La bague métallique d'étanchéité et la vis creuse sont donc appuyées radialement par rapport au corps du raccord et par rapport à la pièce réceptrice. Cet avantage est particulièrement précieux parce que, surtout dans La région de la liaison avec la pièce réceptrice, on dispose de très peu de place dans le sens radial pour donner à la bague d'étanchéité une épaisseur qui suffit à empêcher son refoulement. La faible pente de la première face annulaire limite en outre la profondeur de pénétration de l'arête. Une autre caractéristique de l'invention prévoit que les premières faces annulaires du collet et de la bague d'étanchéité ont un angle d'inclinaison de 4 à 12 , en particulier de 8 . Cette dernière valeur s'est révélée particulièrement avantageuse parce qu'on obtient ainsi un excellent effet d'étanchéité en raison du comportement de coupe et de pénétration de l'arête. On obtient des conditions d'appui et une forme particu- lièrement favorables de l'arête d'étanchéité, en coopération avec La première face annulaire, lorsque l'angle d'inclinaison des secondes faces annulaires est compris entre 45 et 90 et est en particulier de 50 . Le comportement de toutes les arêtes participant à l'étanchéité est particulièrement avantageux, quant à l'étanchéité obtenue, lorsque les angles d'inclinaison des premières faces annulaires de l'arête du collet et de l'arête de La bague métal- lique ont la même grandeur. Selon un mode de réalisation, la bague métallique présente deux arêtes d'étanchéité, une sur chaque face d'extrémité, qui ont en particulier le même diamètre. On évite ainsi la défor- mation de la bague et on obtient la meilleure action de coupe- pénétration possible pour les deux arêtes. Toutes les arêtes ont le même diamètre dans un mode de réalisation préféré. Une autre caractéristique prévoit que la première face annulaire de L'arête d'étanchéité du collet représente une surface latérale ou flanc d'une gorge annulaire destinée à recevoir un joint élastique. Ce joint permet d'améliorer encore L'effet d'étan- S05 chéité IL est proposé en outre que la bague métallique possède une saillie annulaire centrale, dirigée radialement vers l'intérieur et dont l'épaisseur est inférieure à l'épaisseur de la bague, mesurée sur les arêtes d'étanchéité. Cette saillie apporte une amélioration supplémentaire de la rigidité de la bague en direction radiale. La saillie annulaire peut servir de support et de surface d'assise d'un double joint élastique, de forme annulaire, possédant deux segments d'étanchéité, lesquels sont ainsi appuyés vis-à-vis de la face d'extrémité du corps d'un côté et vis-à-vis de la face d'appui de la pièce réceptrice de l'autre côté. Les deux segments d'étanchéité sont reliés entre eux par un voile. De cette manière, ils sont disposés de façon imperdable sur la bague métallique. Afin d'empêcher l'endommagement de la bague métallique avant le montage du raccord, ou pour éviter la mise en place de la bague en position erronée dans le corps du raccord, une autre caractéristique de l'invention prévoit que le corps est pourvu de saillies réparties circonférentiellement et dépassant de la face d'extrémité côté pièce réceptrice, saillies qui maintiennent la bague métallique d'étanchéité. Selon un mode de réalisation, le corps du raccord possède une forme carrée en section droite et la face d'extrémité du côté de la pièce réceptrice est constituée par le fond plat d'un chambrage de forme circulaire et dont le diamètre est plus petit que la diagonale de la section droite carrée du corps. Ainsi, les saillies précitées pour maintenir la bague sont formées automa- tiquement Lors de la réalisation du chambrage. Une arête d'étanchéité supplémentaire peut être coor- donnée concentriquement à au moins l'une des arêtes d'étanchéité précitées. Cette arête supplémentaire est conformée de préférence selon les caractéristiques de l'invention, mais elle peut également avoir une forme différente. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une demi-coupe d'un raccord fileté selon l'invention, monté dans une pièce réceptrice dont on voit une partie seulement; - la figure 2 représente à plus grande échelle le détail X comprenant l'arête d'étanchéité entre le collet de la vis creuse et le cowDs du raccord; - la figure 2a est une représentation semblable à celle de la figure 2, mais montrant en plus un joint annulaire d'étan- chéité logé dans une gorge; - - la figure 3 est une représentation à plus grande échelle du détail Y de la figure 1, illustrant la disposition de la bague métallique d'étanchéité entre le coprs du raccord et la pièce réceptrice; - la figure 3a est une représentation semblable à celle de la figure 1, mais avec un double joint annulaire en plus; - la figure 4 est une élévation/demi-coupe de la bague métallique d'étanchéité; - la figure 5 est une représentation à plus grande échelle du détail Z1 de la figure 4, illustrant la conformation de l'arête d'étanchéité du côté du corps du raccord; et - la figure 6 est une représentation à plus grande échelle du détail Z2 de la figure 4, illustrant la conformation de l'arête d'étanchéité du côté de la pièce réceptrice. La figure 1 montre le raccord 1 vissé dans une pièce réceptrice 2. Le raccord 1 est formé essentiellement d'un corps 3 pourvu d'une tubulure 4 pour le raccordement d'un tuyau (non repré- senté). La tubulure 4 est orientée à angle droit par rapport à l'axe x-x d'une vis creuse 7 qui traverse le corps 3. Du côté extérieur, le corps 3 possède une forme carrée en section droite. La tubulure 4 présente un filetage extérieur pour le raccordement du tuyau. Le passage 5 de la tubulure débouche dans un canal annu- laire 26 formé par l'alésage 6 du corps 3 et un rétrécissement - réalisé au tour - de la vis creuse 7. Celle-ci présente, en outre, trois perçages 27, répartis circonférentiellement, qui débouchent dans un perçage central 28 et relient le canal annulaire 26 à ce perçage. Celuici établit la communication pour le fluide de pression avec la pièce réceptrice 2 ou, plus précisément, son orifice de raccordement 12. La vis creuse 7 possède un collet 8 qui peut être appliqué de façon étanche contre une face d'extrémité 13 du corps 3. A l'opposé du collet 8, la vis 7 possède un bout de fixation 10 qui dépasse du corps 3 et peut être vissé par un filetage 11 dans l'orifice de raccordement 12 de la pièce 2. Une bague métallique d'étanchéité 18 est prévue entre le corps 3, plus précisément sa face d'extrémité 14, et la face d'appui 24 de la pièce réceptrice 2. Cette bague sera décrite en référence aux figures suivantes. Son pressage contre les faces antagonistes résulte du serrage plus ou moins important de la vis creuse 7, pénétrant ainsi plus ou moins profondément dans l'orifice de raccordement fileté 12 de la pièce 2. Pour pouvoir être tourné à l'aide d'une clé, le collet 8 de la vis est pourvu de pans 9. Les raccords du type de celui décrit ici servent à établir des liaisons à angle dr6it entre un tuyau et une pièce ou un élément auquel ce tuyau doit être raccordé, avec la possibilité d'orienter le corps et avec lui la tubulure de raccordement par rapport à la pièce ou à l'élément à raccorder, selon les besoins. Une telle orientation angulaire du corps 3 par rapport à la pièce 2 n'est plus possible lorsque la vis 7 a été serrée dans la mesure nécessaire à l'obtention de l'étanchéité. Pour un tel raccord fileté orientable, l'obtention de l'effet d'étanchéité requis est particulièrement importante. Pour cette raison, le collet 8 est appliqué de façon étanche contre la face d'extrémité 13 du corps 3 par une arête d'étanchéité 15, ainsi qu'il sera décrit plus en détail en référence aux figures 2 et 2a. La conformation particulière de la bague métallique d'étanchéité 18 et son application contre la face d'extrémité 14 du corps 3 d'une part et contre la face d'appui 24 de la pièce 2 d'autre part seront décrites plus en détail en référence aux figures 3 à 6. Les figures 2 et 2a montrent plus clairement la dispo- sition de l'arête d'étanchéité 15 sur la face 38 du collet 8 de la vis 7, située en regard de la face d'extrémité 13 du corps 3. L'arête 15 est formée à l'intersection de deux faces annulaires 16, 17 qui ont des inclinaisons mutuellement contraires. La face annu- laire 16, située le plus près de l'axe x-x, présente un angle aigu d'inclinaison "1, de préférence de 8 . Il s'agit de l'angle formé par la face annulaire 16 avec un plan fictif E perpendiculaire à l'axe x-x. La seconde face annulaire 17, d'inclinaison contraire, fait un angle p1 qui est de préférence de 90 avec le plan E. Au serrage de la vis 7, l'arête d'étanchéité coupante 15 est enfoncée dans la face d'extrémité 13. La faible pente de la première face annulaire 16 assure d'une part la limitation de la profondeur de pénétration ou de coupe et, d'autre part, l'obtention d'un effet d'étanchéité suffisant. La face annulaire 17, de plus forte pente, assure le maintien en position alignée du corps 3 par rapport à ta vis 7, en empêchant son déplacement radial sous la pression. L'entaille faite dans la face d'extrémité 13 est limitée aussi par un bord en retrait 38 du collet de la vis, lequel vient s'appliquer contre la face d'extrémité 13 du corps 3. La vis 7 présente également une gorge annulaire 29 dont l'un des flancs est formé par la face annulaire 16. La figure 2a montre qu'un joint élastique 30 en élastomère peut être logé dans cette gorge. On peut ainsi obtenir un effet d'étanchéité supplémentaire, en plus de celui assuré par l'arête 15. Le diamètre de cette dernière est désigné par D1 (figure 2a). Les figures 3 et 3a montrent la disposition de la bague métallique d'étanchéité 18 par rapport au corps 3 et à la pièce 2, tandis que les figures restantes, 4 à 6, montrent la conformation de la bague 18 ellemême. On décrira d'abord les figures 4 à 6, montrant la conformation de la bague 18. Celle-ci est pourvue d'une arête d'étanchéité 21 ou 25 sur chacune de ses deux faces d'extré- mité. L'arête 21 est coordonnée à la face d'extrémité 14 du corps 3, tandis que l'arête 25 est coordonnée-à la face d'appui 24, -264&872 prévue sur La pièce réceptrice 2. La figure 5 montre de façon plus détaiLlée l'arête d'étanchéité 21. ELLe est formée égaLement par l'intersection d'une première face annulaire 19 et d'une seconde face annulaire 20. La première face annulaire 19, située plus près de l'axe xx que la seconde, forme l'angle a2 de 8 avec un plan E qui est perpendiculaire à l'axe x-x. La seconde face annulaire 20 possède une inclinaison contraire à la première et forme avec le plan E un angle p2 qui est de préférence de 50 . L'arête d'étan- chéité 21, de forme annulaire, possède un diamètre D2. La figure 6 montre les détails de l'arête d'étanchéité 25 située du côté de la pièce réceptrice. Elle est formée également par une première face annulaire 22 et une seconde face annulaire 23. La première forme un angle o3 de 8 avec un plan fictif E perpendiculaire à l'axe x-x, tandis que la seconde face annulaire 23 forme avec ce même plan un angle contraire p3 de 50 . L'arête annulaire 25 possède le diamètre D3. Les diamètres D2 et D3 des deux arêtes d'étanchéité 21 et 25 de la bague 18 sont de préférence égaux. Le diamètre D1 de l'arête d'étanchéité 15 du collet 8 possède de préférence également la même valeur. La bague 18 a de préférence subi une trempe superficielle. Les figures 3 et 3a montrent aussi que la bague 18 comporte une saillie 31 dirigée radialement vers ltintérieur. Elle sert à renforcer la bague 18 en direction radiale, afin d'empêcher son refoulement dans cette direction. Cependant, c'est surtout l'orientation de la seconde face annulaire 20, 23 sous un plus grand angle, c'est-à-dire avec une plus forte pente, qui confère à la bague 18 une résistance à la déformation radiale suffisamment grande à l'encontre de la pression interne. Au cas o l'effet d'étanchéité doit encore être accru, on peut prévoir un double joint élastique 32, de forme annulaire. Ce joint comporte deux segments d'étanchéité 33 et 34 qui sont reliés entre eux par un voile 35. Les deux segments 33 et 34 sont disposés sur la saillie annulaire 31 dont l'épaisseur axiale dl est inférieure à l'épaisseur d2 de la bague 18, mesurée sur les arêtes d'étanchéité 21 et 25. Les deux segments 33 et 34 sont appuyés d'un côté contre les flancs de la saillie annulaire 31 et de l'autre côté contre la face d'extrémité 14 ou la face d'appui 24. Du fait que les deux segments 33 et 34 sont reliés par le voile 35, Le joint 32 peut être monté de façon imperdable sur la bague 18. La bague d'étanchéité 18 est reçue par sa surface radia- lement extérieure 37 entre des saillies 36 du corps 3. Ces saillies résultent de la conformation particulière du corps 3 en section droite et de l'usinage du chambrage dont la face d'extrémité 14 constitue le fond, avec un diamètre qui est plus petit que la diagonale de la section droite du corps 3 de forme carrée. Les saillies 36 qui subsistent ainsi aux angles, sont utilisées pour le maintien de la bague 18. Si nécessaire, ces saillies peuvent en plus être déformées radialement vers l'intérieur afin de garantir que la bague 18 soit maintenue alCignée avec le corps 3 et d'éviter ainsi une pénétration non uniforme des arêtes d'étanchéité coupantes dans les faces antagonistes lors du serrage de la vis 7. La bague 18 est en outre agrandie radialement vers l'extérieur, sur sa partie diamétrale située du côté du corps 3 et reçue entre les saillies 36, afin d'augmenter la rigidité radiale. L'épaisseur de la nervure annulaire formée ainsi autour de la bague est désignée par d3 sur la figure 3a. Pour limiter la profondeur de pénétration des arêtes coupantes, on a en outre prévu, ici éga- lement, des surfaces 39 disposées'en retrait et contre lesquelles peuvent venir buter éventuellement les surfaces situées en regard d'elles. REVENDICATIONS 1. Raccord fileté orientable, comprenant un corps pourvu d'une tubulure latérale pour le raccordement d'un tuyau, une vis creuse qui traverse le corps à angle droit par rapport à la tubulure et possède un collet recouvrant en partie au moins une face d'extrémité du corps et pouvant être serrée étanche contre cette face par une arête d'étanchéité, l'autre bout de la vis creuse, dépassant du corps, étant fileté et destiné à être vissé dans un trou fileté d'une pièce réceptrice, sur laquelle doit être branché le tuyau, ainsi qu'une bague métallique d'étanchéité interposée entre la face d'extrémité du corps dirigée vers le bout fileté de fixation de la vis et une face d'appui de la pièce réceptrice, caractérisé en ce que la bague métallique d'étanchéité (18) présente également au moins une arête d'étanchéité annulaire (21, 25) et que l'une au moins des arêtes d'étanchéité (15, 21, 25) du collet (8) et de la bague métallique (18) est formée par deux faces annulaires inclinées (16, 19, 22 et 17, 20, 23) dont la première (16, 19, 22), située radialement le plus près de l'axe (x- x) du raccord (1), coupe sous un angle aigu d'inclinaison (1l, 2, 3) un plan fictif (E) perpendiculaire à l'axe (x-x) et dont la seconde face annulaire (17, 20, 23) coupe ce plan (E) en étant inclinée en sens contraire à la première face et sous un angle (p1, 2, 3) plus grand que le premier angle d'inclinaison (c1l, 2, 3). 2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières faces annulaires (16, 19, 22) du collet (8) et de la bague d'étanchéité (18) ont un angle d'inclinaison (c1l, 2, 3) de 4 à 12, en particulier de 8 . 3. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (p1, 2, 3) des secondes faces annulaires (17, 20, 23) est de 45 à 90 , en particulier de 50 . 4. Raccord selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les angles d'inclinaison (c1l, 2, 3) des premières faces annulaires (16, 19, 22) des arêtes d'étanchéité (15, 21, 25) du collet (8) et de la bague d'étanchéité (18) sont égaux. 5. Raccord selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les arêtes d'étanchéité (21, 25) de la bague d'étanchéité (18) possèdent le même diamètre (D2, D3). 6. Raccord selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que toutes les arêtes d'étanchéité (15, 21, ) possèdent le même diamètre (D1, 2, 3). 7. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première face annulaire (16) du collet (8) forme un flanc d'une gorge annulaire (29) pour la réception d'un joint élastique (30). 8. Raccord selon la revendication i, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité (18) présente une saillie annulaire centrale (31) dirigée radialement vers l'intérieur, dont l'épaisseur (dl) est inférieure à L'épaisseur (d2) de la bague d'étanchéité (18), mesurée sur les arêtes d'étanchéité (21, 25). 9. Raccord selon la revendication 8, caractérisé en ce que La saillie annulaire (31) est réalisée pour servir de support et comme surface d'assise pour un double joint élastique (32) de forme annulaire, comportant deux segments d'étanchéité (33, 34) pour assurer l'étanchéité vis-à-vis de la face d'extrémité (14) du corps (3) d'une part et vis-àvis de La face d'appui (24) de la pièce réceptrice (2) d'autre part. 10. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (3) est pourvu de saillies (36), réparties circonfé- rentiellement et dépassant axialement de la face d'extrémité (14) située du côté de la pièce réceptrice (2), saillies qui maintiennent la bague d'étanchéité (18). 11. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une arête d'étanchéité supplémentaire est coordonnée concentriquement à au moins l'une des arêtes d'étanchéité (15, 21, ).