Brevet FR2656064A1 — publié le 19910621

DISPOSITIF DE CONNEXION RAPIDE POUR CANALISATION DE CIRCUIT PNEUMATIQUE La présente invention concerne le domaine technique de l'établissement de circuits pneumatiques d'asservissement d'organes divers et elle vise, plus particulièrement, les circuits comprenant des lignes transfert intermodules ou inter-appareils, constituées par des canalisations tubulaires en matière plastique souple ou semi-souple. La constitution d'un circuit pneumatique, au moyen de telles lignes de transfert, implique de pouvoir débrancher et rebrancher rapidement de telles lignes pour faciliter les opérations d'intervention, d'entretien, de modification ou de contrôle. Dans certains cas, de tels moyens sont également nécessaires lorsqu'il devient impératif de pouvoir brancher, sur un même appareil, des lignes de transfert différentes. Pour permettre un branchement ou un débranchement rapides respectant, bien entendu, le caractère d'étanchéité requis, la technique antérieure connais des appareils connecteurs qui sont, généralement, constitués au minimum de six pièces différentes. Une première pièce est constituée par une sorte de platine présentant des trous dans lesquels sont emmanchés à force des canules rigides comportant une partie femelle et, à l'opposé, une partie mâle saillant pour permettre l'emmanchement d'une canalisation souple. Une seconde pièce est composée d'un support de forme équivalente ou complémentaire à celle de la platine, également percée de trous dans lesquels sont emmanchées des canules rigides possédant, d'une part, une partie mâle pour le raccordement d'une canalisation tubulaire souple et, d'autre part, une seconde partie mâle opposée pourvue d'un joint d'étanchéité et destinée à pénétrer dans la partie femelle de la canule correspondante de la platine. Le raccordement s'effectue par emmanchement simultané et la liaison est complétée par la mise en place d'une ou de deux coquilles d'accouplement qui sont reliées entre elles par un ou plusieurs organes de fixation. Pratiquement, une telle construction n'est pas satisfaisante pour diverses raisons. La première réside dans l'exigence absolue de devoir disposer de canules rigides spécialement réalisées de façon précise pour que leur emboîtement dans la platine et le support puisse intervenir avec un pouvoir de rétention évitant leur dégagement intempestif lors de la séparation entre le support et la platine. Un deuxième inconvénient réside dans la quasi impossibilité de pouvoir sortir ou dégager les canalisations pneumatiques souples sur l'embout mâle des canules, en raison de l'existence d'un bourrelet extrême pénétrant à l'intérieur de la matière première de la canalisation. Le troisième est le corollaire du précédent qui implique, en raison de la structure même des embouts mâles des canules, l'obligation de recourir à l'utilisation, en tant que ligne de transfert, de tuyaux ou canalisations en matière plastique de diamètre interne calibré précisément. Un autre inconvénient, particulièrement important, réside dans le fait qu'une telle structure ne peut pas être utilisée en tant qu'organe passe-cloison sur lequel et de part et d'autre de la cloison il est possible d'adapter un système de connexion rapide. La présente invention a justement pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus en proposant un dispositif de connexion rapide, plus particulièrement conçu pour réduire le nombre de pièces entrant dans sa constitution, pour permettre, effectivement, une connexion ou une déconnexion rapides, pour autoriser un montage aisé sur des tubes ou canalisations ne possédant pas, obligatoirement, un diamètre intérieur calibré et pour rendre possible, de surcroît, une construction pour la constitution d'un connecteur simple ou d'un connecteur double, du type passe-cloison. Un objet supplémentaire de l'invention est de proposer un nouveau dispositif de connexion conçu de manière à pouvoir être réalisé de façon simple, peu onéreuse, en offrant une réelle possibilité de connexion ou déconnexion rapide, sans risque de débranchement de la ou des canalisations tubulaires constitutives des lignes de transfert devant être raccordées. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le dispositif de connexion rapide conforme à l'invention comprend - une embase traversée par au moins un trou et formant au moins un embout de montage présentant une face d'appui portant un joint d'étanchéité bordant l'orifice du trou, - au moins une tête de raccordement constituée par un corps comportant une face plane formant glace et traversé par au moins un trou débouchant, équipé, à l'opposé de la glace, d'un raccord d'adaptation rapide pour une canalisation pneumatique, - des moyens de mise en coincidence des trous, - et au moins un organe d'accouplement entre la tête et l'embase, ledit organe comportant des moyens de liaison avec l'embase aptes à serrer la glace de la tête contre le joint de la face d'appui de l'embout. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig 1 est une coupe-élévation illustrant un premier exemple de réalisation du dispositif de connexion rapide. La fig. 2 est une coupe prise, à plus grande échelle, sensiblement selon la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe-élévation illustrant une deuxième forme de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 4 est une élévation d'une variante de réalisation de l'un des éléments constitutifs du dispositif. La fig. 5 est une coupe-élévation montrant, à échelle différente, une autre forme de réalisation d'un autre élément constitutif. Le dispositif de connexion rapide, illustré dans le premier exemple de réalisation selon la fig. 1, est conçu, selon l'invention, pour constituer un connecteur rapide simple I entre un appareil 1 d'un circuit pneumatique et une ligne transfert 2. L'appareil 1 peut être de toute conception pour assumer une fonction principale ou accessoire dans un circuit d'asservissement pneumatique. A titre d'exemple, il peut s'agir d'un distributeur chargé d'assurer le fonctionnement d'un transformateur d'énergie pneumatique 3. Dans l'exemple illustré, la ligne transfert comprend une canalisation 4, dite d'alimentation depuis le distributeur 1 en direction du transformateur 3, et une canalisation 5, par exemple dite de retour entre le transformateur 3 et le distributeur 1. Le dispositif de connexion rapide I, décrit ci-après, est donc spécifiquement conçu pour permettre la connexion et la déconnexion rapides entre la ligne 2 et l'appareil 1, pour ce qui concerne la continuité des canalisations 4 et 5. Il doit être considéré qu'un dispositif de connexion rapide, formant un connecteur unique, pourrait également être prévu entre la ligne 2 et l'appareil transformateur 3. Le dispositif de connexion rapide I comprend, tout d'abord, une embase 6 qui, dans le cas présent, est, de préférence, réalisée en tant qu'organe passe-cloison, à même de permettre un montage sur une paroi 7 qu'elle traverse. La paroi 7 peut être constitutive de l'appareil 1 ou, encore, d'un coffret de raccordement sur lequel la ligne transfert 2 doit être branchée. L'embase 6 comporte une collerette de butée et de fixation 8, à partir de laquelle s'étend un embout de montage 9 destiné à traverser la cloison 7. L'embout 9 est, de préférence, du type fileté et supporte un écrou 10 destiné à serrer la collerette 8 contre la paroi 7. Un moyen d'immobilisation angulaire peut être prévu entre l'embase 6 et la paroi 7. L'embase 6 est traversée, dans le cas présent, par deux trous 11 et 12 s'ouvrant sur la face de la collerette 8 et sur une face d'appui plane 13 présentée par l'embout de montage 9. Chaque trou 11 ou 12 est équipé, du côté de la collerette 8, d'un raccord d'adaptation rapide 14 et, du côté de la face d'appui, d'un joint torique 15. De préférence, le joint torique 15 est encastré dans un lamage 16 qui est pratiqué dans la face d'appui 13, de manière à border circonférentiellement l'orifice du trou traversant 11 ou 12. Dans un tel montage, il est préférable d'immobiliser le joint 15 dans le lamage. Ceci peut être assuré par un collage ou, encore, par la présence d'un bord périphérique du lamage 16 en contre-dépouille. La fonction d'étanchéité pourrait aussi être assurée par un seul joint de type plat présentant autant de lumières que de trous, ces lumières étant pratiquées en coincidence pour border les trous. La fig 2 montre un exemple de réalisation selon lequel le raccord d'adaptation rapide 14 est constitué par une cartouche insérable à l'intérieur d'un puits 17 pratiqué à partir de la collerette 8, coaxialement aux trous 11 et 12. La cartouche 14 est constituée par un joint d'étanchéité torique 18 disposé en fond du puits 17 et par une bague 19 maintenant, à proximité du joint 18, un anneau de constriction 20, du type à lèvres déformables élastiquement. La bague 19 assure le maintien d'une virole 21 coulissant axialement et comportant une rampe d'extrémité 22 constituant un organe d'ouverture élastique de l'anneau de constriction 20. A l'état de repos, l'anneau de constriction 20 délimite un diaphragme ou une ouverture qui est sensiblement inférieure à la section de passage de la virole 21. Les cartouches 14 sont destinées à permettre le raccordement entre l'embase 6 et l'appareil 1, au moyen de canalisations souples pneumatiques 23 et 24 qui sont chacune constituées par un tube en matière plastique. Le tube est engagé à l'intérieur de la cartouche et, plus particulièrement, de la virole 1 pour coulisser axialement jusqu'en fond du puits 17 en forçant en ouverture l'anneau de constriction 20 et en contraignant le joint torique 18. Par réaction à la déformation élastique imposée, l'anneau de constriction 20 se resserre sur la matière constitutive du tube pour maintenir ce dernier dans une position axiale dans laquelle le tube est solidarisé avec l'embase, d'une manière étanche établie par le cerclage exercé par le joint torique 18 autour du tube 23 ou 24. Il doit être considéré que les raccords 14 pourraient aussi être constitués par des systèmes à bagues ou olives avec moyen de montage par vissage. Le dispositif de connexion rapide, réalisé en tant que connecteur simple selon la fig. 1 comprend, par ailleurs, une tête de raccordement 30 qui est traversée par deux trous 31 et 32 s'ouvrant, respectivement, sur une face plane 33 constituant une glace et sur une face arrière 34. Les trous traversants sont chacun munis, sur la face arrière, d'un raccord d'adaptation rapide 14 identique à celui décrit précédemment. La fonction des raccords rapides 14 est la même que celle précisée pour assurer le raccordement entre la tête 30 et les canalisations souples 4 et 5, qui sont illustrées dans un mode de construction habituel comme insérées à l'intérieur d'une gaine de protection 35. La tête de raccordement 30 est pourvue de moyens d'indexation par rapport à l'embase 6, de manière à assurer automatiquement la mise en coîncidence entre les trous traversants 31 et 32 et les trous 11 et 12. Ces moyens d'indexation sont également conçus pour assurer un détrompage positif, de manière que le trou 32 ne puisse, en aucun cas, être amené en coincidence avec le trou 11. Les moyens d'indexation sont, par exemple, constitués par un ou plusieurs ergots 36 faisant saillie à partir de la glace 33, en étant décalés latéralement par rapport à l'axe de la tête 30, afin de coopérer avec un ou plusieurs trous 37 correspondants présentés par la face d'appui de l'embase 6. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, la tête 30 est de forme de révolution et plus particulièrement cylindrique, d'axe x-x' parallèle aux trous 31 et 32 qui sont pratiqués, de façon symétrique, par rapport à un tel axe. La tête 30 possède, également, sensiblement dans le plan de la face d'appui 33, un épaulement 38 qui est destiné à coopérer avec un organe 39 d'accouplement entre la tête 30 et l'embase 6. L'organe d'accouplement 39 est constitué par un manchon ou capot tubulaire, de préférence cylindrique, enfilé sur la gaine 35, de préférence par l'intermédiaire d'un presse-étoupe 40. Le manchon 39 délimite, intérieurement, un logement 41 destiné à recevoir la tête 30. Le logement 41 débouche, par un épaulement 42, dans un taraudage 43 constituant un moyen de liaison avec l'embase 6 par coopération avec le filetage de l'embout 9. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, le manchon 39 peut être aisément enfilé sur la gaine 40, de façon à coulisser axialement pour dégager les canalisations 4 et 5. Il devient ainsi possible d'adapter la tête de raccordement 30 par engagement axial des canalisations 4 et 5 dans les raccords d'adaptation rapide 14. Le manchon de raccordement 39 peut ensuite être ramené dans une position dans laquelle le taraudage 43 fait légèrement saillie par rapport à la glace de la tête 30, en vue de permettre le vissage du manchon 39. La tête 30 est ainsi amenée à prendre appui, par la glace 33, contre les joints toriques 15 contre lesquels cette glace est pressée dès que l'épaulement 42 prend appui derrière le rebord annulaire 38. De cette manière, il devient possible d'établir une connexion étanche entre la tête de raccordement 30 et l'embase 6, par simple vissage n'engendrant aucune sollicitation de glissement des joints toriques 15 qui sont uniquement astreints à travailler en compression en étant immobilisés, d'une part, dans le fond des lamages 16 et, d'autre part, contre la glace 33. Un raccordement étanche est, de cette manière, établi sûrement entre les trous traversants 11, 12 et 31, 32, respectivement, et permet de connecter et de rétablir la ligne 2 à tout appareil constitutif du circuit. Il convient de remarquer que la mise en pression de la ligne de transfert, après accouplement de l'embase 6 et de la tête 30, tend à écarter ces pièces l'une de l'autre. Cet écartement contraint en traction le manchon 39 par rapport à l'embout 9. il en résulte une impossibilité de dévissage qui constitue une sécurité interdisant une déconnexion lorsque la ligne 2 est en pression. Il est, bien entendu, évident que l'adaptation décrite ci-dessus fait intervenir une orientation préalable de la tête 30, de manière à faire coopérer ensemble les moyens d'indexation chargés d'immobiliser angulairement ensemble la tête 30 et l'embase 6. Après mise en place comme décrit ci-dessus, le presseétoupe 40 peut être serré pour immobiliser le manchon de raccordement 39 de façon étanche sur le gaine 35. Il est clair que l'objet de l'invention offre les mêmes avantages en cas de débranchement rapide, puisqu'il suffit, après desserrage du presse-étoupe 40, de dévisser simplement le manchon 39 pour désaccoupler la tête 30 par rapport à l'embase 6. Ainsi que cela ressort de la description qui précède, le dispositif de l'invention se limite, dans sa construction, à l'association de trois pièces, respectivement constituées par l'embase 6, la tête de raccordement 30 et l'organe d'accouplement 39. La fig. 3 montre une variante de réalisation dans laquelle le dispositif de connexion rapide est constitué sous la forme d'un connecteur double Il. Un tel connecteur double comprend une embase 6 formant deux embouts opposés 91 et 92 possédant les mêmes caractéristiques constructives que celles décrites précédemment. L'embase 6 est alors pourvue, dans un tel cas, de deux trous 11 et 12 traversants, dont les orifices, s'ouvrant sur les faces d'appui 131 et 132, sont bordés par des joints d'étanchéité 151 et 152, par exemple toriques. Le dispositif de connexion comprend, dans un tel cas, deux têtes de raccordement 301 et 302 qui sont associées à deux organes d'accouplement 391 et 392' de même structure que celle décrite précédemment. Les différents moyens nécessaires sont prévus en double, comme cela est le cas des moyens 36 et 37 assurant l'indexage lors du montage. Le dispositif de connexion Il, illustré par la fig. 3 est, avantageusement, conçu pour permettre le branchement ou débranchement rapides de segments de lignes transfert 21 ou 22, de part et d'autre d'une cloison 7 traversée par l'embase 6. Il doit être considéré que l'objet de l'invention peut être mis en oeuvre dans sa conception pour réaliser un dispositif de connexion pour une seule canalisation, par exemple la canalisation 4, lorsque, par exemple, le raccordement entre un appareil 1 et un transformateur 3 peut être établi avec une seule canalisation, le fluide transformé étant, par exemple, évacué par échappement à l'air libre. Dans un tel cas, l'embase 6 du connecteur I ou du connecteur Il ne possède qu'un trou traversant 11 ou 12, de même que la tête de raccordement 30, 301 et 302. De même, le dispositif peut être conçu pour un raccordement de plus de deux canalisations qui peuvent, d'ailleurs, être de diamètres différents pour les deux têtes, puisque chacune d'elles possède ses propres raccords d'adaptation rapide. La fig. 4 montre une variante de la réalisation selon la fig 3. Dans cette variante, l'embase 6 du connecteur double forme toujours les embouts opposés 91 et 92 mais ceux-ci sont disposés pour que leurs faces 131 et 132 soient situées dans deux plans perpendiculaires. A cette fin, l'embase peut être réalisée sous la forme d'un corps coudé et les trous traversants 11 et 12 sont constitués par des perçages orthogonaux communicants. La fig. 5 montre une autre variante selon laquelle l'organe d'accouplement 39 est constitué par un manchon 50 de faible hauteur axiale présentant le taraudage 43 de coopération avec le filetage de l'embout et le logement 41 destiné à recevoir l'épaulement 38 de la tête 30. Le manchon 50 possède une collerette 51 derrière laquelle est maintenu, par un jonc élastique 52 notamment, le rebord 53 d'une enveloppe tubulaire 54 qui est ainsi immobilisée axialement, mais libre angulairement sur le manchon. L'enveloppe 54 comporte, à l'opposé du rebord 53, une platine 55 sur laquelle sont adaptés plusieurs presse-étoupes 40, par exemple deux, 40a, 40b traversés chacun par une gaine 35a, 35b entourant des canalisations 56a, 56b. La forme de réalisation ci-dessus permet, à partir d'une même tête 30 possédant un grand nombre de trous traversants, d'assurer le raccordement d'autant de canalisations qui sont, toutefois, organisées en plusieurs faisceaux. L'existence du manchon 50 et de l'enveloppe 54 permet de monter et démonter facilement le dispositif malgré l'existence de plusieurs gaines 35, puisque le mouvement de rotation peut être imprimé uniquement au manchon 50 par rapport à l'enveloppe et à l'embase. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Dispositif de connexion rapide pour canalisation de circuit pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend : - une embase (6) traversée par au moins un trou (11) et formant au moins un embout de montage (9) présentant une face d'appui (13) portant un joint d'étanchéité (15) bordant l'orifice du trou, - au moins une tête de raccordement (30) constituée par un corps comportant une face plane (33) formant glace et traversé par au moins un trou (31) débouchant, équipé, à l'opposé de la glace, d'un raccord d'adaptation rapide (14) pour une canalisation pneumatique, - des moyens (36, 37) de mise en coincidence des trous (11, 31) - et au moins un organe (39) d'accouplement entre la tête et l'embase, ledit organe comportant des moyens de liaison avec l'embase aptes à serrer la glace de la tête contre le joint de la face d'appui de l'embout. 2 - Dispositif de connexion rapide selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : - une embase (6) formant deux embouts opposés (1 31 , 132), - deux têtes de raccordement (30î, 302) destinées à coopérer chacune avec un embout, - deux moyens de mise en coincidence des trous traversants, - et deux organes d'accouplement (391 39# > aptes à assurer chacun la liaison entre une tête et un embout. 3 - Dispositif de connexion rapide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'embase comporte une collerette (8) de butée et de fixation sur une cloison que l'embout traverse. 4 - Dispositif de connexion rapide selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (15), bordant le trou de l'embase, est encastré dans un lamage (16) pratiqué dans la face d'appui (13). 5 - Dispositif de connexion rapide selon l'une des revendications 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'embase (6) comporte au moins un trou traversant (11) équipé, à l'opposé de la face d'appui, d'un raccord d'adaptation rapide (14) pour une canalisation pneumatique. 6 - Dispositif de connexion rapide selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que le raccord d'adaptation rapide (14) est constitué sous la forme d'une cartouche insérable dans un puits (17) coaxial au trou. 7 - Dispositif de connexion rapide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de mise en coincidence comprennent au moins un trou décentré (37) présenté par la face d'appui (13) de l'embout et au moins un ergot d'indexage (36) saillant à partir de la glace (33) de la tête. 8 - Dispositif de connexion rapide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe d'accouplement est constitué par un manchon tubulaire délimitant un logement interne (41) contenant la tête. 9 - Dispositif de connexion selon la revendication 1, 2 ou 8, caractérisé en ce que l'organe d'accouplement (39) est constitué par un manchon tubulaire cylindrique présentant, intérieurement, un logement cylindrique (41) se raccordant à un moyen de liaison avec l'embout par un épaulement d'appui (42) pour un rebord annulaire (38) présenté par la tête. 10 - Dispositif de connexion selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de liaison est constitué par un taraudage (43) apte à coopérer avec un filetage présenté par ltembout. 11 - Dispositif de connexion selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'organe d'accouplement (39) est constitué par un manchon (50) d'adaptation sur l'embase et sur lequel est monté libre angulairement, mais immobilisée axialement, une enveloppe tubulaire (54) pourvue d'une platine (55) portant plusieurs presse-étoupes (40) pour autant de gaines (35) enserrant des canalisations (56) regroupées en faisceaux séparés.