Brevet FR2673997A1 — publié le 19920918

La présente Invention concerne un dispositif pour raccorder une extrémité d'un tube en caoutchouc sur un about annelé. D'une manière générale, il est courant d'utiliser dans de nombreuses applications industrielles des tubes en caoutchouc pour véhiculer un agent pneuma- tique ou fluidique entre une source d'alimentation et un appareil d'utilisation par exemple Pour certaines appli- cations, il peut suffire d'emmancher à force l'extrémité du tube côté source et/ou côté appareil sur un embout pour réaliser un raccordement étanche avec une tenue mécanique suffisante. Ce type de raccordement est d'ailleurs celui qui est notamment utilisé en électroménager pour raccor- der une cuisinière à un robinet distributeur de gaz de ville ou à un détendeur d'une bouteille de gaz, selon les normes en vigueur Plus précisément, les embouts dénommés abouts sont métalliques et annelés selon la norme NF-D-36 109 pour le gaz butane et la norme NF-D-36 111 pour le gaz de ville, alors que les tubes en caoutchouc dénommés tubes gaz ont une constitution qui doit satis- faire la norme NF-D-36 101 pour le gaz butane et la norme NF-D-36 102 pour le gaz de ville D'une manière générale, un tube gaz est constitué d'un tube en caoutchouc qui doit résister, côté intérieur, à l'action physico-chi- mique de l'agent véhiculé et, côté extérieur, aux contraintes de l'environnement ambiant. Le GAZ DE FRANCE analyse scrupuleusement tous les accidents occasionnés par le gaz pour tenter d'y remédier Concrètement, ces accidents sont heureusement peu nombreux, mais il s'avère que ceux qui surviennent au niveau des canalisations de distribution du gaz, en amont des compteurs individuels ou collectifs, sont en diminu- tion constante, alors que ceux qui surviennent en aval de ces compteurs restent sensiblement constants Or, pour ces derniers accidents, il s'avère également que ce ne sont pas les tubes gaz qui sont spécialement incriminés, dès l'instant o les usagers prennent toutefois la pré- caution de les changer périodiquement (avant la fin de la cinquième année d'utilisation selon la norme), mais les raccordements du tube gaz sur l'about de la cuisinière d'une part et sur l'about de robinet mural de distribu- tion de gaz d'autre part, sachant que ces abouts métal- liques ne sont pratiquement jamais changés. Les opérations de raccordement d'un tube gaz sur ces abouts s'effectuent directement par emmanchement à force et elles sont concrètement effectuées par les usagers eux-mêmes Un premier facteur d'accidents résulte des trois diamètres normalisés des tubes gaz, à savoir 12, 15 et 20 mm pour l'application de gaz de ville En effet, une erreur due à l'achat précipité par exemple d'un tube gaz non adapté au diamètre des abouts entraî- nera nécessairement un raccordement défectueux, car l'usager cherchera par tous les moyens à réaliser le raccordement Par contre, ce risque d'erreur n'existe pas pour l'application gaz en bouteille, car le diamètre du tube gaz est normalisé à 6 mm Un second facteur d'accidents résulte du mode de raccordement qui se fait par emmanchement à force, aussi bien pour les applica- tions gaz de ville que gaz en bouteille En effet, un tel emmanchement peut s'avérer insuffisant, notamment lorsqu'il est réalisé par une personne âgée, et le moindre effort de traction exercé sur le tube pourra occasionner une fuite de gaz. Pour pallier ces risques d'accidents, le GAZ DE FRANCE a essayé de préconiser le remplacement des tubes gaz par des flexibles présentant des embouts sertis qui viennent se monter sur des pas de vis côté robinet de distribution du gaz et côté cuisinière, mais cela néces- site le démontage préalable des abouts qui deviennent inutiles De tels flexibles correspondent à la norme NF-D-36 103 Cependant, cette tentative s'est soldée par un échec au niveau des consommateurs, en premier lieu à cause du prix de ces flexibles de l'ordre de 130,00 FF, alors que le tube gaz classique ne coûte qu'environ ,00 FF, et en second lieu par la nécessité qu'il y a pour les usagers de démonter les abouts. Une seconde tentative plus récente a été faite par le GAZ DE FRANCE en essayant de préconiser des tuyaux entièrement métalliques selon la norme NF-D-36 121, mais là encore il y a eu échec au niveau des consommateurs, un tel tuyau métallique étant d'un coût élevé de l'ordre de 500,00 FF. Le but de l'Invention est de concevoir un dis- positif de raccordement utilisant un tube gaz classique en caoutchouc qui soit capable de pallier les inconvé- nients précités tout en procurant d'autres avantages. A cet effet, l'Invention propose un dispositif de raccordement d'une extrémité d'un tube en caoutchouc sur un about annelé, caractérisé en ce qu'il est consti- tué par un raccord comprenant une pièce de liaison formée d'un élément tubulaire destiné à être emmanché par une extrémité dans l'extrémité du tube et d'une griffe élas- tiquement déformable située dans le prolongement axial de l'autre extrémité de l'élément tubulaire et destinée à enserrer l'about annelé avec compression concomitante d'un joint d'étanchéité, et une bague de blocage mobile rapportée autour de la pièce de liaison et destinée à exercer en position de verrouillage une compression ra- dialement interne sur la griffe pour immobiliser celle-ci axialement sur l'about. Selon un premier mode de réalisation de l'Invention, la griffe de la pièce de liaison du raccord présente des doigts qui ont un profil intérieur sensible- ment complémentaire de celui de l'about annelé pour venir en prise avec celui-ci, le joint d'étanchéité en appui contre un épaulement annulaire interne de la pièce de liaison étant mis en compression axiale par la surface d'extrémité libre de l'about qui est engagée dans la griffe du raccord. Ainsi, dans ce premier mode de réalisation, le joint d'étanchéité est mis en compression axiale. Selon un second mode de réalisation de l'Invention, le joint d'étanchéité est placé entre la partie annelée de l'about et les doigts de la griffe, et la bague de blocage telle une bague-écrou entraîne une compression radiale du joint d'étanchéité dont la surface périphérique interne va venir épouser la forme annelée de l'about. Un tel dispositif de raccordement, tant selon le premier que selon le second mode de réalisation, est avantageusement préassemblé à chaque extrémité d'un tube de gaz pour former un ensemble dénommé flexible prêt à la commercialisation Ainsi, pour l'usager, l'opération de raccordement du flexible sur un about se limite à engager l'intérieur de la griffe du raccord sur l'extrémité libre annelée de l'about jusqu'à ce que le joint d'étanchéité soit mis en compression, et à agir ensuite sur la bague de blocage par translation et/ou rotation pour immobili- ser axialement le raccord, avec éventuellement présence d'un dispositif de verrouillage de la bague. Un tel dispositif de raccordement est donc du type raccord à montage et démontage rapide sans qu'il soit nécessaire de recourir à un outil. En outre, un tel dispositif présente les avan- tages d'être auto-obturant, de ne nécessiter aucun effort particulier pour son montage et d'avoir une tenue méca- nique suffisante qui lui permet de résister à des forces de traction de l'ordre de 80 kilos environ pour le gaz de ville. D'autres avantages, caractéristiques et dé- tails ressortiront de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: les figures la et lb sont des vues en coupe longitudi- nale d'un dispositif de raccordement selon un premier mode de réalisation de l'Invention, et montrant respecti- vement le dispositif avant et après montage sur un about annelé; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale par- tielle du dispositif de raccordement précédent associé à un dispositif d'obturation; et les figures 3 a et 3 b sont des demi-vues en coupe longitudinale d'un dispositif de raccordement selon un second mode de réalisation de l'Invention, et montrant respectivement ce dispositif avant et après montage sur un about annelé. Le dispositif de raccordement selon l'Invention tel qu'illustré sur les figures permet de raccorder une extrémité la d'un tube gaz 1 en caoutchouc sur un about annelé 2 Ce dispositif est constitué par un raccord 10 qui présente une pièce de liaison 11 formée d'un élément tubulaire 12 ou embout prolongé axialement à une extrémité par une griffe 13. La griffe 13 est formée de plusieurs doigts 14 élastiquement déformables qui sont de préférence angulai- rement régulièrement répartis autour de l'axe longitudi- nal de la griffe 13. Selon le premier mode de réalisation repré- senté aux figures la et lb, chaque doigt 14 a globalement une section en forme de denture en coupe longitudinale et une section en forme d'arc de cercle en coupe transver- sale Dans l'exemple considéré ici, chaque doigt 14 pré- sente dans le sens axial et en direction de son extrémité libre un premier redan 15 qui délimite une première dent interne 15 a suivie d'un deuxième redan 16 qui délimite une deuxième dent interne 16 a Les deux dents internes a et 16 a sont séparées d'une distance l qui est en relation avec la forme annelée de l'embout 2, comme cela sera explicité plus loin. Les doigts 14 sont raccordés à l'embout 12 par une partie annulaire radiale 18 qui délimite un épaule- ment interne 19. La surface périphérique externe délimitée par les doigts 14 de la griffe 13 est de forme globalement tronconique et constitue une portée externe 20. Le raccord 10 est complété par une bague de blocage 25 qui présente une partie cylindrique 26 avec à une extrémité un rebord annulaire 27 qui délimite une ouverture 28 A son autre extrémité, la partie cylin- drique 26 se prolonge par une partie tronconique 29 de diamètre décroissant et qui délimite à sa périphérie interne une portée tronconique 30 complémentaire de la portée tronconique 20 délimitée par la griffe 13. Il va être décrit maintenant le principe de montage de ce raccord 10 sur l'about 2 Concrètement, cette phase de montage est précédée d'une phase d'assemblage du raccord 10 sur l'extrémité la du tube de gaz, comme cela est représenté à la figure la. Une douille métallique 32 est rapportée librement sur l'extrémité du tube 1, et l'embout 12 de la pièce de liaison 11 est emmanché par son extrémité libre dans l'extrémité du tube 1 La douille 32 est ensuite sertie en 33 par déformation à froid du métal par action de forces de compression par exemple radiales pour ren- forcer la solidarisation entre l'embout 12 et le tube 1. Un joint d'étanchéité annulaire 35 est logé à l'intérieur de la griffe 13 et vient en appui contre l'épaulement annulaire 19 délimité entre la griffe 13 et l'embout 12. Enfin, la bague de blocage 25 est rapportée axialement sur la pièce de liaison 11 en engageant la griffe 13 dans la partie tronconique de la bague 25 Cet engagement provoque une déformation élastique des doigts 14 de la griffe 13 au passage de la partie tronconique , mais ils reprennent leur état initial lorsqu'ils atteignent la partie cylindrique 26 de plus grand dia- mètre de la bague 25. Un raccord 10 est ainsi préassemblé à chaque extrémité du tube gaz 1 et forme un flexible symétrique prêt à être commercialisé Il va être considéré ci-après le montage d'un raccord 10 du flexible sur l'about annelé 2 d'un robinet de distribution du gaz de ville par exemple, comme cela est représenté à la figure lb. L'about annelé 2 solidaire du robinet de dis- tribution du gaz (non représenté) présente une partie cy- lindrique 3 prolongée par deux bossages annulaires consé- cutifs 4 et 5, le bossage 5 se situant à l'extrémité de l'about 2 Entre les deux bossages 4 et 5, il est déli- mité ainsi une gorge annulaire externe 6, et entre le bossage 4 et son raccordement à la partie cylindrique 3 de l'about 2, il est délimité une seconde gorge annulaire 7, la distance séparant ces deux gorges 6 et 7 étant sen- siblement égale à la distance 1 séparant les dents in- ternes 15 a et 16 a de chaque doigt 14 de la griffe 13. Pour assembler le raccord 10 à l'about 2, il suffit de faire pénétrer axialement ce dernier par l'ouverture 28 de la bague de blocage 25 Lors de ce mou- vement, les doigts 14 de la griffe 13, logés dans la par- tie cylindrique 26 de la bague 25, se déforment lorsque les bossages 4 et 5 de l'about 2 viennent au contact des dents internes 15 a et 16 a des doigts 14. L'extrémité libre de l'about 2 vient ensuite au contact du joint d'étanchéité 35 qui va alors se com- primer avec déformation de sa zone annulaire interne. L'usager cesse son action dès qu'il sent une résistance sensible à l'avancement qui correspond au moment o les dents 15 a et 16 a des doigts 14 se trouvent respectivement situées au niveau des gorges 6 et 7 de l'about 2 Les dents retiennent ainsi le joint d'étanchéité 35 en com- pression, mais elles ne sont pas pour autant situées né- cessairement dans le fond des gorges 6 et 7 associées. Ensuite, l'usager déplace axialement la bague de blocage du raccord 10 en direction de l'about 2 pour amener en contact positif les portées tronconiques complémentaires et 30 de la griffe 13 et de la bague 25, respective- ment Le déplacement de la bague de blocage 25 en direc- tion de l'about 2 entraîne deux conséquences La première est de comprimer radialement vers l'intérieur les doigts 14 de la griffe 13 tout en amenant leurs dents internes a et 16 a dans le fond des gorges 6 et 7 associées, ce qui entraîne comme seconde conséquence un effort complémentaire de compression axiale exercé sur le joint d'étanchéité 35. Avantageusement, le raccord 10 peut être ver- rouillé en position au moyen de pions externes 40 prévus à la surface périphérique externe de la griffe 14, au voisinage de sa zone de raccordement avec l'embout 11. Ces pions 40 sont destinés à venir se loger respective- ment dans des ouvertures 41 prévues dans la partie tron- conique 29 de la bague 25 Ainsi, l'usager sait que lorsqu'il aura amené les pions 40 dans les ouvertures 41, le raccord 10 se trouvera bloqué axialement sur l'about 2 et verrouillé en position Pour parvenir à loger les pions 40 dans les ouvertures 41, il est bien évidemment possible que l'usager soit amené à faire subir une rota- tion à la bague 25. Le principe de montage du raccord 10 tel que décrit précédemment a été volontairement décomposé en deux opérations: la première consistant à engager l'about 2 dans la griffe 13 du raccord 10 avec une pre- mière compression axiale du joint d'étanchéité 35, et la seconde consistant à déplacer la bague de blocage 25 en direction de l'about 2 pour assurer le blocage axial du raccord 10 avec une seconde compression axiale du joint d'étanchéité Concrètement, l'usager peut enchaîner ces deux opérations d'une manière continue. Il est à noter que la présence du dispositif de verrouillage 40 et 41 offre une certaine sécurité pour l'usager En effet, si l'opération de raccordement s'exécute normalement et sans effort particulier, les pions 40 vont venir se loger dans les ouvertures 41 asso- ciées, ce qui indique à l'usager qu'il a raccordé un flexible de bon diamètre et que le raccordement sur l'about 2 a été correctement effectué. Pour augmenter cette sécurité, le dispositif de raccordement peut être associé à un obturateur 50 se- lon un montage schématiquement représenté à la figure 2. L'obturateur 50 comprend par exemple un corps cylindrique 51 dans lequel est logé un clapet 52 prolongé axialement de part et d'autre par une tige 53 qui fait respectivement saillie aux deux extrémités du corps 51. Le clapet 52 est maintenu en appui sur un siège 54 par l'intermédiaire d'un ressort 55 Un tel obturateur 50 est engagé librement dans la partie cylindrique 12 de la pièce de liaison 11 et il vient en appui par l'intermédiaire d'un rebord annulaire 56 contre l'épaulement 19 du raccord 10 On rapporte ensuite le joint d'étanchéité 35 et les autres éléments du raccord, comme cela a été explicité précédemment. Concrètement, on s'arrange pour que la surface d'extrémité libre de l'about 2 vienne au contact de l'extrémité libre 53 a de la tige 53 de l'obturateur 50 pour déplacer celle-ci et par conséquent décoller le cla- pet 52 de son siège 54 dans la phase finale de compres- sion axiale du joint d'étanchéité 35, c'est-à-dire lorsque la bague de blocage 25 est déplacée pour immobi- liser axialement le raccord 10 Bien entendu, pour conserver un flexible de type symétrique, un obturateur est monté à l'autre extrémité du tube gaz 1 Une telle sécurité est suffisante, côté cuisinière, car si le rac- cord 10 associé n'est pas correctement monté, l'obturateur 50 restera en position fermée Par contre, pour obtenir une sécurité optimale, côté robinet, il faut prévoir un second obturateur 50 à l'intérieur de l'about 2 commandé un synchronisme avec le premier obturateur Un tel montage est à la portée de l'Homme de métier. Selon le second mode de réalisation de l'Invention tel que représenté aux figures 3 a et 3 b, l'ensemble des doigts 14 de la griffe 13 délimite une en- veloppe périphérique externe 60 de forme globalement cy- lindrique et une enveloppe périphérique interne 61 de forme globalement tronconique qui s'évase vers l'extérieur en direction des extrémités libres des doigts 14 Chaque doigt 14 présente sur sa face interne plu- sieurs dents 62 par exemple régulièrement espacées les unes des autres, un rebord radialement interne 63 à son extrémité libre, et un filetage 64 sur sa face externe, du côté de l'embout 12 de la pièce de liaison 11. Le joint d'étanchéité 35 est de forme annu- laire et présente une surface périphérique externe 65 ayant une forme tronconique complémentaire de celle for- mée par les doigts 14, et une surface périphérique in- terne 66 de forme cylindrique. La bague de blocage 25 présente une surface périphérique externe 70 de forme cylindrique et une sur- face périphérique interne 71 en deux parties, une partie de forme tronconique 71 a prolongée par une partie de forme cylindrique 71 b présentant un taraudage 72. Le raccord 10 est préassemblé à une extrémité du tube gaz de la façon suivante Comme pour le premier mode de réalisation, l'embout 12 de la pièce de liaison 11 est emmanché à force dans l'extrémité la du tube gaz 1 et une douille 32 est sertie comme précédemment pour obtenir une meilleure solidarisation entre l'embout 12 et le tube 1. Le joint d'étanchéité 35 est engagé à force entre les doigts 14, et il vient à ses deux extrémités respectivement en contact avec l'épaulement 19 et la bu- il tée 63 formée par l'ensemble des rebords des doigts 14, les dents 62 de ces derniers pénétrant dans la surface périphérique externe du joint 35. La bague de blocage 25 est ensuite rapportée axialement sur la griffe 13, et par rotation elle se visse sur la griffe par suite de la coopération positive entre le f iletage 64 des doigts 14 et le taraudage 72 de la bague 25 Ce mouvement de rotation est arrêté dès que l'on sent une résistance, c'est-à-dire à partir du moment o les extrémités libres des doigts 14 viennent au contact de la surface tronconique interne 61 de la bague 25. La bague 25 étant ainsi pré-positionnée, comme cela est représenté à la figure 3 a, le raccordement du raccord 10 sur l'about 2 s'effectue comme suit. L'extrémité annelée de l'about 2 est engagée librement à l'intérieur du raccord 10, puis la bague de blocage 25 est à nouveau vissée par rotation sur le filetage 64 des doigts 14 de la griffe 13 Ce mouvement de rotation pro- voque un effort de compression radiale sur l'ensemble des doigts 14 par la réaction provoquée par la surface tron- conique 71 a de la bague 25 en contact avec les extrémités libres des doigts 14 Il en résulte une déformation du joint d'étanchéité 35 qui vient au niveau de sa surface périphérique interne épouser la forme annelée de l'about 2, comme cela est représenté à la figure 3 b Dans ce cas, la bague 25 agit à la manière d'une bague-écrou. Comme pour le premier mode de réalisation, un raccord identique 10 est monté à l'autre extrémité du tube gaz 1. Bien évidemment, l'Invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit précédemment et donné à titre d'exemple, mais elle inclut notamment les équivalents techniques des moyens décrits sans pour au- tant sortir du cadre de la présente Invention. En particulier, en liaison avec le premier mode de réalisation, une seule dent 16 a peut être prévue au niveau de chaque doigt 14 de la griffe 13 Avec une telle configuration, il est possible pour un même raccord 5 10 de pouvoir se monter indifféremment sur des abouts de 12 et de 15 mm (ancienne et nouvelle normes) Il en est de même pour le dispositif de raccordement selon le se- cond mode de réalisation, mais sans lui apporter de modi- fication au niveau de sa structure Enfin, l'embout 12 et la griffe 13 formant la pièce de liaison 11 du raccord 10 peuvent constituer une seule pièce en matière plastique par exemple venue de moulage, ou être deux pièces dis- tinctes assemblées l'une à l'autre par tout moyen approprié. REVENDICATIONS 1 Dispositif de raccordement d'une extrémité d'un tube en caoutchouc sur un about annelé, caractérisé en ce qu'il est constitué par un raccord ( 10) comprenant une pièce de liaison ( 11) formé d'un élément tubulaire ( 12) destiné à être emmanché par une extrémité dans l'extrémité (la) du tube ( 1) et d'une griffe ( 13) située dans le prolongement axial de l'autre extrémité de l'élément tubulaire ( 12) et destinée à enserrer l'about annelé ( 2) avec compression concomitante d'un joint d'étanchéité ( 35), et une bague de blocage ( 25) mobile rapportée autour de la pièce de liaison ( 11) et destinée à exercer en position de verrouillage une compression ra- dialement interne sur la griffe ( 13) pour immobiliser celle-ci axialement sur l'about ( 2). 2 Dispositif de raccordement selon la Reven- dication 1, caractérisé en ce que la griffe ( 13) est for- mée de plusieurs doigts ( 14), chaque doigt ( 14) présen- tant au moins une dent interne ( 16 a) destinée à venir se loger au fond d'une encoche ( 7) délimitée au niveau de la partie annelée de l'about ( 2). 3 Dispositif selon la Revendication 2, caractérisé en ce que chaque doigt ( 14) présente au moins, en direction de son extrémité libre, deux redans ( 15), ( 16) successifs qui délimitent des première et seconde dents internes ( 15 a), ( 16 a) distantes d'une longueur 1. 4 Dispositif de raccordement selon la Reven- dication 2 ou 3, caractérisé en ce que les doigts sont raccordés à l'élément tubulaire ( 12) par une zone annu- laire radiale ( 18) délimitant un épaulement ( 19) contre lequel vient en appui le joint d'étanchéité ( 35) axiale- ment comprimé par la surface d'extrémité libre de l'about ( 2). 5 Dispositif selon l'une des Revendications là 4, caractérisé en ce que les doigts ( 14) de la griffe ( 13) délimitent une surface périphérique externe globale- ment tronconique formant portée ( 20). 6 Dispositif de raccordement selon la Reven- dication 5, caractérisé en ce que la bague de blocage ( 25) est rapportée autour de l'élément de liaison ( 11), et elle présente au moins une surface périphérique in- terne tronconique formant une portée ( 30) complémentaire de la portée ( 20) formée par les doigts ( 14). 7 Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le déplace- ment axial de la bague de blocage ( 25) en direction de l'about ( 2) entraîne une action positive entre les por- tées ( 20,30) pour serrer radialement la griffe ( 13) sur l'about ( 2), et une compression axiale du joint d'étanchéité ( 35) sur lequel vient en appui la surface d'extrémité libre de l'about ( 2). 8 Dispositif selon l'une quelconque des Re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il com- prend également un dispositif de verrouillage ( 40), ( 41) destiné à verrouiller la bague ( 25) en position de blocage. 9 Dispositif de raccordement selon la Reven- dication 8, caractérisé en ce que le dispositif de ver- rouillage est constitué par des pions ( 40) prévus à la surface périphérique des doigts ( 14) et des ouvertures ( 41) prévues dans la bague ( 25), ces pions ( 40) se lo- geant respectivement dans les ouvertures ( 41) lorsque la bague ( 35) est en position de blocage. Dispositif de raccordement selon la Reven- dication 1, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité ( 35) est monté entre les doigts ( 14) de la griffe ( 13) et la partie annelée de l'about ( 2) pour être radialement comprimé par la bague de blocage ( 25). 11 Dispositif de raccordement selon la Reven- dication 10, caractérisé en ce que la bague de blocage ( 25) présente une surface périphérique externe de forme cylindrique et une surface périphérique interne présen- tant une partie tronconique prolongée par une partie cylindrique. 12 Dispositif de raccordement selon la Reven- dication 11, caractérisé en ce que la surface périphé- rique externe des doigts ( 14) présente un filetage, en ce que la surface périphérique de la partie cylindrique interne de la bague présente un taraudage complémentaire, et en ce que la bague ( 25) se visse par rotation sur les doigts ( 14) de la griffe ( 13).