Brevet FR2727493A1 — publié le 19960531

Dispositif et Procédé de raccordement étanche entre une bride munie d'au moins un tube et une pièce. La présente invention concerne un dispositif de raccordement étanche entre une bride munie d'au moins un tube présentant une extrémité de raccordement, et une pièce munie d'un orifice de connexion avec ladite extrémité, les faces de raccordement entre bride et pièce étant planes, le dispositif comportant des moyens de serrage de la bride sur la pièce. Elle concerne également un procédé de raccordement mettant en oeuvre un tel dispositif. Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine des raccordements de circuits refroidisseurs, de circuits de climatisation et/ou de systèmes de direction assistée de véhicules automobiles. On connaît déjà des systèmes de raccordement étanche et amovible entre une bride munie d'un tuyau et une pièce, qui peut être par exemple une autre bride, un déshydrateur, un condenseur, un détendeur ou un compresseur. Les systèmes connus présentent des inconvénients car ils ne garantissent pas toujours une bonne étanchéité. Plusieurs facteurs expliquent ces inconvénients. Il s'agit tout d'abord de facteurs liés aux erreurs et défaillances humaines lors du montage. C'est le cas notamment lorsque le monteur du dispositif oublie de mettre le joint, ou encore lorsqu'il l'endommage par exemple du fait des difficultés liées à la nécessité pour le monteur de maintenir en place simultanément la bride à fixer et l'appareil (visseuse) de fixation. Des facteurs liés aux dispositifs eux même existent ensuite. En effet, les documents de l'art antérieur décrivent essentiellement des joints toriques dont on ne peut garantir la valeur de compression de façon fiable compte tenu des cotes de tolérance pour l'usinage des pièces. De plus, les dispositifs connus ont tendance à perdre leur étanchéité en fonctionnement du fait des vibrations. La présente invention vise à fournir un dispositif répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle permet un montage plus simple, aisé à mettre en oeuvre, ce qui génère moins de risque d'oubli ou d'endommagement du joint par le monteur, en ce qu'elle garantit un écrasement homogène du dit joint et en ce qu'elle permet une meilleure tenue aux vibrations en fonctionnement, tous ces éléments combinés permettant d'obtenir le résultat recherché, à savoir une meilleure étanchéité du dispositif de raccordement. Dans ce but la présente invention propose essentiellement un dispositif de raccordement étanche entre une bride munie d'au moins un tube présentant une extrémité de raccordement, et une pièce munie d'un orifice de connexion avec ladite extrémité, les faces de raccordement entre bride et pièce étant planes, le dispositif comportant des moyens de serrage de la bride sur la pièce, caractérisé en ce qu'il comporte de plus et en combinaison - un joint composite situé entre les deux faces de raccordement, comprenant une plaque d'épaisseur constante percée de part en part d'un orifice dont le bord interne est solidaire d'un anneau en matériau élastomère de plus forte épaisseur, à l'état libre, que la plaque , ledit anneau étant introduit à frottement sur ladite extrémité de raccordement, - et un élément en matière plastique ou équivalent, de positionnement et de solidarisation entre la bride et la pièce avant serrage définitif, ledit élément comprenant des moyens de fixation dudit élément sur la bride, et des moyens de fixation rapide par encliquage ou équivalent, de l'élément ainsi solidaire de la bride sur la pièce. Par élément équivalent on entend notamment et par exemple une matière métallique souple susceptible de se déformer et de revenir en place élastiquement, en reprenant notamment sa configuration initiale après déformation pour encliquage. Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la bride étant munie d'au moins un orifice percé de part en part, le tube est fixé sur ladite bride de part et d'autre de l'orifice par pliure de la paroi dudit tube sur elle même dans le sens longitudinal du tube, la face de raccordement située du coté de la pièce étant munie d'un évidement annulaire de réception de ladite pliure correspondante;; - la bride est munie d'au moins un orifice percé de part en part, ouvert sur le coté et dans lequel est inséré un manchon de passage du tube auquel il est fixé par pliure de la paroi dudit tube sur elle même dans le sens longitudinal du tube, ledit manchon étant muni d'une collerette du coté de la pièce par rapport à la bride, la face de raccordement de ladite collerette située du coté de la pièce étant munie d'un évidement annulaire de réception de ladite pliure correspondante; - l'anneau en matériau élastomère est un joint à double ligne de compression, présentant une section transversale sensiblement en forme de 8 horizontal s'étendant dans le plan ou sensiblement dans le plan de la plaque; - l'élément en matière plastique comporte une paroi centrale plane insérée entre les faces de raccordement de la bride et de la pièce;; - l'élément en matière plastique présente une section transversale sensiblement en forme de U comportant des excroissances latérales longitudinales insérées latéralement entre les faces de raccordement de la bride et de la pièce; - la bride comporte deux tubes et la pièce deux orifices en vis à vis, et les moyens de serrage de la bride sur la pièce comprennent une vis traversant la bride et la paroi centrale de l'élément, de part en part, pour fixation avec ladite pièce, la vis étant maintenue par ledit élément en matière plastique ; - la plaque d'épaisseur constante est constituée par une rondelle conique agencée pour se déformer de façon élastique - la bride comporte au moins deux tubes et les joints composites sont solidaires l'un de l'autre par leurs plaques respectives.La vis peut alors également être vissée dans le joint lui même, l'élément ne comportant pas dans ce cas de paroi centrale plane. L'invention concerne également un procédé de montage ou fabrication d'un dispositif du type décrit ci-dessus. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers donnes à titre d'exemple non limitatif. Elle se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquelles - La figure 1 montre en coupe un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, pour raccordement entre deux brides. - La figure 2 est une vue de dessus de la figure 1. - La figure 3 est une vue en coupe transversale de l'élément en matière plastique ou équivalent du dispositif de la figure 1. - La figure 3bis est une vue en coupe transversale de l'élément en matière plastique ou équivalent du dispositif selon un autre mode de réalisation. - La figure 4 est une vue en coupe d'un joint composite à deux orifices appartenant à un dispositif pour raccordement d'une bride à deux tubes, selon un autre mode de réalisation de l'invention, utilisable avec l'élément de la figure 3bis. - La figure 4bis est une vue en coupe de deux joints composites selon l'invention utilisables avec l'élément de la figure 3. - La figure 5 est une vue de dessus du joint de la figure 4. - La figure Sbis est une vue de dessus des joints composites de la figure 4bis. - La figure 6 est une vue en coupe, partielle, selon VI-VI, de l'anneau en élastomère du joint des figures 1, 4 ou 4bis. - La figure 7 est une vue partielle, en coupe, selon VII-VII de l'orifice central du joint de la figure 5. - La figure 8 est une vue de dessus d'un autre mode de réalisation d'un joint selon l'invention pour raccordement à un seul tube. - La figure 9 est une vue en coupe d'un joint pour dispositif selon un autre mode de réalisation de l'invention. - La figure 10 est une vue en coupe, à grande échelle, partielle, de l'anneau en élastomère d'un joint du type de celui de la figure 9 comportant une plaque se déformant élastiquement en compression. - La figure ll montre schématiquement en vue de dessus et en vue de côté un autre mode de réalisation d'une bride avec manchon utilisable avec l'invention. - La figure 12 est une vue en coupe d'une bride avec manchon selon un autre mode de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 2 montrent un dispositif I de raccordement étanche entre une première bride métallique 2, par exemple en acier, et une pièce constituée par une seconde bride métallique 3, par exemple de même configuration que la première bride 2, les faces de raccordement 4 et 5 entre brides étant planes. La bride 2 est par exemple sensiblement parallèlépipèdique ou de section sensiblement ellipsoïdale ou ovale parallèlement au plan 6 de raccordement entre brides. Elle comporte deux orifices cylindriques 7 et 8, crantés intérieurement de façon connue en elle même, et traversent la bride 2 de part en part, perpendiculairement au plan 6, muni chacun d'un tube, respectivement 9 et 10, par exemple en alliage d'aluminium, de diamètre égal ou sensiblement égal au diamètre interne de l'orifice correspondant avec lequel il coopère en force, chaque tube étant ainsi immobilisé en rotation par rapport à la bride grâce aux crans intérieurs dans lesquels la matière des tubes pénètre. Dans un autre mode de réalisation cette antirotation peut être réalisée par collage. Les tubes 9 et 10 comportent chacun une extrémité de connexion 9' et 10' s'étendant au delà de la face 4 sur une distance déterminée et immobilisés dans le sens axial 11, perpendiculaire au plan 6 de raccordement, par des pliures 12, 13 de leur paroi respective, de part et d'autre de la bride, encore appelé double frippage dans le langage de l'homme du métier. La face de raccordement 4 située du coté du raccordement est munie de deux évidements annulaires 14 et 15 correspondant à chaque orifice 7 et 8, de réception des pliures 13 des tubes, permettant une continuité ou sensiblement une continuité de la planéité de ladite face 4, en effaçant ainsi les excroissances dues aux pliures dans la surface de la bride. Il est par contre, et par exemple, prévu de l'autre coté de la face externe de la bride, des épaulements cylindriques 16 autour des orifices 7 et 8, sur lesquels les pliures 12 des tubes correspondants viennent en appui, ce qui autorise un excellent blocage axial. Les pliures sont par exemple obtenues par emboutissage, la compression axiale faisant par ailleurs s'écarter radialement la partie centrale 17 des tubes entre les pliures 12 et 13 le métal pénétrant alors les crans ou cannelures internes aux orifices. La bride comporte par ailleurs un orifice cylindrique central 18 de passage d'une vis ou d'un boulon de fixation (non représenté) de la bride 2 sur la bride 3. La bride 3 comporte quand à elle deux orifices 19 et 20 en vis à vis des orifices 7 et 8, munis chacun d'un tube cylindrique, par exemple également en aluminium, 21 et 22. Les tubes sont fixés à la bride 3 de façon identique aux tubes 9 et 10 avec la bride 2, des évidements annulaires 23 et des épaulements annulaires 24 étant prévus pour recevoir ou appuyer les pliures 25 et 26 correspondantes. Plus précisément les tubes 21 et 22 sont chacun terminés par les plis 25 situés du coté de la face 5 de raccordement de façon à ce que l'extrémité desdits tubes viennent au maximum araser la surface de la dite face 5, le diamètre interne des tube 21 et 22 correspondant aux diamètres externes des extrémités 9' et 10' qui sont introduites à frottement dans lesdits tubes. Dans un mode de réalisation, la bride 3 et les tubes 21, 22 sont remplacés par un bloc à trous venant coopérer directement avec les tubes 9 et 10. Ce bloc comprend un trou centré taraudé et des rainures de maintien de l'élément en matière plastique. Enfin un orifice central 3 de fixation par exemple fileté, est prévu en vis à vis de l'orifice 18 de la bride 2. Selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit . ici, le dispositif comporte par ailleurs deux joints composites 27 et 28 situés entre les deux faces 4 et 5 de raccordement, respectivement enfilés sur les extrémités 9' et 10' des tubes 9 et 10. Chaque joint comporte une plaque 29, 30, métallique, par exemple, en forme de rondelle en tronc de cône, conférant ainsi une élasticité en compression axiale, percée de part en part d'un orifice dont le bord interne est solidaire d'un anneau 31, 32 en matériau élastomère de plus forte épaisseur, à l'état libre, que la plaque, ledit anneau étant introduit à frottement sur l'extrémité 9', 10' correspondante du tube concerné. La fixation entre la plaque et le matériau en élastomère se fait par exemple par surmoulage. L'élastomère peut-être en élastomère à chaîne de butyle ou de HNBR. Dans le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici l'anneau en élastomère 31, 32 est formé d'un joint à profil spécial qui sera plus particulièrement décrit en référence à la figure 6. Ce joint à profil spécial permet un double étanchéité tube/tube avec deux lignes de compression distinctes. Le profil du joint permet ainsi de garantir une compression optimum, les volumes en excroissance venant se déplacer dans les volumes libres, remplissant à 95% l'espace libre entre les plaques 29 et 30, et les tubes 9 et 10. Le serrage permet alors systématiquement un contact pièce/plaque/bride ou bloc/plaque/bride en butée positive, la plaque supportant le joint servant d'entretoise. Le dispositif comporte de plus un élément 33 (voir figure 3), en matière plastique ou équivalente, de positionnement et de solidarisation de la bride 2 sur la bride 3. L'élément 33 est ici constitué d'une pièce de section en coupe longitudinale sensiblement en forme de H, comprenant une paroi centrale 34 (la barre transversale du H) sensiblement rectangulaire, insérée entre les faces de raccordement 4 et S, et de plus faible épaisseur que les plaques 29 et 30 des joints entre lesquels elle est intercalée transversalement. La paroi 34 est par ailleurs percée de part en part en son centre d'un orifice 35, par exemple fileté, de passage et de maintien du boulon de fixation des brides entre elles. L'élément comprend deux parois longitudinales 36 identiques en vis à vis, sensiblement rectangulaires et reliés entre elles par la paroi centrale 34, agencées pour coopérer à frottement ou pour contenir dans le sens transversal les brides 2 et 3. Les parois 36 sont terminées en partie haute et en partie basse, par des excroissances transversales 37 et 38 dirigées vers l'intérieur de l'élément, constituant des rebords internes dont les parties dirigées vers la paroi centrale 34 sont propres à coopérer avec les faces externes des brides 2 et 3. L'élasticité de l'élément permet aux parois de s'écarter vers l'extérieur (flèche 39 sur la figure 3) lorsque l'on emboîte la partie 40 sur la bride 2 et la partie 41 sur la bride 3, et aux rebords de se refermer sur les brides après mise en place réalisant ainsi l'encliquage de positionnement et de solidarisation des brides l'une sur l'autre. On a représenté sur la figure 3bis un autre mode de réalisation d'un élément 33' de section transversale en forme de U, ou sensiblement en forme de U, comportant des excroissances latérales longitudinales ou barres 34' insérées latéralement entre les faces 4 et 5 de raccordement de la bride 2 et de la pièce 3 et présentant par ailleurs un profilé du même type que celui de l'élément 33. On a représenté sur les figures 4 et 5 un autre mode de réalisation de joint 42 selon l'invention pour raccordement entre bride et pièce, muni d'une plaque métallique plane 43 d'épaisseur constante, percée de part en part de deux orifices 44 et 45, chacun comprenant un double anneau spécial 46 (cf. figure 6). Plus précisément l'anneau 46 surmoulé sur la plaque 43 présente une section transversale en forme de 8 horizontal s'étendant dans le plan ou sensiblement dans le plan de la plaque, ou en forme de noeud papillon formé de deux tores 47 de diamètre supérieur, par exemple 1,5 fois supérieur à l'épaisseur de la plaque, reliés entre eux par un cordon ou anneau circulaire 48 de plus faible épaisseur que la paroi 43, ledit joint s'étendant de part et d'autre des faces supérieures et inférieures de la plaque sur une distance équivalente, à l'état libre, par exemple égale à quelques millimètres. La plaque est également percée d'un orifice central 50 de passage du boulon de fixation muni d'un simple joint en élastomère 51 en biseau vers l'intérieur de l'orifice pour être à frottement avec le boulon de fixation (voir figure 7). les figures 4bis et Sbis montrent quant à elles, deux joints 42a et 42b indépendants l'un de l'autre et susceptibles d'être utilisés avec l'élément de la figure 3bis. Chaque joint comprend une plaque annulaire circulaire 43a et 43b, munie intérieurement d'un anneau d'étanchéité 46a et 46b du type décrit ci-avant. On a représenté sur la figure 8 un autre mode de réalisation d'un joint composite 52 selon l'invention comprenant une plaque 53 sensiblement triangulaire munie d'un orifice 54 de raccordement comprenant un anneau en élastomère 55 du type représenté sur la figure 9 et un orifice de passage du boulon de fixation de la bride sur la pièce. L'anneau en élastomère comprend un tore à pans coupés (cf. également figure 10) fixé sur la plaque 53, de section sensiblement octogonale, se terminant vers l'intérieur dans le plan central 57 par une languette ou lèvre circulaire 58. La figure 10 montre quant à elle plus précisément une coupe partielle du joint monotorique à pans coupés, fixé sur une rondelle 59 en forme de tronc de cône ou de portion de coupelle annulaire, permettant une élasticité du joint après le serrage, par exemple nécessitant une pression d'aplatissement de 500 Kgf. la figure 11 montre une bride 60 munie de deux orifices 61 et 62, dont un (62) comportant une ouverture latérale 63 dirigée vers l'extérieur de la bride. Plus précisément en référence à la figure 12, l'orifice 62 comporte un manchon cylindrique 64 de passage du tube 65, le manchon étant bloqué en rotation par exemple par indexage (non représenté) dans l'orifice 62. Le tube 65 est fixé au manchon par pliure 66 de la paroi dudit tube sur elle même dans le sens longitudinal du tube, le manchon 64 étant muni d'une collerette 67 du coté de la pièce par rapport à la bride, la face 68 de raccordement de ladite collerette située du coté de la pièce étant munie d'un évidement annulaire 69 de réception de ladite pliure correspondante. Le tube 65 comprend par ailleurs une extrémité 70 s'étendant au delà de la collerette vers la pièce 3 et sur laquelle est enfilé le joint 71 du type décrit en référence à la figure 4bis. On va maintenant décrire la fabrication du dispositif selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici, en faisant référence à la figure 1 ou 5. Les deux joints 27 et 28 sont enfilés sur les embouts 9' et 10' avec lesquels ils restent solidaires par frottement lors des manipulations suivantes. Le boulon est introduit et prévissé sur l'élément en matière plastique 33 (ou la plaque 43 du joint 42, dans le cas d'un joint en une partie). L'élément en matière plastique est ensuite encliqué sur la bride 2, puis on fixe le tout en encliquant l'élément ainsi muni de la bride 2, sur la bride 3. La pièce reçoit donc l'ensemble bride avec joint et vis, l'opérateur n'ayant plus qu'à visser cette dernière sans risquer de perdre le joint ou de 1 'endommager. Le contact métal contre métal, et l'écrasement des parties en élastomère garantissent l'étanchéité avec une compression maîtrisée grâce à l'épaisseur constante de la plaque (par exemple en acier) du joint. Dans le cas d'une rondelle conique, assurant une élasticité complémentaire, la tenue aux vibrations est encore améliorée. Dans le cas particulier plus précisément décrit, avec fixation par pliures, le double joint en forme de 8 horizontal écrasé de façon contrôlée assure d'une part l'étanchéité entre les extrémités 9' ou 10' et la bride 3, et d'autre part, et simultanément, l'étanchéité entre cette même extrémité et les pliures 13 et 23 du tube en aluminium correspondant. La présence de l'élément 33 garantit également une parfaite étanchéité d'une part en rendant le montage plus fiable, et d'autre part en participant à la tenue aux vibrations. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de raccordement étanche entre une bride (2) munie d'au moins un tube (9, 10) présentant une extrémité de raccordement (9', 10'), et une pièce (3) munie d'un orifice (19, 20) de connexion avec ladite extrémité, les faces (4, 5) de raccordement entre bride et pièce étant planes, ledit dispositif comportant des moyens de serrage de la bride sur la pièce, caractérisé en ce qu'il comporte de plus et en combinaison, - un joint (27, 28 ; 42 ; 52)composite situé entre les deux faces de raccordement, comprenant une plaque (29, 30 ; 43 ; 53 ; 59) d'épaisseur constante percée de part en part d'un orifice dont le bord interne est solidaire d'un anneau (31, 32 ; 46 ; 55) en matériau élastomère de plus forte épaisseur, à l'état libre, que la plaque , ledit anneau étant introduit à frottement sur ladite extrémité de raccordement, - et un élément (33) en matière plastique ou équivalent, de positionnement et de solidarisation entre la bride et la pièce avant serrage définitif, ledit élément comprenant des moyens (37) de fixation dudit élément sur la bride, et des moyens (38) de fixation rapide par encliquage ou équivalent, de l'élément ainsi solidaire de la bride sur la pièce. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la bride (2) étant munie d'au moins un orifice(7, 8) de traversée de ladite bride de part en part, le tube (9, 10) est fixé sur ladite bride de part et d'autre de l'orifice par pliure (12, 13) de la paroi dudit tube sur elle même dans le sens longitudinal du tube, la face (4) de raccordement située du coté de la pièce étant munie d'un évidement annulaire (14, 15) de réception de ladite pliure correspondante. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bride est munie d'au moins un orifice percé de part en part, ouvert sur le coté et dans lequel est inséré un manchon de passage du tube auquel il est fixé par pliure de la paroi dudit tube sur elle même dans le sens longitudinal du tube, ledit manchon étant muni d'une collerette du coté de la pièce par rapport à la bride, la face de raccordement de ladite collerette située du coté de la pièce étant munie d'un évidement annulaire de réception de ladite pliure correspondante. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'anneau (31, 32 ; 46) en matériau élastomère est un joint à double ligne de compression, présentant une section transversale sensiblement en forme de 8 horizontal s'étendant dans le plan ou sensiblement dans le plan de la plaque. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément en matière plastique (33') présente une section transversale sensiblement en forme de U comportant des excroissances latérales (34') longitudinales insérées latéralement entre les faces de raccordement de la bride (2) et de la pièce (3). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément (33) en matière plastique comporte une paroi centrale (34) plane insérée entre les faces de raccordement (4, 5) de la bride et de la pièce. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bride comporte deux tubes (9, 10) et la pièce deux orifices (19, 20) en vis à vis, et en ce que les moyens de serrage de la bride sur la pièce comprennent une vis traversant la bride et la paroi centrale de l'élément, de part en part, pour fixation avec ladite pièce, et maintenue par ledit élément en matière plastique. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédente caractérisée en ce que la plaque (59) d'épaisseur constante est constituée par une rondelle conique agencée pour se déformer de façon élastique. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bride (2) comporte au moins deux tubes et en ce que les joints composites (42) respectivement concernés sont solidaires l'un de l'autre par leurs plaques (43) respectives. 10. Procédé de fabrication d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que on enfile le joint à frottement sur le tube, on fixe l'élément en matière plastique sur la bride, on met la bride en place sur la pièce par fixation rapide de l'une sur l'autre grâce audit élément, puis on serre ladite bride sur ladite pièce jusqu'à l'obtention d'un contact surfacique entre les faces de raccordement et les faces de la plaque du joint.