Brevet FR2729454A1 — publié le 19960719

La présente invention a trait aux raccords rapides utilisés pour la jonction amovible de canalisations, du genre comprenant deux éléments mâle et femelle propres à s'emmancher et à se verrouiller l'un à l'inté- rieur de l'autre en provoquant l'ouverture automatique d'un clapet chargé monté dans l'élément femelle relié à la source du fluide sous pression qui traverse le dispositif. On a proposé différents types de mécanismes pour le verrouillage automatique des deux éléments emmanchés. Dans le Brevet U.S. N 3 873 062 (JOHNSON), ce mécanisme est formé par une bague qui comprend un anneau dont l'ouverture est orientée axialement par rapport au corps de l'élé- ment femelle et qui est solidaire de griffes longitudinales profilées de manière à venir, sous l'effet de moyens élastiques associés à ladite bague, s'engager par leur extrémité libre dans une dépression annulaire prévue dans l'embout de l'élément mâle, lequel est ainsi retenu axia- lement. Cette bague de verrouillage est liée axialement à un fourreau coulissant de manoeuvre qui enveloppe ladite bague et le corps de l'élément femelle, de sorte que le déplacement axial de ce fourreau par l'opérateur provoque, à l'encontre des moyens élastiques précités, le recul de la bague et le retrait de ses griffes hors de la dépression de l'élément mâle qui peut ainsi être retiré de l'élément femelle. Un tel système fonctionne de manière satisfaisante pour des pres- sions de fluide relativement modérées. Par contre, dans les cas o la pression du fluide véhiculé par les canalisations à relier dépasse une certaine valeur, lors de la manoeuvre axiale du fourreau en vue du désaccouplement le fluide sous pression enclos dans la canalisation aval Liée à l'élément mâle provoque, par appui de ce fluide contre le clapet fermé, l'expulsion brutale de cet élément hors de l'élément femelle. La violence de cette expulsion est telle qu'elle risque de causer des bles- sures à l'opérateur. C'est à cet inconvénient que la présente invention entend remédier. L'invention consiste essentiellement à doter l'éLément femelle d'un organe annulaire de sécurité à griffes qui, intervenant après une pre- mière manoeuvre exercée dans un sens sur le fourreau, immobilise axiale- ment l'élément mâle à une position intermédiaire pour Laquelle le clapet chargé est fermé et le fluide enclos dans la canalisation aval associée à l'élément mâle peut s'échapper à l'extérieur, tandis qu'une seconde manoeuvre axiale exercée sur le fourreau en sens inverse du précédent asssure la commande de L'organe annulaire de sécurité et la libération totale de l'élément mâle. On obtient de la sorte un fonctionnement analogue à celui des raccords rapides à verrou mobile transversalement qui sont du type dit "à double détente", tout en conservant les avantages structureIs spéci- fiques aux raccords rapides du type à griffes. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre L'invention, Les caractéristiques qu'eLLe présente et Les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une coupe axiale d'un raccord rapide établi confor- mément à l'invention, représenté à la position accouplée de ses deux éléments. Fig. 2 est une vue en perspective montrant à l'état séparé le corps de l'élément mâle et les deux bagues à griffes qui lui sont associées. Fig. 3 illustre l'agencement des deux pièces qui, une fois assemblées l'une à l'autre, forment Le fourreau extérieur de manoeuvre du raccord. Fig. 4 est une coupe transversale du raccord suivant le plan de coupe indiqué en IV-IV en fig. I; le plan de coupe de fig. I a été rappeLé en I-I. Fig. 5 est une coupe axiale suivant le pLan indiqué en V-V en fig. 4. Fig. 6 est la coupe transversale correspondant au plan VI-VI de fig. 5. Fig. 7, 8 et 9 sont des coupes axiales à plus petite échelle similaires à cettlle suivant fig. 1, montrant la position des pièces du raccord à trois phases successives du processus de désaccouplement. L'élément femelle A du raccord rapide représenté en fig. 1 comprend un corps tubulaire formé par l'assemblage de trois pièces cylindriques creuses 1, 2 et 3. La pièce arrière 1 est profilée pour permettre l'adaptation de L'extrémité de la canalisation amont 4 reliée à la source de fluide sous pression, tandis que la pièce intérieure 2, équi- pée d'un joint torique 5, présente à son extrémité tournée en direction de ladite pièce 1, un profil évasé propre à définir un siège pour le joint 6a porté par la tête d'un clapet tubulaire 6 associé à un ressort 7. On observera qu'on peut adopter la solution inverse, à savoir monter le joint sur le siège évasé. Comme montré en fig. 2, la pièce principale 3 de ce corps 1-2-3 comporte trois méplats Longitudinaux 3a disposés suivant un même plan transversal. En avant de ces méplats 3a, la paroi est percée de deux séries de trois lumières respectivement référencées 3b et 3c, les lu- mières 3c s'étendant sur une plus grande longueur axiale que les lumiè- res 3b. Comme on peut le voir en fig. 4 et 6, les trois méplats 3a, Les trois lumières 3b et les trois lumières 3c sont mutuellement orientées à 120 dans chaque série. Sur la pièce principale 3 du corps 1-2-3 est engagée à coulissement une bague de sécurité 8 pourvue de trois griffes 8a tournées vers l'avant. Ces griffes 8a sont introduites dans les lumières longues 3c de la pièce 3 de façon à faire saillie par leur extrémité libre dans l'alé- sage intérieur de ladite pièce. Sur la bague de sécurité 8 coulisse une bague de verrouillage 9 à plus grand diamètre. Cette bague 9 comporte de la même manière trois griffes antérieures 9a engagées dans les Lumières courtes 3b de la pièce 3. Il convient d'observer que la bague 9 est également solidaire de 14 trois dents 9b qui s'étendent vers l'avant au droit des griffes 9a, l'extrémité de chaque dent 9b venant s'appliquer sur un méplat 3a du corps. Le raccord comprend également un fourreau de manoeuvre qui, comme illustré à la fig. 3, est constitué par un manchon 10 et une douille antérieure 11. Cette dernière est pourvue de trois prolongements longi- tudinaux 11a qui s'étendent vers l'arrière et dont l'extrémité libre présente un talon 11b tourné vers l'extérieur, de façon à venir se clipser élastiquement dans l'une de trois fenêtres 10a prévues à cet effet dans le manchon 10, en assurant de la sorte la solidarisation réciproque des pièces 10 et 11 du fourreau, et ce aussi bien dans le sens axial qu'en rotation. A la bague de verrouillage 9 est associé un ressort 12 qui prend appui contre des butées 3d de la pièce 3 pour repousser vers l'avant ladite bague 9 et engager élastiquement les griffes 9a de celle-ci à l'intérieur des lumières 3b. On observera que les griffes 8a et 9a, les dents 9b et les prolongements longitudinaux 11a s'emboîtent les uns entre les autres en assurant le guidage des bagues 8 et 9 dans le sens axial, en combinaison avec les lumières 3b et 3c, comme cela ressort des coupes transversales suivant fig. 4 et 6. A l'élément femelle A ainsi constitué est associé un élément mâle B de type classique. Cet élément mâle B est formé par une pièce cylindri- que tubulaire 13 dont une extrémité est assujettie à la canalisation 14 à raccorder à la canalisation 4 liée à l'élément femelle A, tandis que l'extrémité opposée se présente sous la forme d'un embout 13a apte à être introduit dans le débouché antérieur de la pièce 3 du corps 1-2-3. Sur cette pièce 13 est ménagée une dépression annulaire 13b prévue im- médiatement en arrière de l'embout terminal 13a. Pour exposer le fonctionnement du raccord décrit ci-dessus, on partira de la position de raccordement illustrée en fig. 1. Pour parve- nir à cette position, l'opérateur a engagé L'embout 13a dans le corps 1- 2-3 et a rapproché axialement les deux éléments A et B, ce qui a eu pour effets d'une part de repousser le clapet 6 jusqu'en position ou- verte, d'autre part d'ouvrir les extrémités des griffes 9a de la bague de verrouillage 9, lesdites extrémités venant finalement s'appliquer dans la dépression 13b sous l'effet du ressort 12 associé à la bague précitée. Les deux éléments A et B sont verrouillés l'un à l'autre, le joint 5 assurant l'étanchéité du raccordement. On observera que les griffes 9a ne peuvent s'ouvrir pour libérer La pièce 13 par suite du profil oblique du bord antérieur (référencé 3'_ en fig. 1) des lumières courtes 3b. Au contraire, les extrémités des grif- fes 8a de la bague de sécurité 8, bien qu'engagées également dans la dépression 13b, ne sont pas maintenues et peuvent en conséquence s'écar- ter, de sorte qu'elles n'assurent aucune retenue. Pour dissocier les deux éléments A et B, l'opérateur doit en pre- mier lieu déplacer axialement le fourreau de manoeuvre 10-11 vers L'arrière, c'est-à-dire suivant la fLèche F1 de fig. 7. Les prolonge- ments 11a de la douille 11 prennent appui contre la bague 9 qui recule à l'encontre du ressort 12, si bien que les extrémités des griffes 9_ sont extraites de la dépression 13b et libérent la pièce 13, laquelle se déplace vers l'avant sous l'effet du ressort 7 associé au clapet 6 qui tend a repousser ainsi l'embout 13a. Par ailleurs les extrémités des griffes 8a de la bague de sécurité 8 sont recouvertes par l'alésage axial 11c de la douille 11 et sont en conséquence maintenues appliquées dans La dépression 13b. On arrive ainsi à la position intermédiaire illustrée en fig. 8 pour laquelle le clapet 6 est fermé, tandis que la pièce 13 de l'éLément mâle B est retenue axialement par les griffes 8a et ne peut donc être dissociée de l'éLément femelle A. On notera qu'à cette position intermé- diaire, le fluide sous pression enclos dans la canalisation 14 s'échappe à l'extérieur à travers les jeux existant entre les pièces de l'éLément femelle A et à travers des rainures longitudinales 10_ pratiquées à cet effet dans la paroi intérieure du manchon 10. Il y a ainsi décompression de la canalisation 14 et de la pièce 13 qui forme l'élément mâle B. Pour dégager celui-ci hors de l'élément femelle A, L'opérateur doit agir à nouveau sur le fourreau 10-11 en le déplaçant axialement vers l'avant, suivant la flèche F2 de fig. 9. Le déplacement axial du four- reau 10-11 a pour effet que les extrémités des griffes 8_ de la bague de sécurité 8 ne sont plus engagées dans l'alésage 11c et sont en conséquence libres de s'ouvrir radialement pour sortir de la dépression 13b lorsque L'opérateur exerce une traction sur l'élément mâle B (flèche F3 de fig. 9). La décompression exercée à la position intermédiaire suivant fig. 8 évite tout risque d'expulsion brusque. Une fois l'élment mâle B complètement extrait du raccord femelle A, le ressort 12 ramène la bague 9 à la position d'attente. On notera que le déplacement axial de la bague 9 est limité par butée des dents 9b de cette bague contre le bord antérieur des méplats 3a, ce qui élimine tout risque de blocage intempestif. Le raccord est ainsi prêt pour une nou- velle opération de raccordement. Il va de soi que le nombre des griffes 8a et 9a peut varier dans une large mesure, en fonction notamment du diamètre des raccords à réaliser. IL convient en outre de noter qu'à l'exeption évidemment des ressorts 7 et 12, la quasi totalité des pièces constitutives du raccord rapide suivant l'invention est susceptible d'être aisément réaliséeen matière plastique moulée, ce qui abaisse sensiblement le poids du dispo- sitif et son coût de fabrication. Le montage des différentes pièces peut être effectué à l'aide de robots ou manipulateurs, sans difficulté par- ticulière. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le do- maine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R EV E N D I C A T I 0 N S 1. Raccord rapide de sécurité pour la jonction amovible de canali- sations, du genre dans lequel le mécanisme de verrouillage qui imobiLi- se axialement l'éLément mâle (B) une fois que l'emmanchement de celui-ci dans l'élément femelle (A) a provoqué l'ouverture du clapet chargé (6) monté dans cet élément femelle (A) comprend d'une part un organe annu- laire (9) pourvu de griffes longitudinales (9a) aptes à venir s'enga- ger, sous l'effet de moyens élastiques (12), dans une dépression annu- laire (13b) du corps (13) de l'élément mâle, d'autre part un fourreau de manoeuvre (10-11) dont le déplacement axial provoque l'extraction des- dites griffes hors de la dépression et la libération de l'élément *mlte, caractérisé en ce que l'élément femelle renferme en outre un organe annulaire de sécurité à griffes (8-8a) qui, intervenant après une pre- mière manoeuvre axiale exercée sur le fourreau, immobilise l'élément mile à une position intermédiaire pour laquelle le clapet chargé est fermé et le fluide sous pression enclos dans la canalisation aval asso- ciée audit élément mile s'échappe à l'extérieur, tandis qu'une seconde manoeuvre axiale exercée sur le fourreau en sens inverse du précédent assure la commande de l'organe annulaire de sécurité et la libération totale de l'élément mâle. 2. Raccord rapide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe annulaire de sécurité (8) est monté à coulissement axial autour de l'organe annulaire de verrouillage (8) qui coulisse lui-mime sur le corps tubulaire (1-2-3) de l'élément femelle (A), les griffes (8a, 9a) des deux organes étant engagées dans des lumières (3b, 3c) pratiquées dans le corps précité de manière à faire saillie par leur extrémité libre à l'intérieur de celui-ci pour coopérer avec la dépression annu- laire (13b). 3. Raccord rapide suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le premier déplacement axial du fourreau (10-11) amène un atésage axial (11;) de celui-ci au niveau des extrémités libres des griffes (8a) de l'organe de sécurité (8) en interdisant ainsi l'ouverture desdites ex- trémités qui restent engagées dans la dépression annulaire (13b) jusqu'à la seconde manoeuvre axiale exercée sur ledit fourreau.