Brevet FR2740532A1 — publié le 19970430

RACCORD ETANCHE A CONNEXION RAPIDE La présente invention concerne un raccord étanche du type comprenant un embout de tube rigide inséré dans un alésage cylindrique formé dans une pièce ou par un second tube, l'embout de tube rigide comportant une première portion, d'extrémité, munie d'au moins un joint d'étanchéité entre la face interne de l'alésage et la face externe de ladite première portion de l'embout de tube. Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine des raccords étanches, enclipsables et amovibles, pour circuit de gaz réfrigérant, par exemple utilisés dans les circuits de conditionnement d'air pour véhicules automobiles. On connaît déjà des raccords étanches à connexion/déconnexion rapides de deux tubes du type décrit ci-dessus. L'accrochage de tels tubes entre eux se fait par retour d'une portion d'extrémité évasée d'un des tubes dans une cage à lèvres munie d'un organe de rétention élastique et solidaire de l'autre tube. De tels raccords présentent des inconvénients. En effet, le système d'accrochage par évasement, notamment en présence de matériaux tels que l'aluminium, ne permet pas de résister à une pression suffisante avant éclatement pour tous les diamètres de tubes utilisés. Par ailleurs, la tenue en traction d'un tube par rapport à l'autre est limitée de sorte que le cahier des charges des constructeurs automobiles, de plus en plus contraignant, n'est plus respecté. La fabrication de tels raccords est également coûteuse (usinage par enlèvement de copeaux) ou difficile, voire impossible (usinage par roulage). Par ailleurs, de tels raccords ne sont pas adaptés aux jonctions entre tube et pièce non tubulaire. L'étanchéité par joint torique des raccords de l'art antérieur n'est par ailleurs pas, en général, suffisante compte tenu des tolérances de fabrication des différents composants. Les diamètres des joints toriques peuvent alors se révéler trop petits, ce qui entraîne une compression ne permettant pas d'assurer une bonne étanchéité. La présente invention vise à fournir un raccord étanche répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique notamment en ce qu'elle autorise une fabrication aisée et moins coûteuse, en ce qu'elle permet un montage direct qui n'est pas limité au raccord entre deux tubes, en ce qu'elle garantit une compression optimale avec une grande standardisation le tout en respectant une excellente tenue mécanique. Dans ce but, la présente invention propose notamment un raccord étanche du type décrit cidessus, caractérisé en ce que l'embout de tube comporte une seconde portion au moins en partie à l'intérieur de l'alésage présentant radialement sur son pourtour une saillie à flans tronconiques, en ce que l'alésage est terminé par une chambre sensiblement annulaire s'étendant radialement vers l'extérieur en vis à vis de la saillie à flans tronconiques et terminée d'un coté par une face interne radiale de blocage et de l'autre coté dirigé vers l'extrémité de la pièce ou vers l'extérieur du second tube par une lèvre de retenue dont le bord est radialement situé à une distance de la face externe de la seconde portion un peu supérieure à la hauteur de ladite saillie à flan tronconique et en ce que il comporte un ressort circulaire enfilé sur ladite seconde portion, interposé entre la saillie et la face interne de la lèvre pour interdire le dégagement télescopique relatif de l'embout de tube et de l'alésage. Dans des modes de réalisation avantageux on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la seconde portion comprend un manchon formant ladite saillie, enfilé et fixé sur l'embout de tube - la seconde portion de l'embout de tube est délimitée par rapport à la première portion du tube par un premier pli de la paroi dudit embout de tube, s'étendant radialement, en saillie vers l'extérieur de l'embout et à l'intérieur de l'alésage - l'embout de tube rigide comporte un second pli s'étendant radialement, en saillie, vers l'extérieur dudit embout, situé à distance du premier pli du côté opposé à l'extrémité dudit embout, lesdits plis formant des butées de blocage longitudinal de part et d'autre du manchon enfilé sur ledit embout - le raccord étant réalisé entre deux tubes, la chambre est constituée par une cage d'extrémité rapportée, fixée de façon inamovible sur le bout du second tube - le ressort est un ressort extensible, par exemple à jarretière enfilé directement sur la seconde portion et les dimensions de la chambre sont suffisantes pour permettre l'extension du ressort au moyen d'un outil, de façon que le ressort puisse glisser par-dessus la saillie en vue du retrait de l'extrémité de l'embout hors de l'alésage ; - l'outil est une bague rigide, coulissante axialement, montée de façon inamovible sur l'embout de tube - le joint étanche est formé par une bague en matériau rigide en forme de manchon cylindrique enfilé à frottement sur la première portion, munie dans son prolongement longitudinal d'un anneau en matériau élastomère propre à assurer l'étanchéité, ladite bague étant de surface externe propre à coopérer à frottement doux avec la face interne de l'alésage ;; - la bague est solidaire de l'anneau en matériau élastomère - le raccord comporte deux anneaux en matériau élastomère, respectivement situés de part et d'autre de la bague - le raccord comporte deux bagues en matériau rigide - les bagues sont reliées entre elles par un desdits anneaux en matériau élastomère dont elles sont solidaires, au moins une desdites bagues comportant l'autre anneau en matériau élastomère à son autre extrémité. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit des modes de réalisation donnés ci-après de façon non limitative. Elle se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe axiale du raccord selon un premier mode de réalisation de l'invention, entre une pièce et un tube prêts à être déconnectés l'un de l'autre. - La figure 2 est une vue en coupe axiale du raccord selon un deuxième mode de réalisation de l'invention entre deux tubes en position bloquée l'un par rapport à l'autre. - La figure 3 est une vue schématique en coupe axiale du raccord entre deux tubes tels que représentés sur la figure 2 avant connexion, montrant également dynamiquement les positions successives du ressort lors de la connexion. Les figures 1 et 2 montrent un raccord étanche 1 entre un embout 2 de tube 3, rigide, par exemple en aluminium, inséré dans un alésage cylindrique 4 formé dans une pièce 5 par exemple en acier (figure 1), ou encore formé par un second tube 6 par exemple en aluminium (voir alors figure 2). Dans la suite de la description, les mêmes numéros de référence sont utilisés pour désigner les mêmes éléments. La pièce peut par exemple être un bloc compresseur, un détendeur, un condenseur ou encore une bride intermédiaire vissée au préalable sur le bloc. La pièce est en générale munie d'une face plane 7, tournée vers l'extérieur et dans laquelle débouche l'alésage 4. L'embout 2, par exemple obtenu par roulage ou usinage, comprend une première portion 8 cylindrique d'extrémité, se terminant par un évasement 9 qui s'ouvre sur l'alésage 10 situé dans le prolongement de l'alésage 4 de connexion, et dont le diamètre est par exemple identique ou sensiblement identique au diamètre interne de l'embout 2, ce qui supprime pratiquement toute perte de charge due au raccord. Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici la première portion est munie d'un joint composite 11 constitué par deux bagues en acier ou en matière plastique rigide 12 et 13 formant un manchon enfilé à frottement ou en force sur la première portion 8, et deux anneaux 14 et 15 en matériau élastomère, par exemple en élastomère à chaîne de butyl ou de HNBR, l'un des anneaux 14 étant situé entre, et fixé sur, les deux bagues et l'autre 15 étant fixé sur l'extrémité de la bague 13 située du côté de l'embout, éloignée de la sortie du fluide. Les bagues en matériau rigide 12 et 13 en forme de manchon cylindrique, c'est à dire constituées par des cylindres de hauteur supérieure à leur épaisseur, par exemple compris entre 1,5 fois et 5 fois ladite épaisseur, par exemple de l'ordre de deux fois ou trois fois supérieure, sont donc situées dans le prolongement longitudinal des anneaux qui sont, à l'état libre, d'épaisseur plus grande que l'épaisseur du manchon. L'extrémité de la bague 12 est par exemple de forme partiellement annulaire, ou plus généralement de forme complémentaire à celle de l'anneau 14 pour épouser en partie la forme de la paroi externe dudit anneau. Dans un mode de réalisation, la paroi externe de jonction avec l'anneau est par exemple droite, c'est à dire perpendiculaire à l'axe de l'anneau. Les bagues 12 et 13 sont ici fixées de façon inamovible aux anneaux par exemple par collage, surmoulage ou vulcanisation lors de la fabrication du joint, dans le prolongement longitudinal des bagues. Les bagues 12 et 13 présentent une surface interne cylindrique coopérant à frottements avec la surface externe de l'embout de tube et une surface externe propre à coopérer à frottements doux avec la face interne d'alésage de connexion. Par frottement doux on entend le respect de tolérances de cotes entre l'alésage et la bague agencée pour que la distance entre leurs deux surfaces en vis à vis soit comprise entre 0,05 mm et 0,22 mm. Les axes des anneaux en forme de joint torique et des bagues sont confondus avec l'axe du tube sur l'embout duquel le joint d'étanchéité composite est enfilé. Le matériau élastomère peut quant à lui être remplacé par un matériau équivalent du moment qu'il présente une bonne élasticité. Les anneaux, de section constante, s'étendent par exemple de part et d'autre des faces internes et externe des bagues ou sont sensiblement tangents au prolongement longitudinal des faces internes des bagues, et sont en saillie à l'état libre, par exemple de quelques dixièmes de millimètre, par rapport à la face externe des bagues. Les bagues peuvent quant à elles être des bagues en aluminium, en acier, en acier zingué ou autre matériau rigide (en matière plastique par exemple) avec une tolérance d'ajustement de type H7g6 en prenant pour base l'alésage 4, par exemple de diamètre nominal 12 mm ; 15,3 mm ; 18,2 mm ou 21,4 mm. Les bagues 12 et 13 sont par exemple de dimensions identiques. Une des bagues peut également être de plus petite dimension que l'autre, par exemple avoir une hauteur égale au 2/3 de la hauteur de l'autre bague. L'embout 2 comporte une seconde portion 16 au moins en partie à l'intérieur de l'alésage, séparée de la première portion 8 par un pli 17 qui bloque d'un côté en position axiale le joint 11, l'autre côté étant bloqué axialement, avantageusement avec un certain jeu axial, par l'évasement 9. La seconde portion 16 comprend un manchon 18 comportant une première partie 19, d'extrémité, cylindrique d'une première épaisseur radiale do par rapport à la face externe de l'embout, une deuxième partie en forme de flan tronconique en pente douce vers l'extérieur de l'embout dans la direction opposée au pli 17, pour former la saillie radiale 20, d'épaisseur radiale maximale h par rapport à la face externe de l'embout de tube. La saillie 20 présente par exemple un sommet 21 en méplat sur une longueur par exemple de quelques millimètres. De l'autre côté et à l'opposé de la première portion, la saillie 20 présente un flan 22 tronconique incliné vers l'embout de tube dans la direction opposée à ladite première portion, en formant un angle externe a compris entre 100" et 1600, par exemple de 135. Le flan est prolongé en partie basse par une troisième partie d'extrémité cylindrique d'épaisseur radiale d1 par rapport à la face externe de l'embout inférieure à la hauteur du pli 17, avec d1 supérieur à d-. Un deuxième pli 24 par exemple identique au pli 17 et entièrement situé à l'extérieur de l'alésage permet la fixation et le blocage axial du manchon entre les deux plis. La saillie 20 peut également être formée de façon monolithique avec le tube et non par un manchon rapporté. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le raccord 1 comporte une chambre 25 sensiblement annulaire, obtenue par évidement réalisé dans la face 7 de la pièce 5. La chambre 25 est munie d'un côté d'une face 25' interne radiale de butée par exemple perpendiculaire à l'axe de l'alésage, du côté de la chambre éloigné par rapport audit axe. La chambre 25 prolonge l'alésage 4 et s'étend radialement en vis à vis de la saillie 20 sur une distance d par rapport au sommet 21 dégageant par ailleurs un volume v au-dessus de la saillie sensiblement symétrique par rapport à la hauteur médiane de ladite saillie, sur une distance d', parallèle à l'axe de l'embout, c'est-à-dire dans le sens perpendiculaire à ladite hauteur avec d' 2 d. La chambre 25 est délimitée dans la direction opposée à l'alésage 4, par la face interne 26' d'une lèvre 26 formant collerette, dont le bord 27 est radialement situé à une distance d' ' de la face externe de la seconde portion, en l'espèce constituée dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici par la face externe 28 du manchon 18, d'' + d étant un peu supérieur à l'épaisseur radiale maximale ou hauteur h de la saillie 20, par exemple de un à deux mm. Plus précisément, la face interne 26' de la lèvre 26 est inclinée en faisant un angle avec l'axe 30 de l'embout égal ou sensiblement égal à l'angle a , la face du flan 22 et la face 26' étant donc parallèles ou sensiblement parallèles entre elles. Le raccord comporte également un ressort 31 annulaire, de section cylindrique constante, métallique, extensible, du type à jarretière, enfilé au préalable en force sur l'embout pour venir en position de blocage étanche 32 dans l'angle obtu du flan 22 lorsque la connexion est faite. Le diamètre r du ressort 31 est tel que r + do r et r > d' Par ailleurs, l'alésage 4 étant de diamètre D, et le diamètre externe de la seconde portion de l'embout muni du manchon au niveau de la première partie 19 étant D', on a également D 2 par exemple D - D' r 2 2 Ainsi, l'embout de tube peut être introduit dans l'alésage, le ressort se tenant autour de la première partie 19 ce qui lui permet de passer sous la lèvre 26, puis après déplacement du ressort qui vient en butée sur la face interne radiale 25' de la chambre, celui-ci est repoussé au-dessus de la saillie 22 dans la chambre 25, puis redescend brusquement en position de blocage 32 du ressort entre les faces inclinées du flan 22 et la face interne de la lèvre 26. Dans un autre mode de réalisation tel que représenté sur la figure 2, la chambre est constituée par une cage 33, montée extérieurement sur l'extrémité du second tube 6 dans le prolongement de l'alésage 4 La cage est composée d'une base radiale 34, percée d'un orifice cylindrique central laissant passer l'embout de tube, base sur laquelle l'extrémité du second tube est fixée par exemple par l'intermédiaire de deux plis 35 et 36 venant coincer la base radiale entre eux. Le pli externe 36 présente alors la face de butée 36' qui permettra de repousser le ressort tout comme la face 25' décrite ci-avant. La cage comprend de l'autre côté une paroi incurvée 37 délimitant la chambre annulaire, qui se termine par la lèvre ou collerette 38 en forme de flan tronconique incliné vers l'embout de tube et dont l'extrémité est située à une certaine distance radiale d ' de la surface 28 de la seconde portion en l'espèce constituée par la face externe de la portion en manchon 23. Ici encore l'embout de tube 2 est emboîté télescopiquement dans l'alésage 4 comme on vient de le voir, le ressort circulaire placé dans la cage ou la chambre étant interposé entre l'extrémité 38' de la lèvre 38 et le flan 22 de la saillie 21, pour interdire le dégagement télescopique relatif de l'embout par rapport à la chambre, l'ensemble de joints ou le joint 11 permettant d'empêcher les fuites. Compte tenu de la disposition des différents éléments du raccord, la pression dans le circuit exerce une force sur les anneaux 14 et 15, amplifiée par les bagues 12 et 13 intermédiaires, par exemple coulissantes, venant compléter et optimiser l'effort de compression des joints proportionnellement à la pression exercee. Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, le raccord comporte de plus un outil 39 constitué par une bague rigide coulissant axialement entre une première position de repos où la connexion est réalisée de façon étanche, et une deuxième position de déblocage du raccord. La bague rigide est par ailleurs montée de façon inamovible sur l'embout de tube. Plus précisément, l'outil 39 comporte un corps cylindrique 40, dont le diamètre intérieur dépasse le diamètre extérieur du pli 24. Le corps 40 comporte à un bout une paroi de base 41 percée d'une ouverture 42, dans lequel passe l'embout de tube 2 et à l'autre bout une plaque d'extrémité 43 percée d'une ouverture de passage de l'embout et solidaire du corps 40 constitué d'une seule pièce. Ce corps peu également être constitué de deux demi-sections symétriques, montées, pivotantes autour d'un pivot commun (non représenté) à une de leur extrémité. La méthode de connexion et de déconnexion va maintenant être décrite de façon plus détaillée en référence à la figure 3. Le ressort est tout d'abord en position 50 ce qui va permettre l'introduction de l'embout dans l'alésage. Lorsqu'on appuie longitudinalement sur l'embout pour le faire pénétrer dans l'alésage, le ressort passe alors en dessous de la lèvre 38 et vient partiellement en butée sur la face de butée 36' de la chambre 25 formée par la cage 33. La pression continuant à s' exercer pour joindre l'embout à l'alésage, le ressort glisse le long du pan incliné de la saillie 20 jusqu'à aboutir à la position 51 où le ressort se situe au-dessus du méplat 21, occupant alors en partie au moins le volume de la chambre située au dessus de ladite saillie, puis le ressort par élasticité prend brusquement sa position de blocage 52, de verrouillage de la connexion en partie basse du flan 22. Le ressort 31 est alors coincé entre la saillie et la lèvre 38. Lorsque l'on souhaite déconnecter le raccord encliquetable, ce qu'il est préférable de faire après décompression du circuit de gaz, par exemple de Fréon, on pousse l'outil 39 suivant la flèche 53, ceci provoque l'extension du ressort circulaire, repoussé au dessus du méplat 22, qui roule jusqu'à la position 50 lorsqu'on continue à extraire l'embout, et vient en butée sur la saillie 17, de hauteur suffisante Il est alors possible de tirer l'embout complètement suivant son axe pour l'extraire en totalité de l'alésage, le ressort repassant sous la lèvre 38. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où l'outil est amovible et/ou le joint 11 est différent, par exemple constitué d'une seule bague latérale avec un seul anneau, et/ou le cas où le ressort est constitué par un anneau fendu en matière plastique rigide (dans le cas de moindre pression), ou encore le cas où l'embout de tube comporte une seconde partie d'une seule pièce dont la face externe présente ladite saillie. REVENDICATIONS 1. Raccord (1) étanche comprenant un embout (2) de tube (3) rigide inséré dans un alésage (4) cylindrique formé dans une pièce (5) ou par un second tube (6), l'embout de tube rigide comportant une première portion (8), d'extrémité, munie d'au moins un joint d'étanchéité (11) entre la face interne de l'alésage et la face externe de ladite première portion de l'embout de tube, caractérisé en ce que ledit embout de tube comporte une seconde portion (16) au moins en partie à l'intérieur de l'alésage présentant radialement sur son pourtour une saillie (20) à flans tronconiques, en ce que l'alésage (4) est terminé par une chambre (25) sensiblement annulaire s'détendant radialement vers l'extérieur en vis à vis de la saillie (20) à flans tronconiques, terminée d'un coté par une face interne radiale de blocage et de l'autre coté dirigé vers l'extrémité de la pièce ou vers l'extérieur du second tube par une lèvre (26, 38) de retenue dont le bord est radialement situé à une distance de la face externe de la seconde portion un peu supérieure à la hauteur de ladite saillie et en ce que il comporte un ressort (31) circulaire enfilé sur ladite seconde portion (16), interposé entre la saillie (20) et la face interne de la lèvre (26, 38) pour interdire le dégagement télescopique relatif de l'embout (2) de tube et de l'alésage (4). 2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde portion (16) comprend un manchon (18) formant ladite saillie, enfilé et fixé sur l'embout de tube. 3. Raccord selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde portion (16) de l'embout de tube est délimitée par rapport à la première portion (8) du tube par un premier pli (17) de la paroi dudit embout de tube, s'étendant radialement, en saillie vers l'extérieur de l'embout et à l'intérieur de l'alésage. 4. Raccord selon la revendication 3 dépendante de la revendication 2, caractérisé en ce que l'embout (2) de tube rigide comporte un second pli (24) s'étendant radialement, en saillie, vers l'extérieur dudit embout, situé à distance du premier pli, du côté opposé à l'extrémité dudit embout, lesdits plis formant des butées de blocage longitudinal de part et d'autre du manchon (18) enfilé sur ledit embout. 5. Raccord entre un embout de tube et un second tube selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre (25) est constituée par une cage (33) d'extrémité rapportée, fixée de façon inamovible sur le bout du second tube. 6. Raccord selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort (31) est un ressort extensible enfilé directement sur la seconde portion (16) et les dimensions de la chambre (25) sont suffisantes pour permettre l'extension du ressort au moyen d'un outil (39), de façon que le ressort puisse glisser pardessus la saillie (20) en vue du retrait de l'extrémité de l'embout (2) hors de l'alésage (4). 7 Raccord selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'outil (39) est une bague rigide, coulissante axialement, montée de façon inamovible sur l'embout de tube. 8. Raccord selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint étanche (11) est formé par au moins une bague (12, 13) en matériau rigide en forme de manchon cylindrique enfilé à frottement sur la première portion (8), munie dans son prolongement longitudinal d'au moins un anneau (14, 15) en matériau élastomère propre à assurer l'étanchéité, ladite bague étant de surface externe propre à coopérer à frottement doux avec la face interne de l'alésage. 9. Raccord selon la revendication 8, caractérisé en ce que la bague (12, 13) est solidaire de l'anneau (14, 15) en matériau élastomère. 10. Raccord selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que il comporte deux anneaux (14, 15) en matériau élastomère, respectivement situés de part et d'autre de la bague. 11. Raccord selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 précédentes, caractérisé en ce que il comporte deux bagues (12, 13) en matériau rigide. 12. Raccord selon la revendication 11 dépendante de la revendication 10, caractérisé en ce que les bagues (12, 13) sont reliées entre elles par un desdits anneaux (14) en matériau élastomère dont elles sont solidaires, au moins une desdites bagues (13) comportant l'autre anneau (15) en matériau élastomère à son autre extrémité.