Brevet FR2758605A1 — publié le 19980724

Dispositif de raccord rapide d'éléments tubulaires à un bloc de connexion L'invention concerne le domaine du raccordement rapide et simultané d'éléments tubulaires, sensiblement parallèles, à un bloc de connexion. Un tel raccordement peut servir notamment à accoupler ou désaccoupler rapidement des tubes indépendants dans lesquels circulent des fluides éventuellement différents, ou des courants électriques, à un élément adapté à cet effet. Le bloc de connexion précité peut faire partie intégrante de l'élément ou être une pièce rapportée sur celui-ci. Il pourra s'agir, par exemple du raccordement à un échangeur de chaleur de véhicule automobile, de tubulures d'entrée et de sortie dans lesquelles circulent un fluide caloporteur. Ces dispositifs doivent permettre un raccordement simple en un minimum d'opérations, et faisant appel à un minimum d'outils. Un but de l'invention est donc de procurer un dispositif de raccord rapide qui satisfait à la condition précitée. L'invention propose à cet effet un dispositif de raccord rapide du type défini en introduction, dans lequel le bloc de connexion comporte une partie conformée munie de premiers moyens à coopération de forme, et les éléments tubulaires comprennent chacun de premiers moyens de fixation, et dans lequel on prévoit un élément de verrouillage muni de seconds moyens de fixation et de seconds moyens à coopération de forme propres à coopérer respectivement avec les premiers moyens de fixation et les premiers moyens à coopération de forme. Ainsi, une fois que des moyens d'emboîtement que comprennent respectivement les éléments tubulaires et le bloc de connexion coopèrent entre eux, que ces éléments tubulaires sont solidarisés de l'élément de verrouillage, et que ce dernier est amené dans une position prédéterminée, dite "de verrouillage", les éléments tubulaires se trouvent immobilisés axialement relativement au bloc de connexion. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de verrouillage comprend des moyens propres à immobiliser radialement les éléments tubulaires les uns par rapport aux autres. Cela permet, par conséquent, d'éviter, d'une part, que des contraintes ne soient exercées sur les moyens d'emboîtement respectifs des éléments tubulaires et du bloc de connexion, et d'autre part, un désemboîtement indésirable des éléments tubulaires. Préférentiellement, les moyens d'immobilisation radiale comprennent des demi-anneaux, de diamètre sensiblement égal au diamètre externe des éléments tubulaires, de façon à les ceinturer lorsque l'élément de verrouillage est dans sa position de verrouillage. Dans un premier mode de réalisation, les premiers moyens de fixation sont des plots radiaux, et les seconds moyens de fixation sont des tourillons radiaux diamétralement opposés et munis chacun d'un évidement cylindrique propre à loger un tourillon. Dans un second mode de réalisation, les premiers moyens de fixation sont des supports semi-circulaires radiaux, et les seconds moyens de fixation sont des plots radiaux diamétralement opposés et propres à s'appuyer chacun sur un support semi-circulaire. Par ailleurs, deux formes de réalisation des premiers et seconds moyens à coopération de forme sont préférées. Ces deux formes peuvent être combinées séparément avec l'un quelconque des modes de réalisation des premiers et seconds moyens de fixation. Dans une première forme, les premiers moyens à coopération de forme comprennent une ouverture présentant une partie intermédiaire d'une première largeur terminée par une partie terminale d'une seconde largeur plus grande que la première largeur, et les seconds moyens à coopération de forme comprennent une rampe courbée, s'étendant sur un secteur angulaire choisi, et de profil conjugué de celui de l'ouver- ture de sorte que ladite rampe y soit introduite lors d'un entraînement en rotation de l'élément de verrouillage. Cette rampe est, de préférence, terminée par une butée d'immobilisation qui définit la position de verrouillage de l'élément de verrouillage, dans laquelle les éléments tubulaires sont immobilisés radialement par les moyens d'immobilisation radiale (par exemple les demi-anneaux). Dans une seconde forme, les seconds moyens à coopération de forme comprennent une rampe en forme de gouttière courbée (par exemple de profil semi-circulaire), ouverte vers l'extérieur, et s'étendant sur un secteur angulaire choisi, et les premiers moyens à coopération de forme comprennent une tête de retenue (par exemple une rotule) de profil conjugué de celui de la gouttière de sorte que cette dernière puisse recevoir la tête de retenue lors d'un entraînement en rotation de l'élément de verrouillage. Cette gouttière est, de préférence, terminée par une butée d'immobilisation qui définit la position de verrouillage de l'élément de verrouillage, dans laquelle les éléments tubulaires sont immobilisés radialement par les moyens d'immobilisation radiale (par exemple les demi-anneaux). De tels modes et formes de réalisation des moyens de fixation et des moyens à coopération de forme permettent un assemblage et un désassemblage manuel rapide, d'une grande simplicité et sans aucun outil. De plus, ils assurent un auto-centrage des éléments tubulaires relativement au bloc de connexion. Par ailleurs, les premiers et seconds moyens d'emboîtement des éléments tubulaires et du bloc de connexion peuvent être réalisés respectivement sous forme de pièces mâles et femelles, ou inversement, sous forme de pièces femelles et mâles. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, les éléments constituant un dispositif de raccord rapide selon l'invention, dans un premier mode de réalisation, avant assemblage; - la figure 2 illustre les éléments de la figure 1 partiellement assemblés; - la figure 3 est un détail du bloc de connexion illustré sur les figures 1 et 2; - les figures 4A et 4B illustrent les éléments de la figure 1 assemblés, respectivement avant et après verrouillage; et - la figure 5 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, les éléments constituant un dispositif de raccord rapide selon l'invention, dans un second mode de réalisation, avant assemblage. On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 4 pour décrire un dispositif de raccordement rapide selon l'invention, dans un premier mode de réalisation. On considérera dans ce qui suit que le dispositif est destiné à raccorder deux tubulures rigides 1 et 2 à un bloc de connexion 3 faisant partie intégrante d'un échangeur de chaleur (non représenté sur la figure) ou destiné à être fixé à un tel échangeur en un endroit prédéterminé. Dans une telle application, les tubulures 1 et 2 forment respectivement, par exemple, la tubulure d'entrée et la tubulure de sortie de l'échangeur de chaleur. Bien entendu, de nombreuses autres applications peuvent être envisagées. Ainsi, le bloc de connexion 3 pourra être un bloc intermédiaire permettant de connecter entre eux deux couples d'éléments tubulaires. De même, les tubulures pourront être des câbles électriques. Les éléments tubulaires 1 et 2 appelés ici tubulure d'entrée 1 et tubulure de sortie 2 comprennent, dans l'exemple illustré, une partie d'extrémité 4 de diamètre externe inférieur au diamètre externe de la tubulure. Cette partie d'extrémité forme une pièce mâle 5 destinée à être introduite dans une pièce femelle 7 réalisée dans le bloc de connexion 3 au niveau d'une face dite arbitrairement "supérieure" 6. La pièce mâle 5 d'une tubulure et la pièce femelle 7 du bloc de connexion forment des moyens d'emboîtement. Le dispositif comprend un élément de verrouillage 8 muni de moyens de fixation 9 réalisés ici sous la forme de deux tourillons radiaux radialement opposés, et destinés chacun à recevoir dans un évidement central sensiblement cylindrique un autre moyen de fixation 10 réalisé ici sous la forme d'un plot radial solidarisé d'une tubulure à une hauteur H prédéterminée. Ces plots radiaux 10 peuvent faire partie intégrante des tubulures, ou bien être réalisés séparément puis solidarisés de celles-ci par un moyen approprié. L'élément de verrouillage 8 comprend en outre un secteur en forme de rampe 11 courbée, de hauteur sensiblement égale à H et de profil en T inversé. La rampe 11 comprend une première extrémité 17 libre, et une seconde extrémité 18 repliée formant butée d'immobilisation. Cette rampe 11, qui s'étend sur un secteur angulaire d'environ 90 , est prolongée par un bras sensiblement rectiligne 12 terminé en l'extrémité opposée à la rampe 11 par deux demi-anneaux 13, de diamètre sensiblement égal au diamètre externe des tubulures 1 et 2, et formés dans un plan sensiblement perpendiculaire au bras 12. La rampe 11 forme un moyen à coopération de forme destiné à coopérer avec un autre moyen à coopération de forme 14 (appelé ci-après voile) réalisé sur la face supérieure 6 du bloc de connexion 3, entre les deux pièces femelles 7. Un agrandissement de l'élément 14 est illustré sur la figure 3. Le voile 14 est, dans l'exemple illustré, une demi-rondelle circulaire dans laquelle est formée, dans une position centrale, une ouverture traversante de profil conjugué de celui de la rampe 11. Ici, l'ouverture 15 est en forme de T inversé. Le voile 14 peut être une pièce rendue solidaire, par exemple par soudage ou brasage, ou encore par collage du bloc de connexion. Mais, lorsque le bloc de connexion 3 est réalisé dans une matière plastique moulée, il peut faire partie intégrante dudit bloc de connexion, et par conséquent être réalisé en même temps que ce dernier. Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, la rampe 11 et l'ouverture conjuguée 15 présentent un profil en T inversé, mais il est clair que de nombreux autres profils peuvent être envisagés, comme par exemple un profil en queue d'aronde. Plus généralement, tout profil comprenant une partie intermédiaire d'une première largeur L1 terminée par une partie terminale d'une seconde largeur L2 plus large que la première largeur L1 peut être envisagé. Dans l'exemple illustré sur les figures, le voile 14 est implanté dans un sillon 16 semi-circulaire réalisé dans la masse du bloc de connexion 3 et débouchant au niveau de la face supérieure 6 de ce dernier. C'est ce qui explique la forme en demi-rondelle du voile 14. I1 est donc clair que ce voile 14 pourra prendre de nombreuses autres formes, pourvu qu'il comporte une ouverture présentant les caractéristiques précitées. Le raccordement des tubulures d'entrée 1 et de sortie 2 au bloc de connexion s'effectue comme suit. Dans un premier temps, on introduit les plots radiaux 10 de chaque tubulure 1 et 2 dans les évidements cylindriques des tourillons radiaux 9 de l'élément de verrouillage 8 de façon à réunir (solidariser) ces deux tubulures (voir la partie supérieure de la figure 2). Puis on place, de préférence au niveau des parties mâles 5 de chaque extrémité 4 de tubulure, un joint torique 19. On emboîte alors, les parties mâles 5 dans les parties femelles 7 du bloc de connexion 3 (voir figure 4A). Les deux tubulures sont alors sensiblement parallèles entre elles. A ce stade, on place l'élément de verrouillage 8 de telle sorte que son bras 12 soit sensiblement perpendiculaire aux tubulures d'entrée 1 et de sortie 2. L'extrémité libre 17 (de profil en forme de T inversé) de la rampe 11 se trouve alors placée en regard de l'ouverture 15 de profil conjugué du voile 14. I1 ne reste plus alors qu'à entraîner en rotation, sur environ 90 , l'élément de verrouillage 8 en prenant soin d'introduire l'extrémité 17 de la rampe 11 dans l'ouverture 15, jusqu'à ce que, d'une part, la butée terminale 18 de la rampe 11 interdise la progression de ladite rampe dans l'ouverture 15, et d'autre part, les deux demi-anneaux 13 placés à l'extrémité du bras 12 ceinturent les tubulures d'entrée 1 et de sortie 2, de préférence par "clippage". L'élément de verrouillage 8 se trouve alors dans une position dite de verrouillage dans laquelle les tubulures d'entrée 1 et de sortie 2 sont immobilisées relativement au bloc de connexion 3 non seulement axialement, grâce à la coopération de formes entre la rampe 11 et l'ouverture 15 du voile 14, mais encore radialement, du fait de leur ceinturage par les demi-anneaux 13 (voir figure 4B). Grâce à cette disposition, les extrémités 5 des tubulures 1, 2 sont entraînées dans un mouvement de translation dans les parties femelles 7 du bloc 3, en assurant ainsi une étanchéité par pression sur les joints toriques 19. On se réfère maintenant à la figure 5 pour décrire un second mode de réalisation de l'invention. Comme dans le premier mode de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 4, on prévoit, tout d'abord, des moyens de fixation 21 et 20 respectivement sur l'élément de verrouillage 8 et sur les tubulures d'entrée 1 et de sortie 2. Dans l'exemple illustré sur la figure 5, les moyens de fixation réalisés sur les tubulures 1 et 2 sont des supports semi-circulaires 20 radiaux par rapport à l'axe général des tubulures. Ces supports semi-circulaires radiaux 20, formant moyens de fixation, sont destinés à recevoir des tourillons ou plots radiaux 21 placés de façon diamétralement opposées sur l'élément de verrouillage 8, sensiblement en lieu et place des tourillons évidés 9 du premier mode de réalisation. L'élément de verrouillage 8 de ce second mode de réalisation comprend également, comme dans le premier mode de réalisation, un bras 12 terminé sensiblement à perpendicularité par deux demi-anneaux 13 destinés à ceinturer les tubulures d'entrée 1 et de sortie 2. Enfin, cet élément de verrouillage comprend, au lieu d'une rampe 11 du type de celle décrite dans le premier mode de réalisation, une gouttière courbée 22, ouverte vers l'extérieur, de profil semi-circulaire, et s'étendant sur un secteur angulaire d'environ 90". Cette gouttière 22, formant moyen à coopération de forme, comprend une première extrémité 23 libre et ouverte, et une seconde extrémité 24 fermée formant butée d'immobilisation. Le bloc de connexion 3 comprend également des moyens à coopération de forme 25 dont le profil est conjugué des moyens à coopération de forme 22 de l'élément de verrouillage 8 de façon à coopérer avec ceux-ci. Dans l'exemple illustré, ces moyens comportent une tête de retenue en forme de rotule sphérique 26 de diamètre sensiblement égal au diamètre interne de la gouttière 22, solidarisée de la face supérieure 6 du bloc de connexion 3 par un axe 27. Le raccordement rapide de ce second mode de réalisation s'effectue comme suit. Tout d'abord, on installe sensiblement parallèlement l'une à l'autre les tubulures d'entrée 1 et de sortie 2 de telle sorte que leurs supports semi-circulaires radiaux respectifs soient en regard l'un de l'autre et alignés. Puis on installe les tourillons radiaux 21 de l'élément de verrouillage 8 dans chacun des supports 20, en prenant soin que, d'une part, le bras 12 de l'élément de verrouillage 8 soit sensiblement perpendiculaire aux tubulures 1 et 2, et que, d'autre part, l'extrémité libre ouverte 23 de la gouttière 22 soit placée devant la rotule sphérique 26. Ensuite, on entraîne en rotation l'élément de verrouillage 8 sur environ 90" en prenant soin d'introduire la rotule sphérique 26 à l'intérieur de la gouttière 22, jusqu'à ce que, d'une part, ladite rotule sphérique 26 vienne buter contre l'extrémité fermée 24 de la gouttière 22, et que d'autre part, les deux demi-anneaux 13 ceinturent les tubulures d'entrée 1 et de sortie 2. L'élément de verrouillage 8 se trouve alors dans une position de verrouillage, dans laquelle les tubulures d'entrée 1 et de sortie 2 sont immobilisées relativement au bloc de connexion 3, non seulement axialement du fait de la coopération de forme entre la gouttière 22 et la rotule 26, mais encore radialement du fait du ceinturage des tubulures par les deux demianneaux 13. Bien entendu, dans ce second mode de réalisation, on peut envisager de nombreuses variantes pour les moyens à coopération de formes. Ainsi, au lieu d'une rotule sphérique, on pourrait prévoir une tête de retenue parallélépipédique, ou triangulaire, destinée à coopérer avec un sillon de forme conjuguée réalisé sur l'élément de verrouillage 8. Par ailleurs, dans la description qui précède, on a décrit un raccordement de deux tubulures à un bloc de connexion. Mais il est clair que l'invention ne se limite pas au raccordement de seulement deux tubulures à un tel bloc de connexion. Ainsi, on peut parfaitement envisager de raccorder trois tubulures, ou plus, à un bloc de connexion muni de trois moyens d'emboîtement, ou plus, propres à coopérer respectivement avec les moyens d'emboîtement prévus aux extrémités des tubulures, et comprenant entre chaque couple de moyens d'emboîtement consécutifs un moyen à coopération de forme propre à coopérer avec un élément de verrouillage maintenu par deux tubulures. Il est clair que, dans cette configuration particulière, il faut prévoir deux moyens de fixation radiaux diamétralement opposés sur chaque tubulure destinée à être placée entre deux autres tubulures. Par ailleurs, on a décrit des modes de réalisation dans lesquels les tubulures sont terminées par des pièces mâles tandis que le bloc de connexion comprend des pièces femelles destinées à coopérer avec lesdites pièces mâles. Cependant, on peut envisager l'inverse, à savoir utiliser des tubulures terminées par des pièces femelles destinées à recevoir des pièces mâles formées sur le bloc de connexion. Enfin, on a décrit un élément de verrouillage muni d'anneaux de ceinturage pour permettre une immobilisation radiale des tubulures, mais il est clair que ces moyens d'immobilisation radiale pourraient être réalisés différemment, ou même, dans une forme de réalisation simplifiée, être omis. Revendications 1. Dispositif de raccord rapide pour le raccordement simultané d'au moins un premier élément tubulaire (1) et un second élément tubulaire (2), munis de premiers moyens d'emboîtement (5) et juxtaposés selon des axes sensiblement parallèles, à un bloc de connexion (3) muni de seconds moyens d'emboîtement (7) propres à coopérer avec lesdits premiers moyens d'emboîtement (5), caractérisé en ce que ledit bloc de connexion (3) comporte une partie conformée (14,25) munie de premiers moyens à coopération de forme (15,26), en ce que lesdits éléments tubulaires (1,2) comprennent chacun de premiers moyens de fixation (10,20), et en ce qu'il comprend un élément de verrouillage (8) muni de seconds moyens de fixation (9,21) et de seconds moyens à coopération de forme (11,22) propres à coopérer respectivement avec lesdits premiers moyens de fixation et lesdits premiers moyens à coopération de forme, de sorte que dans une position prédéterminée, dite "de verrouillage", dudit élément de verrouillage (8) les éléments tubulaires (1,2) soient immobilisés axialement relativement audit bloc de connexion (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de verrouillage (8) comprend des moyens (13) propres à immobiliser radialement lesdits éléments tubulaires (1,2) les uns par rapport aux autres. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation radiale (12,13) comprennent des demi-anneaux (13), de diamètre sensiblement égal au diamètre externe des éléments tubulaires (1,2), de façon à ceinturer lesdits éléments tubulaires lorsque ledit élément de verrouillage (8) est dans sa position de verrouillage. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les premiers moyens de fixation (10) sont des plots radiaux, et en ce que les seconds moyens de fixation (9) sont des tourillons radiaux diamétralement opposés et munis chacun d'un évidement cylindrique propre à loger un plot (10). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les premiers moyens de fixation (20) sont des supports semi-circulaires radiaux, et en ce que les seconds moyens de fixation (21) sont des plots radiaux diamétralement opposés et propres à s'appuyer chacun sur un support semi-circulaire (20). 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les premiers moyens à coopération de forme (14) comprennent une ouverture (15) présentant une partie intermédiaire d'une première largeur (L1) terminée par une partie terminale d'une seconde largeur (L2) plus grande que ladite première largeur, et en ce que les seconds moyens à coopération de forme (11) comprennent une rampe courbée, s'étendant sur un secteur angulaire choisi, de profil conjugué de celui de ladite ouverture (15), propre à être introduite dans cette ouverture par un mouvement de rotation dudit élément de verrouillage (8), et terminée par une butée d'immobilisation (18) propre à définir ladite position de verrouillage dudit élément de verrouillage, dans laquelle lesdits éléments tubulaires (1,2) sont immobilisés radialement par lesdits moyens d'immobilisation radiale (13). 7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les seconds moyens à coopération de forme (22) comprennent une rampe en forme de gouttière courbée, s'étendant sur un secteur angulaire choisi, et orientée vers l'extérieur, et en ce que les premiers moyens à coopération de forme (25) comprennent une tête de retenue (26) de profil conjugué de celui de la gouttière (22), ladite gouttière étant propre à recevoir la rotule lors d'un entraînement en rotation dudit élément de verrouillage (8), et étant terminée par une butée d'immobilisation (24) propre à définir ladite position de verrouillage dudit élément de verrouillage, dans laquelle lesdits éléments tubulaires (1,2) sont immobilisés radialement par lesdits moyens d'immobilisation radiale (13). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers moyens d'emboîtement (5) sont des pièces mâles et en ce que les seconds moyens d'emboîtement (7) sont des pièces femelles. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les premiers moyens d'emboîtement sont des pièces femelles et en ce que les seconds moyens d'emboîtement sont des pièces mâles. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (19) propres à assurer l'étanchéité entre lesdits éléments tubulaires (1,2) et ledit bloc de connexion (3), au niveau de leur moyens d'emboîtement respectifs (5,7).