Brevet FR2762661A1 — publié le 19981030

L'invention se rapporte à un manchon d'accouplement pour un accouplement hydraulique, comportant des organes pour recevoir et arrêter un élément mâle d'accouplement qui comprend une vanne, comportant un siège de soupape et un corps de soupape susceptible d'être déplacé par rapport à celui-ci le long d'un axe longitudinal jusque dans une position d'ouverture ou dans une position de fermeture et sollicité vers la position de fermeture par un ressort de fermeture, comportant une tige de commutation qui traverse le corps de soupape en direction de l'axe longitudinal et qui sort à travers un perçage traversant dans le corps de soupape vers le logement pour ouvrir la vanne de l'élément mâle, comportant une soupape à manchon, une chambre de manchon située entre la soupape à manchon et le siège de soupape pour le corps de soupape, comportant un organe de commutation mobile en basculement entre deux positions, l'organe de commutation servant à ouvrir la vanne de l'élément mâle pour établir une liaison entre un raccord de fluide sous pression côté manchon et l'élément mâle d'accouplement, lorsque l'élément mâle d'accouplement est arrêté dans le logement pour déplacer le corps de soupape à l'encontre de la force du ressort de fermeture, pour déplacer la soupape à manchon dans la position d'ouverture et pour déplacer la tige de commutation jusque dans la réception à l'encontre de la force d'un ressort d'ouverture qui sollicite ladite tige, et ledit organe de commutation permettant un transfert autonome du corps de soupape et de la soupape à manchon dans une position de fermeture, lorsque ledit organe de commutation se trouve dans une position de basculement qui correspond à la position d'ouverture et lorsque l'élément mâle d'accouplement est découplé. Un tel manchon d'accouplement est décrit dans le document DE 43 18 840 C2. Au cas o un élément mâle d'accouplement est retiré accidentellement hors du manchon d'accouplement lorsque le corps de soupape est ouvert, ou bien que le manchon d'accouplement est transféré hors de la position de fermeture jusque dans la position d'ouverture par un actionnement accidentel de l'organe de commutation à l'état découplé d'un élément mâle d'accouplement, il en résulte certes une position de fermeture pour le corps de soupape par rapport au siège de soupape dans le manchon d'accouplement et une fermeture de la soupape à manchon en raison du trou oblong dans l'organe de commutation, mais le retour qui suit de l'organe de commutation jusque dans la position de fermeture devient difficile, parce que la tige de commutation doit tout d'abord être déplacée dans la chambre de manchon à l'encontre de la pression établie dans le système. Ceci est difficile en particulier lorsqu'il existe dans la conduite d'amenée en amont de la soupape à manchon une soupape de blocage ou une soupape de commutation similaire qui se trouve dans la position de blocage, de sorte qu'il existe une colonne de pression non compressible. La pression établie dans la chambre de manchon ne peut alors pas être supprimée par une ouverture de la soupape à manchon sous la pression. Afin de faciliter un déplacement du corps de soupape jusque dans la position d'ouverture, le document antérieur non publié DE 196 19 839 C1 décrit que dans un tronçon de tige, déplacé hors du corps de soupape à travers le perçage traversant dans le corps de soupape en direction de la zone de réception pour recevoir l'élément mâle d'accouplement, on doit prévoir une ou plusieurs gorges s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal sur la surface extérieure ou bien un tronçon de diamètre réduit, qui assurent, lors d'une position correspondante de la tige de commutation par rapport au perçage traversant, que le fluide sous pression puisse s'échapper hors de la chambre de manchon jusque dans la zone de réception. Dans une autre solution décrite dans ledit document, on prévoit un joint d'étanchement métallique sous forme d'un siège conique qui vient en appui contre une arête correspondante du perçage traversant dans le corps de soupape, lorsque le manchon d'accouplement se trouve dans la position de fermeture. Cependant, lorsque la tige de commutation est déplacée hors de sa position de fermeture jusque dans la position d'ouverture, le fluide sous pression peut sortir hors de la chambre de manchon entre la paroi du perçage traversant et sa périphérie extérieure. Ceci est également le cas lorsque le manchon d'accouplement est ouvert accidentellement, l'élément mâle d'accouplement étant enlevé, et que la tige de commutation se trouve dans sa position avancée. Certes, les mesures décrites facilitent l'accouplement, mais il en résulte un manque d'étanchéité qui mène à une sortie du fluide sous pression présent dans la chambre de manchon, qui est de l'ordre de grandeur de quelques centimètres cubes et qui n'est pas désirée. L'objectif sous-jacent à l'invention est par conséquent de réaliser un manchon d'accouplement dans lequel on réduit à un minimum les pertes de fuite même lorsqu'un transfert accidentel de l'organe de commutation jusque dans la position d'ouverture a eu lieu, et dans lequel un déplacement facile dans la position d'ouverture est néanmoins possible à l'encontre de la pression établie dans la chambre de manchon. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que la tige de commutation comporte un canal de passage ouvert vers sa surface frontale côté élément mâle d'accouplement et vers la chambre de manchon, dans lequel est agencée une soupape d'ouverture qui comprend un siège de soupape et un corps de soupape d'ouverture qui est sollicité par un ressort de compression à l'encontre de la pression régnant dans la chambre de manchon pour venir en appui contre le siège de soupape, et qu'un joint d'étanchement souple est associé au corps de soupape, qui est agencé dans la région du perçage traversant et qui assure une étanchéité vis-à-vis du tronçon de la tige de commutation sortant hors du corps de soupape. Il est avantageux d'obtenir, entre le tronçon de la tige de commutation qui sort hors du corps de soupape et le corps de soupape, une fermeture étanche par l'intermédiaire du joint d'étanchement souple, de sorte qu'aucun fluide sous pression ne peut sortir à cet emplacement. On obtient une ouverture facile par une soupape d'ouverture qui est dimensionnée très petite et qui, lors du retour de l'organe de commutation jusque dans la position de fermeture lorsque celui-ci a été transféré par mégarde dans la position d'ouverture ou que l'élément mâle d'accouplement a été retiré tandis que la soupape est ouverte, ne laisse sortir vers l'extérieur jusque dans le logement du manchon d'accouplement que la proportion du fluide sous pression qui correspond à un volume résultant de la modification en position de la tige de commutation dans la chambre de manchon. Ceci est le volume qui résulte de la section transversale déplacée de la tige de commutation. La force de fermeture du ressort de pression sollicitant le corps de soupape d'ouverture est uniquement si faible qu'elle ferme la soupape d'ouverture à l'encontre de la pression établie dans la chambre de manchon, mais qu'elle permet un retour de l'organe de commutation. En concrétisant l'invention, on prévoit que la tige de commutation présente un perçage qui forme, conjointement avec une douille posée dans celui-ci, une zone de réception pour le corps de soupape d'ouverture et pour le ressort de compression qui le sollicite, et que la douille comporte le siège de soupape pour le corps de soupape d'ouverture. Dans ce cas, on forme une collerette sur la douille. L'ouverture du canal de passage vers la chambre de manchon est ménagée dans la surface frontale libre de ladite collerette. Cette surface sert de surface d'appui pour l'une des surfaces de commutation de l'organe de commutation lors d'une position correspondante de l'organe de commutation. De plus, on peut utiliser la collerette pour supporter le ressort d'ouverture. De préférence, la tige de commutation est logée avec le ressort d'ouverture dans un tronçon de perçage du corps de soupape. Depuis celui-ci part le perçage traversant côté chambre de manchon, qui se termine dans la surface frontale du corps de soupape. On obtient un agencement avantageux du joint d'étanchement souple lorsque celui-ci est reçu dans une gorge ménagée entre le tronçon de perçage et le perçage traversant. Le joint peut alors être retenu par un disque dans la gorge, contre lequel s'appuie le ressort d'ouverture. Un exemple de réalisation préféré de l'invention est illustré dans les dessins et sera expliqué plus en détail en se référant à ceux-ci. Les figures montrent: figure 1 un manchon d'accouplement dans la position de fermeture de l'organe de commutation et du corps de soupape, en coupe longitudinale; et figure 2 le manchon d'accouplement selon la figure 1, l'organe de commutation se trouvant en position d'ouverture et la tige de commutation se trouvant également dans une position correspondante à la position d'ouverture et pénétrant dans la zone de réception, et l'association d'un élément mâle d'accouplement qui se trouve devant le logement du manchon d'accouplement. La figure 1 illustre le manchon d'accouplement 1. Le manchon d'accouplement 1 comporte un boîtier 2 qui est réalisé en plusieurs pièces et qui comporte un premier tronçon de boîtier 2' qui forme le corps de base à une extrémité duquel est raccordé un second tronçon de boîtier 2" de façon étanchée par l'intermédiaire d'une liaison à pas de vis et au moyen de joints d'étanchement, qui comporte un logement 6 pour accoupler et arrêter un élément mâle d'accouplement. Pour arrêter un tel élément mâle d'accouplement, on se sert d'une douille de verrouillage 3 qui bloque à l'encontre d'un échappement radial des billes de blocage 5 mobiles dans des perçages radiaux du second tronçon de boîtier 2", ou bien qui laisse échapper celles-ci radialement vers l'extérieur pour découpler ou accoupler l'élément mâle d'accouplement. Dans ce cas, la douille de verrouillage 3 est sollicitée par un ressort de verrouillage 4 vers sa position de base dans laquelle les billes de blocage 5 sont verrouillées. La douille de verrouillage 3 est fixée sur le boîtier 2 de façon mobile le long de l'axe longitudinal 7. Un troisième tronçon de boîtier 2"' est raccordé à l'autre extrémité du premier tronçon de boîtier 2'. Il est également relié de façon étanche au premier tronçon de boîtier 2' par l'intermédiaire d'une liaison à pas de vis et au moyen de joints d'étanchement. Dans le second tronçon de boîtier 2" est prévu un perçage dans lequel se trouve le siège de soupape 8 en direction de la réception 6. Dans le perçage est reçu un corps de soupape par sa surface extérieure 14, de façon réglable en direction de l'axe longitudinal 7. Pour l'étanchement vis-à-vis du siège de soupape 8, le corps de soupape 9 comporte une surface d'étanchement 13 qui s'étend de façon conique. Vue en coupe transversale, la surface extérieure 14 est pourvue de méplats qui s'étendent depuis la surface d'étanchement conique 13 jusque dans la région sortant hors du perçage du second tronçon de boîtier 2" et qui laissent passer un fluide sous pression lorsque le corps de soupape 9 ne s'appuie pas avec sa surface d'étanchement 13 contre le siège de soupape 8. Le corps de soupape 9 comporte un étage de perçage 10 depuis lequel part le perçage traversant 11. Le perçage traversant 11 est ouvert vers la surface frontale 12 du corps de soupape 9. Une gorge se trouve entre l'étage de perçage 10 et le perçage traversant 11. Une tige de commutation 16 est reçue de façon mobile le long de l'axe longitudinal 7 dans l'étage de perçage 10. Elle comporte un tronçon de tige 18 qui est réalisé cylindrique et qui pénètre jusque dans le perçage traversant 11 dans la position de fermeture illustrée. Pour l'étanchement entre le corps de soupape 9 et le tronçon de tige 18, on a logé un joint d'étanchement souple 19 dans la gorge 15. La tige de commutation 16 comporte en outre un tronçon de réception 20 qui présente un diamètre augmenté vers le tronçon de tige 18 et qui possède un perçage taraudé 23. On a vissé dans celui-ci une douille 24 présentant un filetage. La douille 24 comporte une collerette 27 servant de base d'appui pour un ressort d'ouverture 40 qui s'appuie par son autre extrémité contre l'extrémité de l'étage de perçage 10 du corps de soupape, avec interposition d'un disque 39, et qui sollicite la tige de commutation 16 dans une position de fermeture déplacée vers la droite. La tige de commutation 16 comporte en outre un canal de passage 17 qui s'étend depuis sa surface frontale voisine de la surface frontale 12 jusqu'à la surface frontale 28 de la collerette 27 de la douille 24. Dans ce cas, le canal de passage 17 est agrandi dans une région, et on forme ainsi une région de réception pour un ressort de compression 22 et pour un corps de soupape d'ouverture 21 qui comprend une surface d'étanchement conique sollicitée vers un siège de soupape 26. Le corps de soupape d'ouverture 21 est guidé de façon mobile le long de l'axe longitudinal 7 par sa surface extérieure cylindrique dans un perçage de réception 25 de la douille 24. Il comprend des méplats non représentés, ou bien des canaux, ou encore un diamètre extérieur réduit par rapport au perçage de réception 25, de io sorte que le fluide sous pression peut passer d'une extrémité à l'autre du canal de passage 17. Pour actionner le corps de soupape 9, on a prévu un organe de commutation 30 qui peut être déplacé au moyen d'un arbre de commutation 29 qui est mené transversalement à travers le premier tronçon de boîtier 2' et qui est pourvu d'un organe d'actionnement non illustré. L'organe de commutation 30 est reçu dans une découpe du corps de soupape 9, qui est réalisée sous forme d'une fourchette et qui est refermée à l'extrémité par un pontet 34. L'organe de commutation 30 comporte sur sa surface extérieure des surfaces de commutation 33, 33', 33" dont la surface de commutation 33" illustrée en position de fermeture est en contact avec la surface frontale 28 de la tige de commutation 16, qui forme une surface d'appui. La tige de commutation 16 et la douille 24 associée à celle-ci par une liaison à pas de vis se comportent comme un seul composant. Par la surface frontale 28, elles sont maintenues en appui contre l'une des surfaces de commutation 33, 33" par le ressort d'ouverture 40. La surface de commutation 33' sert à solliciter la surface de commutation 32 du pontet 34. Celui-ci sert à son tour à actionner la soupape à manchon 36 qui procure un passage vers le raccord de fluide sous pression 38 dans la position ouverte. Le corps de soupape 9 est sollicité par un ressort de fermeture 35 en direction de l'axe longitudinal 7, de telle sorte que la surface d'étanchement 13 est maintenue en appui contre le siège de soupape 8. De plus, l'organe de commutation 30 présente un trou oblong 31 à travers lequel est mené l'arbre de commutation 29. Dans la position de fermeture, ce trou oblong 31 est orienté de telle sorte qu'aucun déplacement entre l'organe de commutation 30 et l'arbre de commutation 29 n'est possible le long de l'axe longitudinal 7. Lorsque l'organe de commutation 30 est maintenant déplacé accidentellement de telle sorte que le manchon d'accouplement serait commuté en ouverture si aucun élément mâle d'accouplement ne se trouve dans le logement 6, la surface de commutation 33' vient en contact, lors d'un o déplacement en rotation, avec la surface de commutation 32 du pontet 34 du corps de soupape 9 et elle a tendance à déplacer celui-ci en direction B. Simultanément, la tige de commutation 16 est déplacée en direction A à l'encontre de la force du ressort d'ouverture 40, grâce au contact entre la surface de commutation 30 et la surface frontale 28, servant de surface d'appui, de la collerette 27 de la douille 24 reliée à la tige de commutation 16. Un déplacement du corps de soupape 9 en direction B ne peut cependant pas avoir lieu, parce que la force du ressort de fermeture 35 domine par rapport à la force du ressort d'ouverture 40, et il s'effectue uniquement un déplacement de la tige de commutation 16, de sorte que celle-ci dépasse au-delà de la surface frontale 12, et ceci d'un ordre de grandeur qui inclut le trajet pour l'ouverture de la vanne de l'élément mâle et le trajet pour le déplacement du corps de soupape 9 jusque dans la position d'ouverture. Si un élément mâle d'accouplement était arrêté dans le logement, il s'établirait une contre-force correspondante, de sorte qu'il se produirait un déplacement du corps de soupape 9 en direction B. Ainsi, un déplacement relatif de l'organe de commutation 30 avec la tige de commutation 16 a lieu en direction A dans le cadre du trou oblong 31, l'organe de commutation 30 effectuant un déplacement combiné en basculement et longitudinal le long de l'axe longitudinal 7. Ceci a lieu jusqu'à atteindre la position d'ouverture illustrée dans la figure 2 par rapport à l'organe de commutation 30. Dans cet état, le corps de soupape 9 continue à être en appui par sa surface d'étanchement 13 contre le siège de soupape et la soupape à manchon 36 continue à être fermée, de sorte qu'aucun fluide sous pression ne peut s'échapper hors de la chambre de manchon 36 qui est formée entre le siège de soupape 8 et la soupape à manchon 36. Si l'élément mâle d'accouplement 41 doit maintenant être introduit dans la position illustrée dans la figure 2 de l'organe de commutation 30, l'organe de commutation 30 doit tout d'abord être ramené dans la position de départ selon la figure 1, la tige de commutation 16 devant se déplacer à nouveau en direction B au moyen de la force du ressort d'ouverture 40, ce qui doit s'effectuer à l'encontre de la colonne de liquide établie dans la chambre de manchon 37, qui ne peut pas s'échapper vers le raccord 38. C'est à ceci que sert la soupape d'ouverture, dont le corps 21 se io soulève du siège de soupape 26 à l'encontre de la force du ressort de compression 22 et permet la sortie d'une petite quantité du fluide sous pression hors de la chambre de manchon 37 en direction du logement 6, et ceci d'une valeur qui correspond à un volume du tronçon de tige 18 qui dépasse de la surface frontale 12 du corps de soupape 9. Liste des références 1 manchon d'accouplement 2 boîtier 2' premier tronçon de boîtier 2" second tronçon de boîtier 2"' troisième tronçon de boîtier 3 douille de verrouillage 4 ressort de verrouillage 5 billes de blocage 6 logement 7 axe longitudinal 8 siège de soupape 9 corps de soupape 10 étage de perçage 1 perçage traversant 12 surface frontale 13 surface d'étanchement 14 surface extérieure 15 gorge 16 tige de commutation 17 canal de passage 18 tronçon de tige 19 joint d'étanchement souple 20 tronçon de réception 21 corps de soupape d'ouverture 22 ressort de compression 23 perçage taraudé 24 douille Il perçage 26 siège de soupape 27 collerette 28 surface frontale / surface d'appui 29 arbre de commutation organe de commutation 31 trou oblong 32 surface de commutation 33, 33', 33" contour de commutation / surface de commutation o0 34 pontet ressort de fermeture 36 soupape à manchon 37 chambre de manchon 38 raccord à pression 39 disque ressort d'ouverture 41 élément mâle d'accouplement 42 vanne de l'élément mâle Revendications 1. Manchon d'accouplement (1) pour un accouplement hydraulique, comportant des organes pour recevoir et arrêter un élément mâle d'accouplement (41) qui comprend une vanne (42), comportant un siège de soupape (8) et un corps de soupape (9) susceptible d'être amené à celui- ci le long d'un axe longitudinal (7) jusque dans une position d'ouverture ou dans une position de fermeture et sollicité vers la position de fermeture par un ressort de fermeture (35), comportant une tige de commutation (16) qui traverse le corps de soupape (9) en direction de l'axe longitudinal (7) et qui sort à travers un perçage traversant (11) dans le corps de soupape (9) vers le logement (6) pour ouvrir la vanne (42) de l'élément mâle, comportant une soupape à manchon (36), une chambre de manchon (37) située entre la soupape à manchon (36) et le siège de soupape (8) pour le corps de soupape (9), comportant un organe de commutation (30) mobile en basculement entre deux positions, l'organe de commutation (30) servant à ouvrir la vanne (42) de l'élément mâle pour établir une liaison entre un raccord de fluide sous pression (38) côté manchon et l'élément mâle d'accouplement (41), lorsque l'élément mâle d'accouplement (41) est arrêté dans le logement (6) pour déplacer le corps de soupape (9) à l'encontre de la force du ressort de fermeture (35), pour déplacer la soupape à manchon (36) jusque dans la position d'ouverture et pour déplacer la tige de commutation (16) jusque dans le logement (6) à l'encontre de la force d'un ressort d'ouverture (40) qui sollicite ladite tige, et ledit organe de commutation permettant un transfert autonome du corps de soupape (9) et de la soupape à manchon (36) jusque dans une position de fermeture, lorsque ledit organe de commutation se trouve dans une position de basculement qui correspond à la position d'ouverture et lorsque l'élément mâle d'accouplement (41) est découplé, caractérisé en ce que la tige de commutation (16) comporte un canal de passage (17) ouvert vers sa surface frontale côté élément mâle d'accouplement et vers la chambre de manchon (37), dans lequel est agencée une soupape d'ouverture qui comprend un siège de soupape (26) et un corps de soupape d'ouverture (21) qui est sollicité par un ressort de compression (22) à l'encontre de la pression régnant dans la chambre de manchon (37) pour venir en appui contre le siège de soupape (26), et en ce qu'un joint d'étanchement souple (19) est associé au corps de soupape (9), ledit joint étant agencé dans la région du perçage traversant (11) et assurant une étanchéité par rapport au tronçon de tige (18) de la tige de commutation (16), qui sort hors du corps de soupape (9). 2. Manchon d'accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de commutation (16) présente un perçage (23) qui forme, conjointement avec une douille (24) posée dans celui-ci, une zone de réception pour le corps de soupape d'ouverture (21) et pour le ressort de compression (22) qui le sollicite, et en ce que la douille (24) comporte le siège de soupape (26) pour le corps de soupape d'ouverture (21). 3. Manchon d'accouplement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la douille (24) comporte une collerette (27) dans la surface frontale libre (28) de laquelle est ménagée l'ouverture du canal de passage (17) vers la chambre de manchon (37), et qui sert de surface d'appui pour des surfaces de commutation (33, 33") de l'organe de commutation (30), et en ce que la collerette (27) sert à supporter le ressort d'ouverture (40). 4. Manchon d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tige de commutation (16) est logée avec le ressort d'ouverture (40) dans un tronçon de perçage (10) du corps de soupape (9), depuis lequel part le perçage traversant (11) côté chambre de manchon. 5. Manchon d'accouplement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le joint d'étanchement souple (19) est reçu dans une gorge (15) ménagée entre le tronçon de perçage (10) et le perçage traversant (11), et en ce qu'il est retenu par un disque (39) contre lequel s'appuie le ressort d'ouverture (40).