Brevet FR2789148A1 — publié le 20000804

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine du raccordement, du branchement ou de la connexion de conduits tels que des tubes, des tuyaux ou similaires, préférentiellement à section circulaire, elliptique ou analogue, entre eux, notamment par des assemblages étanches aux liquides et préférentiellement aux gaz, et a pour objet un dispositif de raccordement étanche aux gaz entre deux conduits. Actuellement, notamment dans le domaine de l'automobile, mais également dans d'autres domaines de l'industrie, on se trouve confronté à la nécessité de relier entre eux de manière sensiblement étanche deux conduits en l0 des matériaux rigides ou au moins semi-rigides. L'assemblage direct par emboîtement partiel et mise en place d'un organe de serrage circonférentiel ne permet pas d'obtenir des résultats satisfaisant du fait de la qualité du contact entre les surfaces appliquées les unes contre les autres et de la faible déformabilité des deux portions de conduits emboîtés l'une dans l'autre. l a été proposé, pour améliorer l'étanchéité de l'assemblage, de rapporter, par exemple par collage, un joint annulaire en caoutchouc sur l'extrémité de l'un des deux conduits. Toutefois pour obtenir une étanchéification satisfaisante, ce joint doit présenter une certaine largeur et une certaine épaisseur ce qui nécessite un effort considérable au moment de l'emboîtement du fait de la friction importante entre le joint et l'extrémité de l'autre conduit à emmancher. Finalement, la solution généralement retenue à l'heure actuelle, notamment pour les conduits alimentés en air turbocompressé pour moteurs thermiques de véhicules automobiles, consiste à mettre en place une portion de conduit en caoutchouc intermédiaire montée à chacune de ses extrémrités sur une des extrémités des conduits à raccorder, ces extrémités de conduit étant maintenues à distance l'une de l'autre et n'étant plus emboîtées. Néanmoins, cette solution actuelle présente également de nombreuses limitation du fait de la nécessité de mettre en place deux organes de serrage (un à chaque extrémité de la portion de conduit intermédiaire, de devoir réaliser une double opération d'emboîtage et de serrage et de devoir emmancher un conduit souple avec des risques de fluage et de plissement sous l'effet de l'effort de poussée axial. -2- En outre, la mise en place d'une portion de conduit souple entraîne une désolidarisation mécanique entre les deux conduits à relier. Par ailleurs, ladite portion de conduit souple se trouve directement exposé, sur une portion de trajet donné, au flux de liquide ou de gaz passant d'un conduit à l'autre et peut donc subir un vieillissement rapide, et par conséquent une pente d'étanchéité, liés à l'agressivité chimique, à la température, à la pression ou autres du fluide circulant d'un conduit à l'autre. De plus, cette réalisation limite, en termes de pression et de température, les caractéristiques du fluide pouvant y transiter. La présente invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités. A cet effet, elle a pour objet un dispositif de raccordement étanche aux gaz pour relier l'extrémité femelle d'un premier conduit avec l'extrémité mâle d'un second conduit, par emmanchement partiel, caractérisé en ce qu'il est au moins constitué par un manchon annulaire en caoutchouc ou en un matériau élastomère analogue, à paroi mince et pourvu d'au moins deux nervures circonférentielles internes espacées et par un organe de serrage circonférentiel, le manchon étant rapporté sur la face interne et l'organe de serrage sur la face externe, de la portion d'extrémité femelle du premier conduit. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: la figure I est une vue en perspective représentant le dispositif d'assemblage selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale de l'élément femelle représenté sur la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe selon A-A du manchon double faisant partie du dispositif représenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe selon B-B du manchon double faisant partie du dispositif représenté sur la figure 2, et, la figure 5 est une vue en coupe transversale selon A-A de la portion d'extrémité femelle du premier conduit représenté sur la figure 2. Le dispositif de raccordement étanche aux gaz permet de relier l'extrémité femelle d'un premier conduit I avec l'extrémité male d'un second conduit 2, par emmanchement ou emboîtement partiel. -3 - Conformément à l'invention et comme le montrent notamment les figures I et 2 des dessins annexés, ce dispositif de raccordement est au moins constitué par un manchon annulaire 3 en caoutchouc ou en un matériau élastomère analogue, à paroi mince (par exemple de l'ordre de 0, 3 mm à 1,2 mm pour du caoutchouc) et pourvu d'au moins deux nervures 3' circonférentielles internes espacées et par un organe de serrage 4 circonférentiel (par exemple un collier de serrage à vis sans fin), le manchon 3 étant rapporté sur la face interne et l'organe de serrage 4 sur la face externe, de la portion d'extrémité femelle 1' du premier conduit 1. La prévision d'un joint sous forme de manchon annulaire 3 à au moins deux nervures 3' rapporté, par exemple par collage, sur la portion d'extrémité 1' permet, tout en garantissant une bonne étanchéité du fait du pincement et de l'écrasement dudit manchon 3 pris en sandwich par serrage, une réduction de l'effort de montage par emboîtement dudit manchon 3 sur la portion d'extrémité male 2' par la réduction de la surface de contact avant pincement entre ledit manchon 3 et ladite portion 2' avant serrage, lesdites nervures 3' constituant les zones de contact privilégiées lors de la réalisation de l'opération de montage. En outre, la faible épaisseur de la paroi du manchon 3 autorise une déformation aisée de ce dernier et participe par conséquent également dans l'augmentation de la facilité d'assemblage des deux portions d'extrémité de conduits. Selon une première caractéristique de l'invention, représentée aux figures 2 à 5 des dessins annexés, le premier conduit I est réalisé en un matériau rigide, tel qu'un matériau thermoplastique, et présente, au niveau de sa portion d'extrémité 1', au moins deux fentes 5, préférentiellement quatre à huit, réparties sensiblement uniformément autour de ladite portion d'extrémité 1' et s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal 6 de cette dernière depuis le bord 1" de celle-ci, lesdites fentes 5 s'arrêtant à distance de la limite interne de la zone de la face interne de la portion d'extrémité femelle 1' recouverte par le manchon annulaire interne 3. Ces dispositions permettent, par la possibilité de déformation par segments de la portion d'extrémité femelle 1', de transmettre, de manière homogène et sensiblement uniformément répartie, l'effort de serrage fourni par l'élément ou l'organe 4 sur le manchon annulaire interne 3 et donc sur la portion d'extrémité male 2' et donc d'assurer une bonne étanchéité à ce niveau, ladite étanchéité étant garantie du fait d'une surface de contact circonférentielle continue entre les composantes 2', 3 et 1'. -4- En vue d'augmenter la résistance à l'arrachement et l'étanchéité au niveau de la zone d'emboîtement, et notamment entre le manchon annulaire interne 3 et la portion d'extrémité femelle 1', il peut être avantageusement prévu qu'au moins une partie de la zone de la face interne de la portion d'extrémité femelle 1' recouverte par le manchon annulaire interne 3 soit pourvue d'une pluralité de rainures et/ou de nervures 7 circonférentielles parallèles, de manière à constituer une surface crénelée en coupe transversale (voir figure 5). En outre, pour augmenter également davantage encore la facilité d'assemblage du manchon annulaire interne 3 sur la portion d'extrémité mâle 2", les deux nervures circonférentielles internes 3' dudit manchon 3 sont chanfreinées ou présentent un profil sans décrochement prononcé sur leurs côtés dirigés vers l'extérieur du premier conduit 1, de manière à adoucir le profil d'entrée dudit manchon 3' vu par la portion d'extrémité mâle 2' avant emmanchement (voir figures 3 et 4). Pour augmenter également la résistance à l'arrachement et les propriétés d'étanchement entre la portion d'extrémité mâle 2' et le manchon annulaire interne 3, la portion d'extrémité mâle 2' du second conduit 2 peut présenter sur sa face extérieure une pluralité de rainures et/ou de nervures 8 circonférentielles parallèles, de manière à constituer une surface crénelée en coupe transversale, notamment sur une partie de la zone de sa face extérieure destinée à venir en contact intime avec le manchon annulaire 3 (voir notamment figure 1). Conformément à un mode de réalisation préférentiel de l'invention, représenté aux figures I à 4 des dessins annexés, le dispositif de raccordement comprend également un second manchon annulaire 9 en caoutchouc ou en un matériau élastomère analogue rapporté sur la face externe de la portion d'extrémité femelle 1' du premier conduit 1, entre cette dernière et l'organe de serrage 4, et solidaire du manchon annulaire interne 3 par une paroi circulaire 10, préférentiellement continue, reliant les bords latéraux d'un côté desdits manchons 3 et 9, de manière à former un manchon 11 à double parois concentriques dont le volume interstitiel 12 annulaire est fermé d'un côté par la paroi circulaire 10 reliant les deux manchons élémentaires 3 et 9 et ouvert du côté opposé, ledit manchon à double parois 11 étant monté par emmanchement sur la portion d'extrémité femelle 1' du premier conduit 1. Il découle de cette réalisation préférentielle un certain nombre d'avantages supplémentaires, à savoir, notamment, la fourniture d'une barrière d'étanchéité supplémentaire, l'obtention d'une pièce présentant un meilleur maintien structurel facilitant sa manipulation et son montage (le manchon -5- annulaire extérieur 9 présentant avantageusement une paroi d'une épaisseur au moins double par rapport à celle du manchon intérieur 3) et, enfin, une mise en place aisée par simple emboîtement partiel sur la portion d'extrémité femelle 1', la faible épaisseur du manchon annulaire interne 3 facilitant en outre cette mise en place. En outre, il convient de noter que le manchon annulaire extérieur 9 n'est pas en contact avec le flux de fluide traversant les portions d'extrémité 1' et 2' et que le manchon annulaire interne 3 n'est en contact avec ce dernier qu'au niveau de sa tranche frontale dirigée vers le conduit 1. Il en résulte une augmentation notable de la tenue au vieillissement de l'étanchéité ainsi réalisée et une augmentation notable de sa tenue à la pression et à la température. De plus, le montage du manchon à paroi double 11 sur la portion d'extrémité 1' autorise une transmission optimale de la poussée axiale lors de l'emmanchement et un guidage dudit manchon 11 sur la portion d'extrémité mâle 2' à la manière d'un tuteur, évitant tout fluage ou pliage de ce manchon. Afin d'augmenter la résistance à l'arrachement et la qualité de l'étanchéité entre le manchon annulaire externe 9 et la portion d'extrémité femelle 1', la face externe de la portion d'extrémité 1' femelle du premier conduit I peut être pourvue d'une pluralité de rainures et/ou de nervures 13 circonférentielles parallèles, de manière à constituer une surface crénelée en coupe transversale, préférentiellement sur toute la zone recouverte par le manchon extérieur 9, cette zone s'étendant depuis le bord 1" de ladite portion d'extrémité 1' jusqu'au delà de l'extrémité arrière des fentes 5 ménagées dans ladite portion d'extrémité femelle 1'. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, représentée aux figures 2 et 3 des dessins annexés, il peut en outre être avantageusement prévu que des portions de parois d'entretoisement 14 relient entre eux les manchons interne 3 et externe 9 au niveau de leurs zones adjacentes à la paroi circulaire 10 et s'étendent dans le volume interstitiel 12 défini par lesdits manchons 3 et 9 et parallèlement à leur axe longitudinal commun, lesdites parois d'entretoisement 14 étant disposées et dimensionnées de telle manière qu'elles s'engagent, sensiblement avec conjugaison de forme, dans les fentes 5 ménagées dans la portion d'extrémité femelle 1' lorsque le manchon à double paroi 11 est emboîté sur cette dernière. On obtient ainsi un blocage en rotation du manchon à double paroi 11 sur la portion d'extrémité femelle 1' et, le cas échéant, en fonction de l'adaptation de l'épaisseur desdites portions de paroi 14 à la largeur des fentes 5, -6- également un blocage faible par friction en translation, assurant le maintien dudit manchon 11 sur ladite portion d'extrémité 1' avant emboîtement et serrage. De plus, ces portions de parois d'entretoisement 14 auront tendance à assurer une séparation entre les manchons annulaires intérieur 3 et extérieur 9 en préservant le volume interstitiel et notamment l'ouverture en forme de fente circulaire à l'opposé de la paroi circulaire 10, avant le montage du manchon à double paroi 1l1 sur la portion d'extrémité 1', ce qui rendra ce montage également plus aise. Pour faciliter davantage encore ce montage, il peut être prévu de repérer les emplacements des portions de parois d'entretoisement 14 sur le manchon annulaire externe 9 et, le cas échéant, de profiler l'arête frontale desdites portions de paroi 14 en vue de faciliter leur engagement dans les fentes 5, l'ouverture de ces dernières pouvant éventuellement être chanfreinées pour obtenir un centrage lors du montage. En vue d'éviter le coulissement et, le cas échéant, la perte de l'organe ou de l'élément de serrage 4 monté sur le manchon annulaire externe 9 avant son resserrement, ledit second manchon externe 9 est pourvu, sur sa face extérieure, d'un renfoncement circonférentiel 15 destiné à recevoir, avec blocage en translation, l'organe de serrage circonférentiel 4 (figures 3 et 4). Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le second manchon externe 9 peut être muni, sur sa face extérieure, d'un ergot 16 destiné à coopérer avec une découpe 4' ou un renfoncement correspondant de l'organe de serrage 4, en vue de l'immobilisation de ce dernier en rotation et, le cas échéant, son maintien en translation, sur le second manchon externe 9, ledit ergot 16 étant préférentiellement réalisé d'un seul tenant avec ledit manchon externe 9 et situé dans le renfoncement circonférentiel 15 destiné à recevoir ledit organe de serrage 4 (voir figures 2 et 4). Par ces dispositions supplémentaires, il est possible lors du montage de conférer à l'organe de serrage 4 un positionnement et une orientation définitive, facilitant notamment son actionnement et/ou son enlèvement. Les manchons 3 et 9 seront avantageusement constitués d'un matériau élastomère tel que ceux connus sous les désignations EPDM, FPM, HNBR, AEM ou ACM, ou un matériau du type silicone ou caoutchouc, le choix du matériau est en fonction de la nature du milieu environnant et du fluide transitant dans lesdits conduits I et 2. Bien que l'invention soit particulièrement bien adaptée dans une application relative à la fonction d'alimentation en air d'un moteur thermique, elle -7- peut également être utilisée dans des applications de transport d'eau de carburant de liquide de lave-glace, de liquide de frein, de fluides de climatisation, préférentiellement dans le'domaine des véhicules automobiles, mais également dans le domaine du bâtiment ou de l'industrie, notamment du sanitaire ou analogue. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -8 - REVENDICATIONS 1) Dispositif de raccordement étanche aux gaz pour relier l'extrémité femelle d'un premier conduit avec l'extrémité mâle d'un second conduit, par emmanchement partiel, caractérisé en ce qu'il est au moins constitué par un manchon annulaire (3) en caoutchouc ou en un matériau élastomère analogue, à paroi mince et pourvu d'au moins deux nervures (3') circonférentielles internes espacées et par un organe de serrage (4) circonférentiel, le manchon (3) étant rapporté sur la face interne et l'organe de serrage (4) sur la face externe, de la portion d'extrémité femelle (1') du premier conduit (1). 2) Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier conduit (1) est réalisé en un matériau rigide, tel qu'un matériau thermoplastique, et présente, au niveau de sa portion d'extrémité (1'), au moins deux fentes (5) réparties sensiblement uniformément autour de ladite portion d'extrémité (1') et s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal (6) de cette dernière depuis le bord (1") de celle-ci, lesdites fentes (5) s'arrêtant à distance de la limite interne de la zone de la face interne de la portion d'extrémité femelle (1') recouverte par le manchon annulaire interne (3). 3) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la zone de la face interne de la portion d'extrémité femelle (1') recouverte par le manchon annulaire interne (3) est pourvue d'une pluralité de rainures et/ou de nervures (7) circonférentielles parallèles, de manière à constituer une surface crénelée en coupe transversale, et en ce que les deux nervures circonférentielles internes (3') dudit manchon (3) sont chanfreinées ou présentent un profil sans décrochement prononcé sur leurs côtés dirigés vers l'extérieur du premier conduit (1). 4) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la portion d'extrémité mâle (2') du second conduit (2) présente sur sa face extérieure une pluralité de rainures et/ou de nervures (8) circonférentielles parallèles, de manière à constituer une surface crénelée en coupe transversale, notamment sur une partie de la zone de sa face extérieure destinée à venir en contact intime avec le manchon annulaire (3). ) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé en ce qu'il comporte également un second manchon annulaire (9) en caoutchouc ou en un matériau élastomère analogue rapporté sur la face externe de la portion d'extrémité femelle (1') du premier -9- conduit (1), entre cette dernière et l'organe de serrage (4), et solidaire du manchon annulaire interne (3) par une paroi circulaire (10), préférentiellement continue, reliant les bords latéraux d'un côté desdits manchons (3 et 9), de manière à former un manchon (I l) à double parois concentriques dont le volume interstitiel (12) annulaire est fermé d'un côté par la paroi circulaire (10) reliant les deux manchons élémentaires (3 et 9) et ouvert du côté opposé, ledit manchon à double parois (11) étant monté par emmanchement sur la portion d'extrémité femelle (1') du premier conduit (1). 6) Dispositif de raccordement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la face externe de la portion d'extrémité (1') femelle du premier conduit (1) est pourvue d'une pluralité de rainures et/ou de nervures (13) circonférentielles parallèles, de manière à constituer une surface crénelée en coupe transversale, préférentiellement sur toute la zone recouverte par le manchon extérieur (9), cette zone s'étendant depuis le bord (1") de ladite portion d'extrémité (1') jusqu'au delà de l'extrémité arrière des fentes (5) ménagées dans ladite portion d'extrémité femelle (1'). 7) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que des portions de parois d'entretoisement (14) relient entre eux les manchons interne (3) et externe (9) au niveau de leurs zones adjacentes à la paroi circulaire (10) et s'étendent dans le volume interstitiel (12) défini par lesdits manchons (3 et 9) et parallèlement à leur axe longitudinal commun, lesdites parois d'entretoisement (14) étant disposées et dimensionnées de telle manière qu'elles s'engagent, sensiblement avec conjugaison de forme, dans les fentes (5) ménagées dans la portion d'extrémité femelle (1') lorsque le manchon à double paroi (I l) est emboîté sur cette dernière. 8) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le second manchon externe (9) est pourvu, sur sa face extérieure, d'un renfoncement circonférentiel (15) destiné à recevoir, avec blocage en translation, l'organe de serrage circonférentiel (4). 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le second manchon externe (9) est muni, sur sa face extérieure, d'un ergot (16) destiné à coopérer avec une découpe (4') ou un renfoncement correspondant de l'organe de serrage (4), en vue de l'immobilisation de ce dernier en rotation et, le cas échéant, son maintien en translation, sur le second manchon externe (9), ledit ergot (16) étant préférentiellement réalisé d'un seul tenant avec ledit manchon externe (9) et situé dans le renfoncement circonférentiel (15) destiné à recevoir ledit organe de serrage (4).