Brevet FR2797674A1 — publié le 20010223

La présente invention concerne un dispositif de connexion d'un tronçon de canalisation rigide à un organe d'un circuit conducteur de fluide sous pression, par exemple hydraulique ou pneumatique, tel qu'une autre canalisation, un réservoir, une pompe... Un dispositif de connexion comporte généralement un raccord tubulaire ayant une extrémité de liaison à l'organe et une extrémité opposée de liaison au tronçon de canalisation. Le raccord est pourvu d'un joint torique assurant l'étanchéité du raccordement au tronçon de canalisation et des moyens de retenue du tronçon de canalisation dans le raccord tubulaire. Il existe des dispositifs de connexion de type instantané dans lesquels les moyens de retenue comportent par exemple une rondelle à griffes déformables entre une position de retenue dans laquelle les griffes sont en saillie à l'intérieur du raccord pour mordre la surface extérieure de la canalisation et une position de dégagement dans laquelle les griffes sont déformées pour être radialement écartées de la canalisation. De tels dispositifs de connexion permettent une connexion rapide et automatique et sont couramment employés dans les circuits pneumatiques. En revanche, ces dispositifs de connexion sont inadaptés aux circuits transportant des fluides à des pressions plus élevées, les griffes subissant à ces pressions des contraintes mécaniques telles qu'elles risquent d'être détériorées au point de ne plus pouvoir assurer la retenue de la canalisation. Il serait donc intéressant de disposer de dispositifs de connexion de type instantané susceptibles d'être utilisés dans des circuits de fluide à pression relativement élevée tels que les circuits hydrauliques. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif de connexion comprenant un raccord tubulaire ayant une première extrémité de liaison à l'organe et une deuxième extrémité opposée par laquelle le tronçon de canalisation est destiné à être introduit dans le raccord, le raccord étant pourvu de moyens internes pour y assujettir de manière étanche le tronçon de canalisation qui comprennent un élément annulaire de retenue radialement et élastiquement déformable, reçu dans un logement axial délimité par une surface tronconique du raccord se rétrécissant vers la deuxième extrémité de celui-ci, l'élément de retenue étant mobile axialement dans le logement entre une position de passage du tronçon de canalisation, dans laquelle l'élément de retenue s'étend du côté de la première extrémité et a un diamètre interne sensiblement égal à un diamètre externe du tronçon de canalisation, et une position de coincement du tronçon de canalisation, dans laquelle l'élément de retenue s'étend du côté de la deuxième extrémité et la surface tronconique du logement constitue un moyen de constriction de l'élément de retenue diminuant le diamètre interne de celui-ci de telle sorte que l'élément de retenue morde la surface externe du tronçon de canalisation. Ainsi, la retenue du tronçon de canalisation dans le raccord est assurée par l'élément de retenue qui, au fur et à mesure qu'il est amené vers sa position de coincement, se resserre autour du tronçon de canalisation et assujettit celui-ci dans le raccord. Alors, lorsqu'un effort est exercé sur le tronçon de canalisation tendant à l'extraire du raccord, l'élément de retenue qui enserre le tronçon de canalisation est automatiquement entraîné par celui-ci vers la deuxième extrémité du raccord, de sorte que l'effort de constriction exercé par la surface tronconique augmente et par réaction l'effort exercé par l'élément de retenue sur la surface tronconique augmente produisant un effet de coincement qui s'oppose à l'extraction du tronçon de canalisation hors du raccord. La connexion est de la sorte particulièrement résistante. Dans un premier mode de réalisation, l'élément de retenue comprend un jonc fendu. L'élément de retenue a alors une structure peu fragile qui peut aisément être réalisée en métal, ce qui augmente encore sa solidité. Selon un deuxième mode de réalisation particulier, les moyens internes comprennent un ressort hélicoïdal s'étendant axialement dans le raccord pour rappeler l'élément de retenue vers sa position de coincement, l'élément de retenue étant de préférence formé par au moins une spire extrême du ressort s'étendant du côté de la deuxième extrémité du raccord. Le dispositif de connexion a alors une structure relativement simple et très efficace. En variante dans cette réalisation à ressort hélicoïdal, l'élément de retenue comprend un jonc fendu. Avantageusement, le diamètre interne de l'élément de retenue dans sa position de passage est légèrement inférieur au diamètre externe du tronçon de canalisation. L'élément de retenue est alors toujours légèrement resserré sur le tronçon de canalisation, même lorsqu'il est dans sa position de passage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de connexion selon un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 2 et 3 sont des vues analogues à la figure 1 du dispositif de connexion selon le premier mode de réalisation, respectivement au cours et en fin d'introduction d'un tronçon de canalisation, - la figure 4 est une vue analogue à la figure 1 du dispositif de connexion selon le premier mode de réalisation, lorsque le tronçon de canalisation introduit est soumis à un effort tendant à l'extraire du raccord, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 1 lors d'une opération de retrait du tronçon de canalisation hors du dispositif de connexion selon ce premier mode de réalisation, - la figure 6 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de connexion selon un deuxième mode de réalisation, - la figure 7 est une vue en élévation d'un élément de retenue utilisable dans les premier et deuxième modes de réalisation, - la figure 8 est une vue partielle de la surface interne de cet élément de retenue, - la figure 9 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de connexion selon un troisième mode de réalisation, - la figure 10 est une vue analogue à la figure 9 lors de l'introduction d'un tronçon de canalisation dans ce dispositif de connexion, - la figure 11 est une vue analogue à la figure 9 du dispositif de connexion selon le troisième mode de réalisation, lorsque le tronçon de canalisation est soumis à un effort tendant à l'extraire hors du raccord. En référence aux figures, le dispositif de connexion selon l'invention est destiné au raccordement d'un tronçon de canalisation rigide A à un canal B d'un organe C (visible à la figure 11) d'un circuit conducteur de fluide sous pression. Le tronçon de canalisation A a un diamètre externe d et est ici un conduit métallique mais peut être également un conduit en matériau thermoplastique équipé ou non d'une fourrure de renfort. L'organe C peut être émetteur ou récepteur de fluide et être constitué par un autre tronçon de canalisation, une pompe, un réservoir ou autre. En référence aux figures 1 à 5, le dispositif de connexion selon un premier mode de réalisation comprend un raccord tubulaire généralement désigné en 1, ici réalisé en deux parties vissées l'une sur l'autre, ayant une extrémité 2 de liaison à l'organe, et une extrémité opposée 3 délimitant une ouverture 4 de diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur d du tronçon de canalisation A. Le raccord 1 comprend successivement, de l'extrémité 2 à l'extrémité 3: - un chambrage 5 taraudé destiné à recevoir un embout fileté solidaire de l'organe C, - un chambrage 6 de guidage de l'extrémité du tronçon de canalisation A qui a un diamètre sensiblement égal au diamètre d et est raccordé au chambrage 5 par un épaulement 7 contre lequel l'extrémité du tronçon de canalisation A est destiné à venir en butée, - un chambrage 8 formant un logement pour un joint torique 9 destiné à assurer l'étanchéité de la connexion du tronçon de canalisation A au raccord 1, - un chambrage 10 recevant un ressort hélicoïdal 11 ayant un diamètre interne supérieur au diamètre d et étant en appui contre une rondelle fixée entre les chambrages 8 et 10, et - un chambrage 12 délimité par une surface conique 13 du raccord 1 se rétrécissant vers l'extrémité 3 pour se raccorder par un épaulement 14 à l'ouverture 4. Une douille de guidage et de passage 15 ayant un diamètre interne sensiblement égal au diamètre d est reçue à coulissement dans le raccord 1 pour s'étendre à cheval dans le chambrage 10 et le chambrage 12. La douille 15 a une extrémité 15.1 s'étendant du côté de l'extrémité 2 du raccord 1 dans le logement 10 et contre laquelle est en appui le ressort 11, et une extrémité opposée 15.2 s'étendant du côté de l'extrémité 3 dans le chambrage 12. Un jonc fendu 16 radialement déformable de façon élastique est reçu dans le chambrage 12 pour être mobile axialement entre une position de passage adjacente au logement 10 et une position de coincement adjacente à l'épaulement 14, position de coincement vers laquelle le jonc fendu 16 est rappelé élastiquement par la douille 15 sous l'effet du ressort hélicoïdal 11. Dans la position de passage, le jonc fendu 16 est dans un état de repos et a un diamètre interne légèrement inférieur au diamètre d. En position de coincement la surface tronconique 13 provoque une constriction du jonc fendu 16 diminuant le diamètre interne de celui-ci. Le jonc fendu 16 est ici réalisé en un métal tel qu'un acier à ressort. Le raccordement du tronçon de canalisation A au dispositif de connexion est réalisé en introduisant le tronçon de canalisation A dans le raccord 1 par l'ouverture 4. L'extrémité du tronçon de canalisation rencontre alors le jonc fendu 16 et pousse celui-ci vers sa position de passage en s'opposant à l'effort exercé par le ressort hélicoïdal 11 (figure 2). Le chambrage 12 a au voisinage du chambrage 10 un diamètre suffisant pour permettre une légère expansion radiale du jonc fendu 16. Ainsi, lorsque le jonc fendu 16 arrive dans sa position de passage, le jonc fendu 16 s'écarte sous l'effort exercé par le tronçon de canalisation A et laisse passer le tronçon de canalisation A jusqu'à ce que celui-ci vienne en butée contre l'épaulement 7 (figure 3). Le jonc fendu 16 est alors maintenu par le ressort 11 dans une position intermédiaire proche de la position de passage dans le chambrage 12 et enserre légèrement le tronçon de canalisation A. Lors de la mise sous pression du circuit ou lors d'un effort de traction exercé sur le tronçon de canalisation A, le tronçon de canalisation A recule et entraîne avec lui le jonc fendu 16 vers sa position de coincement. La surface conique 13 constitue alors un moyen de constriction du jonc fendu 16 qui enserre de plus en plus le tronçon de canalisation A et mord dans la surface externe de celui-ci. Par réaction, l'effort de frottement exercé par le jonc fendu 16 sur la surface tronconique 13 s'accroît et s'oppose à l'extraction de la canalisation (figure 4). Un coincement est ainsi obtenu. Si l'effort d'extraction est très important, le jonc fendu 16 vient en butée contre l'épaulement 14 et forme une butée fixe s'opposant au dégagement du tube. La déconnexion (déverrouillage) est réalisée en repoussant le jonc fendu 16 dans sa position de passage à l'aide d'un outil E introduit dans une encoche 17 (visible uniquement à la figure 5) ménagée axialement dans le bord délimitant l'ouverture 4. Pour faciliter cette opération, il est possible dans un premier temps d'enfoncer de façon simultanée le tronçon de canalisation A dans le raccord 1 avant de retirer la canalisation dans un deuxième temps, une fois le jonc fendu dans sa position de passage. On remarque que le jonc fendu 16 a pénétré dans la paroi du tronçon de canalisation A sous l'effort de constriction. Les éléments identiques ou analogues porteront une même référence numérique dans la description qui suit des deuxième et troisième modes de réalisation. Le dispositif de connexion selon un deuxième mode de réalisation, représenté à la figure 6, présente un encombrement inférieur à celui du dispositif de connexion du premier mode de réalisation. Dans le deuxième mode de réalisation, le raccord 1 ne comporte pas de ressort hélicoïdal 10 ni de douille 15, et le chambrage 12 est immédiatement adjacent au chambrage 8. Le raccord comprend en outre un poussoir de déverrouillage 18 tubulaire reçu à coulissement dans l'extrémité libre 3 du raccord 1 pour avoir une extrémité de poussée 18.1 située dans le chambrage 12 et une extrémité opposée de manoeuvre 18.2 située à l'extérieur du raccord. Le fonctionnement est analogue à celui du mode de réalisation précédent. On comprend que lorsque le tronçon de canalisation A est introduit dans le raccord 1, le jonc fendu 16 enserre le tronçon de canalisation A. Lorsque le tronçon de canalisation est soumis à la pression du fluide ou à un effort tendant à l'extraire du raccord, le tronçon de canalisation A recule dans le raccord 1 et entraîne avec lui le jonc fendu 16 vers la position de coincement de celui-ci. Le déverrouillage est effectué en enfonçant avec un outil adapté le poussoir de déverrouillage 18 dans le raccord 1 de manière que l'extrémité de poussée 18.1 déplace le jonc fendu 16 jusqu'à sa position de passage. En variante, pour les premier et deuxième modes de réalisation décrits cidessus, on peut prévoir que, comme aux figures 7 et 8, le jonc fendu 16 possède une surface interne 16.1 présentant des reliefs de cramponnement 16.2 afin d'améliorer l'assujettissement du jonc fendu 16 sur le tronçon de canalisation A. En référence aux figures 9 à 11, le dispositif de connexion selon un troisième mode de réalisation comprend un raccord 1 comportant une extrémité 2 pourvue ici d'un filetage et d'un joint externes pour être implantée dans l'organe C et une extrémité 3 délimitant une ouverture 4 recevant un poussoir de déverrouillage 18 tubulaire assurant le guidage du tronçon de canalisation A. Le raccord 1 comporte de l'extrémité 2 vers l'extrémité 3: - un chambrage 8 formant un logement pour un joint 9 et une bague 20 rapportée, la bague 20 ayant un diamètre interne sensiblement égal au diamètre extérieur d du tronçon de canalisation A pour assurer le guidage de celui- ci, - un chambrage 10 cylindrique prolongé par un chambrage 12 qui est délimité par une paroi tronconique 13 se rétrécissant vers l'extrémité 3 et est raccordé par un épaulement 14 à l'ouverture 4 de l'extrémité 3. Un ressort hélicoïdal 11 est disposé dans le raccord 1 pour avoir une partie 11.1 ayant un diamètre interne supérieur au diamètre d et s'étendant dans le chambrage 10 en appui contre la bague 20, et une partie opposée 11.2 comprenant au moins une spire extrême (ici deux) ayant un diamètre interne légèrement inférieur au diamètre d et s'étendant dans le chambrage 12. Le fonctionnement est analogue à celui des modes de réalisation précédents. On comprend que lorsque le tronçon de canalisation A est introduit dans le raccord 1 par le poussoir 18 reçu dans l'ouverture 4, les spires 11.2 enserrent le tronçon de canalisation A comme le faisait le jonc fendu des modes de réalisation précédents. Lors de la mise sous pression du circuit dans lequel est implanté le dispositif de connexion, le tronçon de canalisation A a un mouvement de recul tendant à l'extraire du raccord, et entraîne alors les spires 11.2 dans leur position de coincement, augmentant alors la constriction exercée sur celles-ci par la surface tronconique 13, ainsi que par conséquent l'effort qu'elles exercent sur la surface extérieure du tronçon de canalisation et par réaction l'effort qu'elles exercent sur la surface tronconique 13, pour produire le coincement dudit tronçon. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier dans le premier mode de réalisation, le jonc fendu 16 peut également avoir dans son état de repos un diamètre interne égal ou légèrement supérieur au diamètre d. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion d'un canal d'un organe à un tronçon de canalisation rigide, comprenant un raccord tubulaire (1) ayant une première extrémité (2) de liaison à l'organe et une deuxième extrémité opposée (3) par laquelle le tronçon de canalisation est destiné à être introduit dans le raccord, le raccord étant pourvu de moyens internes pour y assujettir de manière étanche le tronçon de canalisation, caractérisé en ce que ces moyens internes comprennent un élément annulaire de retenue (16, 11.2) radialement et élastiquement déformable, reçu dans un logement longitudinal (12) délimité par une surface tronconique (13) du raccord se rétrécissant vers la deuxième extrémité de celui-ci, l'élément de retenue étant mobile axialement dans le logement entre une position de passage du tronçon de canalisation, dans laquelle l'élément de retenue s'étend du côté de la première extrémité et a un diamètre interne sensiblement égal à un diamètre externe du tronçon de canalisation, et une position de coincement du tronçon de canalisation, dans laquelle l'élément de retenue s'étend du côté de la deuxième extrémité et la surface tronconique du logement constitue un moyen de constriction de l'élément de retenue diminuant le diamètre interne de celui-ci de telle sorte que l'élément de retenue morde la surface externe du tronçon de canalisation. 2. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de retenue comprend un jonc fendu (16). 3. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens internes comprennent un ressort hélicoïdal (11) s'étendant axialement dans le raccord (1) pour rappeler l'élément de retenue (16, 11. 2) vers sa position de coincement. 4. Dispositif de connexion selon la revendication 3, caractérisé en ce l'élément de retenue est formé par au moins une spire extrême (11.2) du ressort (11) s'étendant du côté de la deuxième extrémité (3) du raccord (1). 5. Dispositif de connexion selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de retenue comprend un jonc fendu (16). 6. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre interne de l'élément de retenue (16, 11.2) dans sa position de passage est légèrement inférieur au diamètre externe du tronçon de canalisation. 7. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de retenue (16, 11.2) a une surface interne (16.1) comportant des reliefs de cramponnement (16.2). 8. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un poussoir tubulaire de déverrouillage (18) coulissant dans l'extrémité libre (3) du raccord (1) et ayant, à l'intérieur du raccord, une extrémité (18.1) de poussée de l'élément de retenue (16, 11.2) et, à l'extérieur du raccord, une extrémité opposée (18.2) de manoeuvre du poussoir.