Brevet FR2799260A1 — publié le 20010406

La présente invention est relative à un joint articulé destiné, notamment, à relier entre elles deux conduites d'écoulement de fluide liquide ou gazeux. De tels joints sont utilisés dans certains domaines tels que l'aéronautique ou l'automobile lorsqu'il est nécessaire, au montage ou en service, de permettre un débattement angulaire entre deux conduites. On connaît du document FR 2 625 546 un joint articulé permettant d'assurer une telle liaison, comprenant: - un embout femelle présentant une partie dont la face intérieure est sphérique, - un embout mâle reçu dans l'embout femelle et présentant un épaulement au voisinage de son extremité, - une bague enfilée sur ledit embout mâle, dont la face extérieure est sphérique, et - un soufflet élastique interposé entre ledit embout femelle et ledit embout mâle pour solliciter ledit épaulement en appui contre ladite bague et ladite face extérieure de ladite bague contre ladite face intérieure de ladite partie. Le soufflet de ce joint articulé, est métallique, permet de rappeler élastiquement deux embouts dans l'alignement l'un de l'autre. Cependant, dans ce joint, le soufflet métal ique est fixé aux embouts femelle et mâle et ne présente pas d'élasticité dans le sens circonférentiel, sorte qu'une rotation axiale de ces embouts l'un par rapport à l'autre n'est pas possible: ce joint ne possède deux degrés de liberté. On connaît du document US 1 434 631 joint articulé à trois degrés de liberté, comprenant embout femelle recevant un embout mâle, et dont l'élément élastique est un ressort hélicoidal en simple appui à ses extrémités, d'une part contre une bague enfilée sur l'embout mâle, d'autre part contre un épaulement formé sur cet embout. Cependant, le joint articulé enseigné par ce document ne comprend pas de moyen pour rappeler élastiquement les deux embouts dans l'alignement l'un l'autre. La présente invention a pour but de fournir un joint articulé réunissant les avantages des deux joints susmentionnés, c'est-à-dire un joint articulé à trois degrés de liberté comprenant des moyens pour rappeler élastiquement les deux embouts dans l'alignement l'un l'autre. On atteint ce but de l'invention avec un joint articulé destiné, notamment, à relier entre elles deux conduites d'écoulement de fluide liquide ou gazeux, comprenant: - un embout femelle présentant une partie dont face intérieure est sphérique, - un embout mâle reçu dans l'embout femelle présentant un épaulement au voisinage de son extrémité, - une bague enfilée sur ledit embout mâle, dont face extérieure est sphérique, et - un organe élastique de poussée interposé entre ledit embout femelle et ledit embout mâle pour solliciter ledit épaulement en appui contre ladite bague et ladite face extérieure de ladite bague contre ladite face intérieure de ladite partie, remarquable en ce que ledit organe élastique est librement en appui à l'une au moins de ses extrémités contre l'un desdits embouts, sans être fixé audit embout, de manière à autoriser une rotation axiale dudit embout par rapport audit organe élastique et à l'autre embout. Grâce à ces caractéristiques, les embouts mâle et femelle sont rappelés élastiquement dans l'alignement l'un de l'autre, tout en pouvant pivoter axialement un par rapport à l'autre. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - ledit organe élastique est librement en appui contre deux surfaces d'appui en regard des embouts femelle et mâle respectivement, - l'une desdites surfaces d'appui est constituée ledit épaulement dudit embout mâle, - ledit épaulement est une collerette formée a l'extrémité dudit embout mâle, - l'autre surface d'appui est constituée par un deuxième épaulement formé dans ledit embout femelle et prolongé par ladite partie ayant une face interne sphérique, - ledit organe élastique est choisi dans le groupe comprenant un ressort hélicoïdal, une rondelle élastique et un soufflet élastique, - ladite bague est montée libre sur ledit embout mâle, - une couche de matériau souple et élastique tel qu'un composite graphité est interposée entre ladite bague et ledit embout mâle, - ladite bague est formée en graphite, - ladite bague comprend une partie centrale formée dans une matière choisie dans le groupe comprenant le graphite, les métaux et une matière céramique, et cette bague comprend une partie périphérique formée dans un matériau glissant tel que le PTFE. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 représente une vue en coupe axiale partielle d'un premier mode de réalisation du joint articulé selon l'invention, - la figure 2 représente une vue en coupe axiale partielle d'un deuxième mode de réalisation joint articulé selon l'invention, et - la figure 3 représente une vue en coupe axiale partielle d'un troisième mode de réalisation joint articulé selon l'invention. On se reporte à présent à la figure 1, sur laquelle on voit que le joint articulé 1 selon l'invention comprend un embout femelle 3 présentant un épaulement 5 prolongé par une partie 7 dont au moins face intérieure est sphérique. L'embout femelle 3 reçoit un embout mâle portant une bague 11 dont la face extérieure est sphérique. Le diamètre de la face extérieure de la bague 11 correspond sensiblement au diamètre de la face interieure de la partie 7. L'extrémité de l'embout mâle 9 comprend un épaulement 13 en forme de collerette formant butée pour la bague 11. Selon une première variante (représentée figure 1), la bague 11 est montée libre sur l'embout mâle c'est- à-dire avec un léger jeu J. Selon une deuxième variante (voir figure 2 , une couche de matériau souple et élastique S qu'un composite graphité est interposée entre la bague 11 et l'embout mâle 9. Un ressort hélicoïdal 15 est interposé entre l'épaulement 5 et la collerette 13 en étant librement en appui à l'une au moins de ses extrémités (et de préférence à ses deux extrémités) contre l' de ces organes, sans être fixé à celui-ci. Les embouts femelle 3 et mâle 9 peuvent être fabriqués dans un alliage métallique. La partie 7 de l'embout femelle 3 peut être rapportée sur le reste de cet embout par soudage. La bague 11 peut être formée en graphite. En variante, cette bague peut comprendre une partie centrale formée dans une matière telle que du graphite, métal ou une matière céramique, et une parie périphérique formée dans une matière glissante telle que le PTFE. on se reporte à présent à la figure 2, sur laquelle on a représenté un deuxième mode de réalisation joint articulé selon l'invention. Sur cette figure, les organes identiques ou analogues à ceux de la figure 1 sont désignés des références numériques identiques suivies de la lettre a . Ce deuxième mode de réalisation diffère du precédent essentiellement en ce que le ressort 15 est remplacé par une rondelle élastique 15a. Cette rondelle élastique présente une périphérie P qui coopère avec l'épaulement 5a formé dans embout femelle 3a, et un bossage B qui coopère avec la collerette 13a formée à l'extrémité de l'embout male 9a. De même que le ressort 15, la rondelle élastique 15a est librement en appui à l'une au moins de ses extrémités (et de préférence à ses deux extrémités) contre l'épaulement 5a ou la collerette 13a, sans être fixée à ces organes. L'épaulement 5a s'étend de préférence selon un plan transversal à l'axe du joint articulé, et la partie 7a de l'embout femelle 3a est rapportée directement sur cet épaulement. on se reporte à présent à la figure 3, sur laquelle on a représenté un troisième mode de réalisation joint articulé selon l'invention. Sur cette figure, les organes identiques ou analogues à ceux des figures 1 et 2 sont désignés des références numériques identiques suivies de la lettre b . Ce troisième mode de réalisation diffère des précédents essentiellement en ce que le ressort 15 et la rondelle élastique 15a sont remplacés par un soufflet élastique 15b. De même que le ressort 15 et la rondelle élastique 15a, ce soufflet est librement en appui à l'une au moins de ses extrémités (et de préférence à ses deux extrémités) contre l'épaulement 5b ou la collerette 13b, sans etre fixé à ces organes. remarquera que l'on peut prévoir que embout femelle 3b comprenne un tube intérieur T qui étend à travers le soufflet 15b. avantages du joint articulé selon l'invention résultent directement de la description qui précède. organe élastique (ressort 15, rondelle 15a, soufflet 15b) interposé entre les embouts femelle 3, 3a, 3b et mâle 9, 9a, 9b permet d'une part de solliciter la collerette 13, 13a, 13b en appui contre la bague 11a, 111b, d'autre part de solliciter la face extérieure de cette bague en appui glissant contre la face interieure de la partie 7, 7a, 7b de l'embout femelle 3, 3a, obtient de la sorte l'étanchéité souhaitée vis-à vis fluide qui est susceptible de circuler à l'interieur du joint articulé. Bien que cette étanchéité ne soit pas parfaite, elle est suffisante pour des applications où un léger débit de fuite est autorisé (lignes d'échappement de vehicules automobiles et circuits de dégivrage d'aeronefs, notamment). organe élastique 15, 15a, 15b permet en outre de rappeler élastiquement les embouts mâle et femelle dans l'alignement l'un de l'autre, du fait qu'il prend appui contre ces deux embouts. outre, cet organe élastique étant librement en appui a l'une au moins de ses extrémités contre un des embouts femelle ou mâle, sans y être fixé, on autorise une rotation axiale de cet embout rapport à cet organe élastique et à l'autre embout. obtient de la sorte un joint articulé à trois degrés liberté. marquera une préférence pour les premier et deuxieme modes de réalisation, dans lesquels on utilise des organes élastiques (ressort 15, rondelle élastique 15a) à la fois moins coûteux et plus robustes qu'un soufflet. notera que le deuxième mode réalisation est particulièrement peu encombrant, ce peut s'avérer très intéressant pour certaines applications. utilisation d'un tube intérieur dans le joint selon l'invention permet d'améliorer écoulement du fluide dans ce joint. utilisation de graphite pour former la bague 11, 11a, et, en variante, d'un composite graphité pour former couche S, permet de renforcer 'étanchéité du joint selon l'invention, étant donne le module d'élasticité élevé du graphite et la bonne tenue de ce dernier aux variations de température. ailleurs, l'utilisation d'un matériau glissant tel le PTFE à la périphérie de la bague 11, 11a, llb permet d'éviter le grippage du joint selon l'invention. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, fournis à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs. REVENDICATIONS 1. Joint articulé (1; la; lb) destiné, notamment, à relier entre elles deux conduites d'écoulement fluide liquide ou gazeux, comprenant: - un embout femelle (3; 3a; 3b) présentant une partie (7; 7a; 7b) dont la face intérieure est sphérique, - un embout mâle (9; 9a; 9b) reçu dans 'embout femelle (3; 3a; 3b) et présentant un épaulement 3; 13a; 13b) au voisinage de son extrémité, - une bague (11; 11a; 11b) enfilée sur ledit embout mâle (9; 9a; 9b), dont la face extérieure est sphérique, et - un organe élastique (15; 15a; 15b) de poussée interposé entre ledit embout femelle (3; 3a; 3b) ledit embout mâle (9; 9a; 9b) pour solliciter ledit épaulement (13; 13a; 13b) en appui contre ladite bague ( ; 11a; 11b) et ladite face extérieure de ladite bague ( 11a; 11b) en appui glissant contre ladite face intérieure de ladite partie (7; 7a; 7b), caractérisé en ce que ledit organe élastique (15; 15a; 15b) est librement en appui à l'une au moins ses extrémités contre l'un desdits embouts (3, 9; 3a, 9a; 3b, 9b), sans être fixé audit embout, de manière à autoriser une rotation axiale dudit embout par rapport audit organe élastique (15; 15a; 15b) et à l'autre embout. 2. Joint articulé (1; la; lb) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe élastique ( . 15a; 15b) est librement en appui contre deux surfaces appui en regard des embouts femelle (3; 3a; 3b) et mâle ( 9a; 9b) respectivement. 3. Joint articulé (1; 1a; lb) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une desdites surfaces appui est constituée par ledit épaulement (13; 13a; 13b) dudit embout mâle (9; 9a; 9b). 4. Joint articulé (1; la; lb) selon la revendication caractérisé en ce que ledit épaulement (13; 13a; 13b) une collerette formée à l'extrémité dudit embout male # 9a; 9b). 5. Joint articulé (1; la; lb) selon l'une quelconque revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'autre surface d'appui est constituée par un deuxième épaulement # 5a; 5b) formé dans ledit embout femelle (3; 3a; prolongé par ladite partie (7; 7a; 7b) ayant une face interne sphérique. 6. Joint articulé (1; la; lb) selon l'une quelconque revendications précédentes, caractérisé en ce ledit organe élastique (15; 15a; 15b) est choisi dans groupe comprenant un ressort hélicoïdal, une rondelle élastique et un soufflet élastique. 7. Joint articulé (1; la; lb) selon l'une quelconque revendications précédentes, caractérisé en ce ladite bague (11; 11a; 11b) est montée libre sur ledit embout mâle (9; 9a; 9b). 8. Joint articulé (1; la; lb) selon l'une quelconque revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une couche matériau souple et élastique tel qu'un composite graphité est interposée entre ladite bague (11;: 1 et ledit embout mâle (9; 9a; 9b). 9. Joint articulé (1; la; lb) selon l'une quelconque revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bague (11; 11a; 11b) est formée en graphite. 10. Joint articulé (l; la; lb) selon l' quelconque des revendications précédentes, caractérisé que ladite bague (11; 11a; 11b) comprend une partie centrale formée dans une matière choisie dans le groupe comprenant le graphite, les métaux et une matière céramique, et en ce que cette bague comprend une partie périphérique formée dans un matériau glissant tel que le PTFE.