Brevet FR2818353A1 — publié le 20020621

RACCORD POUR CONDUIT DE GAZ, NOTAMMENT DURITE D'AIR POUR MOTEUR THERMIQUE SURALIMENTE La présente invention concerne le raccordement de conduits de gaz, et plus particulièrement pour des moteurs thermiques suralimentés, le raccordement des durites d'air en aval du turbocompresseur. De telles durites et leurs connexions ont à supporter des températures relativement élevées, audelà de 1000 C et pouvant atteindre voire dépasser 1500 C, et des pressions de l'ordre de 1,5 bar. Elles ont généralement un diamètre relativement important, de l'ordre de 30 à 70 mm pour la plupart, et se raccordent sur des embouts rigides cylindriques comportant en extrémité un bourrelet externe communément dénommé "olive"en raison de son profil. Il existe actuellement deux fabrications bien distinctes de ces durites : l'une classique en élastomère renforcé, caoutchouc ou silicone, et l'autre plus récente en thermoplastique. En raison de leurs conditions d'utilisation énoncées plus haut, un soin particulier doit être apporté à leur raccordement, lequel se fait classiquement par emmanchement et serrage au moyen d'un collier à vis tangente. A cet effet, pour les durites en thermoplastique, il est connu d'équiper chaque extrémité de raccordement d'une bonnette souple en caoutchouc ou silicone venant en coiffer le bord, qui assurera l'étanchéité sur l'embout, et qui porte son collier de serrage. Pour les durites en élastomère, chaque extrémité de raccordement est seulement calibrée au diamètre d'embout correspondant, et peut comporter extérieurement des passants surmoulés retenant en position adéquate le collier de serrage. Ce mode de raccordement, lorsqu'il doit être répété à un poste de travail comme c'est le cas sur une chaîne de montage automobile, est un travail pénible en raison de l'effort d'emmanchement, long de par le serrage du collier avec un outil, malaisé chaque fois qu'il faut réaliser le serrage à l'aveugle. D'autre part, du point de vue de la fiabilité, on ne peut avoir la certitude que le serrage a été réalisé dans tous les cas comme il se doit. Ces multiples inconvénients ont fait apparaître, notamment chez les constructeurs de l'industrie automobile, un besoin pour des systèmes de raccordement de durite d'air qui soient d'installation plus simple pour une fiabilité au moins équivalente. Il existe en ce sens un raccord pour les durites en élastomère, qui comporte d'une part, serti sur l'extrémité de la durite, un embout métallique mâle pourvu extérieurement d'un joint d'étanchéité, et d'autre part un embout de raccordement femelle faisant partie de l'élément à connecter avec la durite, le verrouillage du raccord étant obtenu au moyen d'une épingle en U. Bien que satisfaisant, ce raccord a l'inconvénient d'être relativement cher, de comporter un embout de raccordement de forme spécifique e, relativement complexe, et de nécessiter de plus un certain dégagement pour la manoeuvre de l'épingle de verrouillage. La présente invention procède d'une ré-flexion en vue de la conception d'un nouveau raccord pour durites d'air, amélioré tant du point de vue de sa simplicité que des points de vue de sa facilité de montage et de démontage, et de sa fiabilité, et qui en outre convienne tout aussi bien pour des durites en thermoplastique qu'en élastomère. Ces buts sont atteints avec un raccord de conduit de gaz tel qu'une durite d'air, selon l'invention, destiné à la connexion dudit conduit avec un embout de raccordement extérieur rigide et de forme générale cylindrique, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part sur ledit embout de raccordement une nervure d'encliquetage périphérique, et d'autre part en l'extrémité de raccordement dudit conduit, un ensemble formé d'un embout mâle de forme générale cylindrique et d'une bague portée concentriquement sur ledit embout mâle, la partie avant dudit embout mâle étant destinée à rentrer dans ledit embout de raccordement extérieur et portant des moyens d'étanchéité pour établir l'étanchéité avec la paroi interne de ce dernier, tandis que la partie avant de ladite bague vient coiffer ledit embout de raccordement extérieur pour assurer le verrouillage du raccord par des moyens d'encliquetage prévus pour coopérer avec ladite nervure d'encliquetage dudit embout de raccordement extérieur. Des caractéristiques préférentielles ou avantageuses de l'invention sont énoncées, ci-dessous. Selon une de ces caractéristiques, les moyens d'encliquetage de ladite bague consistent en des griffes formées en son bord avant. Selon une autre de ces caractéristiques, ledit embout de raccordement extérieur a sa nervure d'encliquetage à une certaine distance de son bord d'extrémité avant. Selon une autre de ces caractéristiques, ladite bague est montée amovible sur ledit embout mâle du raccord, d'une manière telle qu'après verrouillage initial du raccord, sa déconnexion puisse être réalisée en laissant ladite bague en place sur ledit embout de raccordement extérieur ; avantageusement, ladite bague est libérable dudit embout mâle par déplacement en rotation sur elle-même, de préférence deux fois successivement, d'abord pour quitter une position terminale de verrouillage, puis pour quitter une position de blocage intermédiaire de sécurité dans laquelle l'étanchéité du raccord demeure assurée. Dans une forme de réalisation préférée, les moyens de retenue de ladite bague sur ledit embout mâle comprennent de l'avant vers l'arrière des première, seconde et troisième nervures périphériques successives sur ledit embout, dont les deux premières définissent un passage de type labyrinthe pour des bossages correspondants prévus sur l'arrière de la paroi interne de ladite bague, lesquels bossages viennent se bloquer entre lesdites deuxième et troisième nervures. Selon une autre de ces caractéristiques, les moyens d'étanchéité dudit embout mâle consistent en deux joints toriques écartés l'un de 1,'autre, à une certaine distance de son extrémité distale. Les caractéristiques et avantages de l'invention mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement dans la description suivante et les dessins joints, dans lesquels : les Figs. 1 et 2 sont des vues en perspective d'un raccord selon l'invention, soit respectivement une vue éclatée et une vue le représentant à l'état connecté ; la Fig. 3 est une vue de côté représentant un même raccord à l'état connecté ; la Fig. 4 représente le raccord de la Fig. 3 vu de bout à partir de la droite ; la Fig. 5 est formée de deux demi vues le représentant en coupe axiale, selon la ligne brisée V-V de la Fig. 4 ; et la Figs. 6 à 8 représentent chacune un élément du raccord des Figs. 3 à 5 : la Fig. 6 étant une vue de côté d'un embout mâle ; la Fig. 7 étant formée comme la Fig. 5 et selon sensiblement la même ligne brisée de coupe de deux demi coupes axiales d'une bague ; et la Fig. 8 étant une vue en coupe axiale d'un embout de raccordement femelle destiné à recevoir intérieurement à l'état connecté l'embout mâle de la Fig. 6. Les dessins illustrent donc un raccord pour conduit de gaz selon l'invention, développé plus particulièrement en vue d'une application pour la connexion de durites d'air en sortie et au-delà du turbocompresseur pour un moteur thermique suralimenté. Comme le montre clairement la Fig. l, ce raccord comprend d'une part un embout de raccordement 1 de forme générale cylindrique faisant partie d'un élément à raccorder, soit dans l'application précitée, le moteur lui-même, ou le turbocompresseur, ou éventuellement un échangeur thermique intermédiaire ; et d'autre part un ensemble de raccordement en bout de la durite, constitué d'un embout mâle 2 de forme cylindrique sur lequel viennent se rapporter des joints d'étanchéité 4, et d'une bague 3 venant se fixer sur l'embout mâle 2. On peut voir à la Fig. 2 qu'à l'état connecté du raccord, la partie distale de l'embout mâle 2 est engagée dans l'embout de raccordement femelle 1, et assure l'étanchéité avec la paroi interne de celui-ci au moyen de ses joints 4, tandis que la bague 3 fixée sur l'embout 2 coiffe l'embout de raccordement 1 et assure le verrouillage du raccord par encliquetage de griffes 30 qu'elle présente en son bord avant sur une nervure périphérique d'encliquetage 11 de l'embout de raccordement 1. La bague 3 étant fixée en place sur l'embout 2, l'établissement d'une connexion au moyen du raccord consiste donc simplement à engager l'embout 2 aligné dans l'embout de raccordement 1, puis à exercer une poussée axiale suffisante pour produire la force nécessaire à l'encliquetage de la bague 3 sur la nervure 11. Selon une autre caractéristique avantageuse et importante de l'invention, la bague 3 peut être désolidarisée et séparée de l'embout 2 par déplacement relatif en translation et en rotation. Ainsi, après qu'une première connexion a été établie au moyen du raccord, avec la bague d'encliquetage 3 encliquetée sur un embout de raccordement 1, une déconnexion ultérieure peut être effectuée très simplement, sans-outil, en libérant et dégageant l'embout 2 de la bague 3 par rotation de celle-ci sur elle-même tout en la laissant encliquetée sur l'embout de raccordement 1 ; et la reconnexion s'opère ensuite tout aussi facilement par le processus inverse. Les Figs. 3 à 8 représentent dans le détail une forme de réalisation préférée du raccord selon l'invention tel qu'il vient d'être décrit. S'agissant de l'embout de raccordement 1, Fig. 8, il a sa nervure d'encliquetage 11 à distance de son bord d'extrémité distale 10, de telle sorte qu'à l'état connecté du raccord, il soit engagé et maintenu sur une certaine longueur entre l'embout 2 et la bague 3, et dans celle-ci au-delà de ses griffes d'encliquetage 30, où le diamètre interne est ajusté à son diamètre externe, comme le montre mieux la Fig. 5. On y voit également que dans cette position, l'extrémité distale 10 de l'embout de raccordement 1 est à proximité immédiate d'une première nervure périphérique 26 que présente l'embout mâle 2 extérieurement sur son pourtour et perpendiculairement à l'axe longitudinal. L'embout mâle 2, Fig. 6, comporte une partie d'extrémité arrière 22 destinée à sa jonction en bout d'une durite, par emmanchement et serrage, sertissage, soudure, etc., une partie intermédiaire optionnelle 21, et séparée de celle-ci par une nervure périphérique arrière 28, une partie avant ou distale 20. D'avant en arrière, la partie distale 20 comporte un chanfrein d'extrémité 23, à une certaine distance de celui-ci et écartées l'une de l'autre, deux rainures périphériques 24, 25 destinées à recevoir chacune un joint torique d'étanchéité 4, la première nervure périphérique 26 mentionnée plus haut, et une seconde nervure périphérique 27. Les première et seconde nervures périphériques 26, 27 de même profil carré sont discontinues, formées de mêmes segments consécutifs, respectivement 26a et 27a, régulièrement écartés les uns des autres par des intervalles, respectivement 26b et 27b, et disposés en quinconce. Elles définissent un passage de type labyrinthe pour des bossages 34 constituant des segments complémentaires, formés adjacents au bord arrière sur la paroi interne de la bague 3, Fig. 7. Les bossages 34 ont une largeur correspondant à l'écartement entre la deuxième nervure 27 et la nervure arrière 28, de manière à pouvoir être bloqués entre celle-ci pour rendre la bague 3 solidaire de l'embout 2. Le blocage est renforcé par encliquetage d'un ou plusieurs petits tétons arrondis 29 formés sur l'embout 2, dans des creux complémentaires 35 formés au milieu des bossages 34. Par conséquent, deux déplacements en rotation successifs, avec bien entendu un déplacement en translation longitudinale intermédiaire, sont nécessaires pour unir et désunir l'embout mâle 2 et la bague 3. Autrement dit, si par rotation accidentelle sur elle-même de la bague 3, les bossages 34 peuvent franchir la seconde nervure 27, les segments de la première nervure 26 leur font obstacle tant que la bague 3 n'a pas effectué une nouvelle rotation de même amplitude, et l'étanchéité entre les embouts 1 et 2 reste assurée par au moins le plus en arrière des deux joints 4. La Fig. 7 représente en outre comment sont formées les griffes d'encliquetage 30 de la bague 3 : un creux périphérique 31 est ménagé dans la paroi interne, légèrement distant du bord d'extrémité, pour former un profil de dent d'accrochage 32 chanfreinée vers l'extérieur et présentant un bord droit vers l'intérieur, et des fentes longitudinales 33 séparent les griffes 30 entre elles et assurent leur élasticité. Le creux 31 est d'autre part chanfreiné dans sa partie arrière, en vue de parfaire le guidage interne de l'embout 1 lors de l'établissement d'une connexion. A noter que la nervure d'encliquetage 11 de l'embout de raccordement 1, Fig. 8, présente un bord avant lia fortement incliné pour réduire au maximum la force de poussée nécessaire à l'encliquetage de la bague 3, et un bord arrière llb droit assurant un accrochage solide de la bague 3 comme l'illustre clairement la Fig. 5. Le raccord selon l'invention peut bien entendu être au moins en partie métallique, mais il peut également être tout ou partie en matière synthétique, ce qui offre la possibilité de réaliser l'embout mâle destiné à des durites en thermoplastique dans une matière compatible pour une jonction par soudure. REVENDICATIONS 1) Raccord de conduit de gaz, tel qu'une durite d'air destinée à être placée en aval du turbocompresseur d'un moteur thermique suralimenté, ledit raccord étant destiné à la connexion dudit conduit avec un embout de raccordement (1) extérieur rigide et de forme générale cylindrique, et caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part sur ledit embout de raccordement (1) une nervure d'encliquetage périphérique (11), et d'autre part en l'extrémité de raccordement dudit conduit, un ensemble formé d'un embout mâle (2) de forme générale cylindrique et d'une bague (3) portée concentriquement sur ledit embout mâle (2), la partie avant dudit embout mâle (2) étant destinée à rentrer dans ledit embout de raccordement (1) et portant des moyens d'étanchéité pour établir l'étanchéité avec la paroi interne de ce dernier, tandis que la partie avant de ladite bague (3) vient coiffer ledit embout de raccordement (1) pour assurer le verrouillage du raccord par des moyens d'encliquetage prévus pour coopérer avec ladite nervure d'encliquetage (11) dudit embout de raccordement (1). 2) Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'encliquetage de ladite bague (3) consistent en des griffes (30) formées en son bord avant. 3) Raccord selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit embout de raccordement extérieur (1) a sa nervure d'encliquetage (11) à une certaine distance de son bord d'extrémité avant. 4) Raccord selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite bague (3) est montée amovible sur ledit embout mâle (2), d'une manière telle qu'après verrouillage initial du raccord, sa déconnexion puisse être réalisée en laissant ladite bague (3) encliquetée sur ledit embout de raccordement extérieur (1). 5) Raccord selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bague (3) est libérable dudit embout mâle (2) par déplacement en rotation sur elle-même. 6) Raccord selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bague (3) est libérable dudit embout mâle (2) par déplacement en rotation sur elle-même deux fois successivement, d'abord pour quitter une position terminale de verrouillage, puis pour quitter une position de blocage intermédiaire de sécurité dans laquelle l'étanchéité du raccord demeure assurée. 7) Raccord selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de retenue de la bague (3) sur l'embout mâle (2) comprennent de l'avant vers l'arrière des première, seconde et troisième nervures périphériques successives (26,27, 28) sur ledit embout mâle (2) dont les deux premières (26,27) définissent un passage de type labyrinthe pour des bossages correspondants (34) prévus sur l'arrière de la paroi interne de la bague (3), lesquels bossages (34) viennent se bloquer entre la deuxième nervure (27) et la troisième nervure (28). 8) Raccord selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'en position de blocage des bossages (34) de la bague (3) entre lesdites deuxième et troisième nervures (27, 28) de l'embout mâle (2), au moins un téton arrondi (29) et un creux complémentaire (35) sur la périphérie de l'embout mâle (2) et sur les bossages (34) sont encliquetés les uns dans les autres. 9) Raccord selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité dudit embout mâle (2) consistent en deux joints toriques (4) écartés l'un de l'autre, à une certaine distance de son extrémité distale. 10) Raccord selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins l'embout mâle (2) est en une manière synthétique pour permettre la jonction de sa partie arrière de raccordement (22) à un conduit en thermoplastique par soudure.