Brevet FR2846069A1 — publié le 20040423

-Dispositif de raccord rapide pour échangeur de chaleur L'invention concerne un dispositif de raccordement pour un circuit de fluide, en particulier pour le raccordement d'une tubulure d'entrée ou de sortie d'un échangeur de chaleur de véhicule et d'une conduite destinée à relier cet échangeur à d'autres composants du circuit. On connaît de tels dispositifs comprenant une première tubulure et une seconde tubulure dont l'extrémité libre pénètre dans la première tubulure, une bride annulaire s'étendant radialement vers l'extérieur à l'extrémité libre 15 de la première tubulure et une collerette prévue en saillie radiale sur la surface périphérique extérieure de la seconde tubulure, ainsi que des moyens d'appui pour maintenir la collerette en appui axial sur la bride. Dans ces dispositifs connus, les moyens d'appui agissent grâce à des vis ou à des éléments analogues qui sont manoeuvrés à l'aide d'outils lors du raccordement. Ces dispositifs sont donc complexes à réaliser et leur montage sur une chaîne de production exige une main d'oeuvre coteuse. 25 Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient et de proposer un dispositif de raccordement simple et économique à fabriquer et à utiliser. L'invention vise notamment un dispositif du genre défini en introduction, et prévoit que les moyens d'appui comprennent - un anneau déformable propre à entourer la seconde tubulure, l'anneau déformable comportant au moins deux blocs rigides répartis autour de l'axe des tubulures et reliés entre eux 35 par des bras élastiques, et - un organe de maintien propre à solliciter axialement les blocs rigides vers la bride de manière à serrer la collerette entre la bride et les blocs rigides. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après: - Les bras élastiques sollicitent les blocs rigides vers une 5 position rapprochée o subsiste entre eux un passage d'un diamètre inférieur au diamètre extérieur de la collerette, et sont déformables élastiquement pour permettre aux blocs rigides de prendre une position éloignée o subsiste entre eux un passage d'un diamètre au moins égal au diamètre 10 extérieur de la collerette. - L'organe de maintien est sous forme d'une cage sensiblement annulaire présentant une paroi périphérique qui entoure l'anneau déformable et deux rebords qui s'étendent radiale15 ment vers l'axe des tubulures à partir de la paroi périphérique pour venir en contact respectivement avec la bride et avec les blocs rigides et les solliciter l'une vers les autres. Ladite paroi périphérique présente des ouvertures pour le passage des blocs rigides. - Lesdites ouvertures coopèrent avec les blocs rigides pour réaliser un guidage radial de ceux-ci. 25 - La cage est formée d'une seule pièce. - La cage est en deux parties jointes sensiblement selon un plan axial. - La cage se ferme par encliquetage des deux parties. - Les deux parties sont articulées entre elles autour d'un axe parallèle à l'axe des tubulures. 35 - L'anneau déformable est formé d'une seule pièce. - L'anneau déformable comporte trois blocs rigides reliés deux à deux par trois bras élastiques. - Chaque bras présente deux branches sensiblement rectilignes formant entre elles un angle obtus, dont chacune est reliée par l'une de ses extrémité à un bloc rigide et qui sont reliées entre elles par un coude à leur extrémité opposée, le bras étant déformable élastiquement par flexion du coude. - La collerette et les blocs rigides présentent des surfaces inclinées respectives coopérant entre elles pour transformer un mouvement axial relatif lors de l'insertion de la seconde 10 tubulure dans la première tubulure en un mouvement radial vers l'extérieur des blocs rigides. - La première tubulure est une tubulure d'entrée ou de sortie d'un échangeur de chaleur de véhicule et la seconde tubulure 15 est une conduite destinée à relier cet échangeur à d'autres composants du circuit. - Ladite tubulure d'entrée ou de sortie est soudée sur une boîte collectrice de l'échangeur de chaleur. 20 Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe axiale, selon la ligne I-I de la figure 2, d'un dispositif de raccordement selon l'invention, montrant la seconde tubulure au cours de sa mise en place dans la première tubulure. La figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif selon la ligne II-II de la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des vues analogues aux figures 1 et 2 respectivement, montrant le dispositif après la mise en 35 place de la seconde tubulure. Le dispositif représenté sur les dessins, destiné au raccordement d'un échangeur de chaleur non représenté, par exemple un radiateur, à d'autres composants d'un circuit de fluide caloporteur dans un véhicule automobile, comprend une tubulure 1 d'entrée ou de sortie de l'échangeur de chaleur, liée à une boîte collectrice de celui-ci par soudage ou tout autre moyen connu, et une tubulure 2 qui vient se raccorder 5 à la tubulure 1 et qui est elle-même reliée à d'autres composants du circuit. Comme on le voit sur les figures 1 et 3, l'extrémité libre 3 de la tubulure 2 pénètre dans la tubulure 1, une collerette annulaire 4 formée extérieurement sur la tubulure 2 venant en regard d'une bride annulaire 5 10 formée par un élargissement terminal de la tubulure 1. La collerette 4 peut être obtenue par moulage, matriçage, laminage ou toute autre technique de formage connue. l'issue de l'introduction, comme montré sur la figure 3, la collerette 4 est maintenue en appui sur la bride 5 grâce aux 15 moyens d'appui selon l'invention qui seront décrits ci-après. Un joint torique d'étanchéité 5a est prévu de manière connue pour assurer l'étanchéité au fluide du contact entre les tubulures. Les moyens d'appui se composent de trois pièces en matière plastique moulée par injection, à savoir un anneau déformable 6 et deux demi-coquilles 7 et 8 qui sont mutuellement assemblées par encliquetage, selon un plan de joint P qui concide avec le plan de coupe des figures 1 et 3, pour 25 former une cage annulaire emprisonnant l'anneau 6. La cage 7, 8 présente une paroi périphérique 9 et deux rebords annulaires 10, 11 s'étendant radialement vers l'intérieur à partir des extrémités axiales de la paroi 9 30 respectivement. Chacune des demi-coquilles 7, 8 présente en outre deux pattes 12 s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la paroi 9, le long du plan P à l'opposé l'une de l'autre par rapport à l'axe A, chaque patte d'une demicoquille s'appuyant sur une patte de l'autre demi-coquille et 35 étant liée à celle-ci par des éléments d'encliquetage non représentés. Enfin, la paroi périphérique 9 est traversée radialement par trois ouvertures 13 de section rectangulaire, disposées mutuellement à des angles de 1200 autour de l'axe A des tubulures. Les ouverture 13 s'étendent axialement de la face interne du rebord 10 à la face interne du rebord 11. L'anneau 6 est composé de trois blocs rigides 20 reliés deux 5 à deux par trois bras 21 flexibles élastiquement. Chaque bloc 20 comprend un corps présentant une section rectangulaire dimensionnée de manière à lui permettre de coulisser radialement dans une ouverture 13. Le corps 22 se prolonge en direction de l'axe A par un appendice 23 dont la dimension 10 dans la direction axiale est inférieure à celle du corps, sa face tournée à l'opposé de l'échangeur de chaleur, comme la face correspondante du corps, se situant sensiblement dans le même plan que la face interne du rebord 11, tandis que sa face tournée vers l'échangeur se trouve à distance de la face 15 interne du rebord 10. L'appendice 23 se termine en direction de l'axe A par une face inclinée 24 tournée obliquement à l'opposé de l'échangeur de chaleur. Chaque bras 21 de l'anneau 6 comprend deux branches 25 sensiblement rectilignes reliées entre elles par un coude 26, les extrémités des 20 branches 25 opposées au coude 26 se raccordant respectivement à deux blocs 20, et plus particulièrement aux faces latérales, c'est-à-dire parallèles à l'axe A, des appendices 23 de ces blocs. Les bras 21 sont déformables élastiquement par flexion des coudes 26, leur force de rappel sollicitant les 25 blocs 20 en direction de l'axe A, et ceux-ci pouvant s'éloigner de l'axe sous l'action d'une force antagoniste, avec augmentation de l'angle obtus formé par les deux branches 25 de chaque bras. L'échangeur de chaleur à raccorder par le dispositif selon l'invention est avantageusement livré au constructeur automobile équipé de l'anneau 6 et de la cage 7, 8, ce qui est obtenu en assemblant les demi-coquilles 7 et 8 autour de l'anneau et de la bride 5, cette dernière, dont le diamètre 35 extérieur est supérieur au diamètre intérieur du rebord 10 et au diamètre circonscrit par les blocs 20 dans leur position de repos, étant emprisonnée axialement entre le rebord 10 et les appendices 23. Le diamètre intérieur du rebord 10 correspond au diamètre extérieur de la tubulure 1 en arrière de la bride 5, ce qui assure le centrage de la cage sur la tubulure. Avantageusement, le rebord 10 coopère avec un élément non représenté de l'échangeur de chaleur qui l'applique contre la bride 5 dans la position représentée sur la 5 figure 1. En l'absence d'une telle coopération, la cage devrait être maintenue en place manuellement lors de l'introduction de la tubulure 2. Pendant cette introduction, la collerette 4 pénètre dans la 10 cage à travers l'ouverture centrale du rebord 11, et vient en contact avec les appendices 23, qui circonscrivent un cercle d'un diamètre inférieur au diamètre extérieur de la collerette. La surface inclinée résultant du profil arrondi de la collerette coopère alors avec les surfaces inclinées 24 des 15 appendices 23 pour transformer le mouvement axial de la tubulure 2 en un mouvement radial vers l'extérieur des blocs 12, jusqu'à la position représentée sur les figures 1 et 2 qui permet à la collerette de franchir les appendices 23. A l'issue de ce franchissement, la force élastique des bras 21 20 rapproche les blocs 20 les uns des autres, la face des appendices 23 tournée vers l'échangeur de chaleur glissant sur la face de la collerette 4 tournée à l'opposé de l'échangeur, pour aboutir à la position représentée sur les figures 3 et 4. Dans cette position, la bride 5, la collerette 4 et 25 les appendices 23 sont serrés les uns contre les autres entre les rebords 10 et 11. Alors que le montage qui vient d'être décrit ne nécessite aucun outil, il est impossible d'effectuer le démontage 30 simplement par un mouvement inverse, en raison du contact entre les surfaces planes perpendiculaires à l'axe A de la collerette 4 et des appendices 23, ce qui évite une désolidarisation accidentelle des tubulures. Un outil spécial est nécessaire pour écarter les blocs 20. 35 Dans l'exemple illustré, les deux demi-coquilles 7 et 8 sont des pièces indépendantes mutuellement assemblées par encliquetage par des pattes 12 disposées symétriquement par rapport à l'axe A. En variante, les deux demi-coquilles peuvent être articulées entre elles autour d'un axe parallèle à l'axe A de manière à pouvoir s'écarter pour l'introduction de la bride 5, la fermeture de la cage pouvant alors être obtenue par encliquetage mutuel de pattes situées à l'opposé 5 de l'axe d'articulation par rapport à l'axe A. Dans une autre variante la cage est en une seule pièce, la tubulure 1 devant alors y être introduite à travers l'ouverture délimitée par le rebord 11, avant d'être fixée à l'échangeur de chaleur. Revendications 1. Dispositif de raccordement pour un circuit de fluide, comprenant une première tubulure (1) et une seconde tubulure 5 (2) dont l'extrémité libre (3) pénètre dans la première tubulure (1), une bride annulaire (5) s'étendant radialement vers l'extérieur à l'extrémité libre de la première tubulure (1) et une collerette (4) prévue en saillie radiale sur la surface périphérique extérieure de la seconde tubulure (2), 10 ainsi que des moyens d'appui pour maintenir la collerette (4) en appui axial sur la bride (5), caractérisé en ce que les moyens d'appui comprennent - un anneau déformable (6) propre à entourer la seconde tubulure (2), l'anneau déformable comportant au moins deux 15 blocs rigides (20) répartis autour de l'axe (A) des tubulures et reliés entre eux par des bras élastiques (21), et - un organe de maintien (7, 8) propre à solliciter axialement les blocs rigides (20) vers la bride (5) de manière à serrer la collerette (4) entre la bride (5) et les blocs rigides 20 (20). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les bras élastiques (21) sollicitent les blocs rigides (20) vers une position rapprochée o subsiste entre eux un passage d'un 25 diamètre inférieur au diamètre extérieur de la collerette (4), et sont déformables élastiquement pour permettre aux blocs rigides (20) de prendre une position éloignée o subsiste entre eux un passage d'un diamètre au moins égal au diamètre extérieur de la collerette (4). 30 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'organe de maintien est sous forme d'une cage (7, 8) sensiblement annulaire présentant une paroi périphérique (9) qui entoure l'anneau déformable et deux rebords (10, 11) qui 35 s'étendent radialement vers l'axe (A) des tubulures à partir de la paroi périphérique (9) pour venir en contact respectivement avec la bride (5) et avec les blocs rigides (20) et les solliciter l'une vers les autres. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ladite paroi périphérique (9) présente des ouvertures (13) pour le passage des blocs rigides (20). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel lesdites ouvertures (13) coopèrent avec les blocs rigides (20) pour réaliser un guidage radial de ceux-ci. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, dans 10 lequel la cage (7, 8) est formée d'une seule pièce. 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel la cage est en deux parties (7, 8) jointes sensiblement selon un plan axial (P). 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel la cage se ferme par encliquetage des deux parties (7, 8). 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, dans 20 lequel les deux parties (7, 8) sont articulées entre elles autour d'un axe parallèle à l'axe (A) des tubulures. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'anneau déformable (6) est formé d'une seule 25 pièce. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'anneau déformable comporte trois blocs rigides (20) reliés deux à deux par trois bras élastiques (6). 30 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque bras (6) présente deux branches (25) sensiblement rectilignes formant entre elles un angle obtus, dont chacune est reliée par l'une de ses extrémité à un bloc 35 rigide (20) et qui sont reliées entre elles par un coude (26) à leur extrémité opposée, le bras (6) étant déformable élastiquement par flexion du coude. 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la collerette (4) et les blocs rigides (20) présentent des surfaces inclinées respectives (24) coopérant entre elles pour transformer un mouvement axial relatif lors 5 de l'insertion de la seconde tubulure (2) dans la première tubulure (1) en un mouvement radial vers l'extérieur des blocs rigides (20). 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, 10 dans lequel la première tubulure (1) est une tubulure d'entrée ou de sortie d'un échangeur de chaleur de véhicule et la seconde tubulure (2) est une conduite destinée à relier cet échangeur à d'autres composants du circuit. 15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel ladite tubulure d'entrée ou de sortie (1) est soudée sur une boîte collectrice de l'échangeur de chaleur.