Brevet FR2924778A1 — publié le 20090612

PIECE D'ETANCHEITE POUR EMBOUT DE TUBE ET ENSEMBLE LE COMPORTANT. La présente invention a pour objet une pièce d'étanchéité pour embout de tube destinée notamment à un raccord haute pression pour un circuit de climatisation. Les circuits de climatisation actuels utilisent le gaz R134a qui présente un pouvoir de réchauffement climatique très élevé (1300 fois plus important que le CO2). Des constructeurs ont décidé de le remplacer par le CO2 pour io les futurs véhicules. Utiliser le 002 pose plusieurs problèmes : - les pressions et les températures sont importantes : environ 170 bars et 150° C, à comparer à 15 bars et 50° C pour le R134a, le 002 est une molécule de petite taille susceptible de is traverser certains caoutchoucs, ce qui entraîne des déperditions lentes de fluide caloporteur. On connaît de la demande EP 854 997 une pièce d'étanchéité qui associe un anneau élastomère et une bague métallique coaxiaux qui peut être monté dans l'une ou l'autre de deux dispositions 20 inversées de 180° par rapport à l'autre (figures 7 et 8 respectivement). L'anneau élastomère se prolonge par des lamelles d'épaisseur entre 0,3 mm et 2 mm, qui ménagent un jeu entre l'extrémité de l'embout et l'intérieur du joint, ce qui fait que l'anneau élastomère est soumis à la pression du fluide, et ne permet pas de résoudre le problème de 25 déperdition lente d'un fluide tel que le CO2. L'invention a pour objet une pièce d'étanchéité qui permette d'assurer une étanchéité notamment à un gaz tel que le 002 en évitant une mise en contact direct entre le joint élastomère et le gaz du conduit à étancher. 30 L'invention concerne ainsi une pièce d'étanchéité pour embout de tube pour insertion dans un alésage cylindrique, et comportant au moins un joint annulaire en élastomère à une première extrémité d'une pièce cylindrique rigide présentant un contour cylindrique interne et un contour cylindrique externe caractérisée en ce que la pièce cylindrique rigide présente 3s à une deuxième extrémité opposée à la première extrémité une face d'appui formant butée, et en ce que, à la deuxième extrémité, le contour cylindrique interne se termine par une région de butée pour un embout se terminant par une région de butée complémentaire La région de butée du contour cylindrique interne est de préférence tronconique, mais elle peut être plane et perpendiculaire à l'axe de la pièce cylindrique rigide. La face d'appui de la pièce cylindrique rigide est de préférence plane et perpendiculaire à son axe, mais elle peut également être tronconique. L'élément annulaire en élastomère présente avantageusement au moins un prolongement cylindrique s'intégrant sur au io moins une partie du contour externe et/ou interne de la pièce cylindrique rigide. L'invention concerne également un ensemble d'étanchéité comportant un embout présentant un passage de fluide et une embase présentant un alésage et un moyen de fixation de l'embout sur l'embase, 15 caractérisé en ce que : - l'embout présente une extrémité cylindrique ayant un contour externe se terminant par une région de butée de préférence tronconique - l'alésage de l'embase présente une région d'entrée de 20 diamètre plus élevée se terminant par une face de butée de préférence plane - en ce qu'il comporte une pièce d'étanchéité telle que définie ci-dessus et en ce qu'en position montée, la région de butée de l'extrémité cylindrique de l'embout vient en butée sur la région de butée du 25 contour cylindrique interne de la pièce cylindrique rigide et la face d'appui de la pièce cylindrique rigide vient en butée sur la face de butée de la région d'entrée de l'alésage de l'embase, le contour cylindrique interne et externe de la pièce cylindrique rigide étant engagés avec respectivement le contour externe de l'extrémité cylindrique de l'embout et avec la région d'entrée de 30 l'alésage de l'embase. Les régions de butée du contour cylindrique interne et externe sont de préférence tronconiques, mais peuvent être planes et perpendiculaires à l'axe de la pièce cylindrique rigide. La face d'appui de la pièce cylindrique rigide et la face de 35 butée de la région d'entrée de l'alésage de l'embase sont de préférence planes et perpendiculaires à l'axe de la pièce cylindrique rigide, mais elles peuvent également être tronconiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après, en liaison avec les 5 dessins dans lesquels : - la figure 1 représente en coupe une pièce d'étanchéité selon un mode de réalisation préféré de l'invention, - et la figure 2 un exemple d'ensemble d'étanchéité incorporant la pièce d'étanchéité de la figure 1. lo La pièce d'étanchéité représentée à la figure 1 comporte une pièce cylindrique rigide 1, par exemple en métal ou en matière plastique qui présente à une première extrémité axiale une face d'appui formant une butée 5 perpendiculaire à son axe et à sa deuxième extrémité un joint 10 en élastomère de section de préférence circulaire. 15 La pièce cylindrique rigide 1 présente un chanfrein d'introduction 6, un contour extérieur cylindrique 7, et un contour intérieur cylindrique 2 qui se prolonge en direction de la première extrémité par une région tronconique 3. Le joint 10 présente avantageusement un prolongement cylindrique 15 incrusté dans le contour externe 7 et s'étendant sur une partie, 20 par exemple un tiers, de la longueur du contour externe 7, et éventuellement un deuxième prolongement cylindrique 16 de plus faible épaisseur. Un prolongement cylindrique 17 prolongeant le joint 10 est avantageusement incrusté sur tout ou partie du contour intérieur 2 et/ou sur la région tronconique 3. 25 La région tronconique 3 est destinée à venir en contact avec un embout de sorte qu'après serrage, l'ensemble est contraint et les fuites sont limitées. Après montage, le caoutchouc du joint 10 est écrasé radialement dans les zones 11 et 12 pour assurer l'étanchéité. La figure 2 montre l'ensemble d'étanchéité comportant le joint 30 de la figure 1, un embout 20 et une embase 30, faisant partie par exemple d'un évaporateur ou d'un condenseur d'une installation de climatisation d'un véhicule automobile. L'embout 20 présente une collerette excentrée 29 dans laquelle est ménagée une ouverture traversante 21 recevant une vis de fixation dans un trou 32 taraudé en 31 de l'embase 30. 35 L'embout 20 constitue la partie avant d'un tube 24 de transport de fluide dans un canal 23. La partie avant 25 de l'embout 20 présente un contour cylindrique externe 27 qui coulisse dans le contour intérieur 2 de la pièce cylindrique 1, et vient en butée par son extrémité tronconique 28 avec la région tronconique 3, ce qui provoque également la mise en butée de la région de butée 5 sur le fond 35 de l'alésage 34, qui présente un chanfrein d'entrée 36, et dont le contour cylindrique 37 a un diamètre supérieur à celui de l'ouverture 33 de passage de fluide qui prolonge l'ouverture 23. Le contour externe 7 de la pièce 1 est logé dans le contour cylindrique 37 de l'alésage 34, avec compression radiale du joint 10 en 11 et io 12 entre les contours cylindriques 27 et 37. L'empilement des cotes est tel que la face avant 22 de l'embout 20 ne vient pas en butée sur la face 39 de l'embase 30 (la distance séparant ces deux faces a été exagérée à la figure 2). En pratique, du fait de la déformation possible des pièces lors 15 du serrage, il peut exister une ligne de contact entre les deux faces 22 et 39, sans que cela ne compromette la mise en butée des régions tronconiques 28 et 3 d'une part et 5 et 35 d'autre part. A titre de variante non représentée, le joint 10 peut venir en contact de serrage axial en 14 avec la face 22. 20 La région de butée de préférence tronconique 28 de l'embout 20 permet d'éviter les infiltrations du fluide (par exemple CO2) le long de la région cylindrique externe 27 de l'extrémité 25 de l'embout 20. L'autre chemin possible pour le fluide est vers la région cylindrique 37 de l'alésage 34, et la mise en butée de la région 5 sur la face d'appui 35 permet d'éviter les 25 infiltrations de fluide le long de ce parcours. On notera qu'au lieu d'une face plane 5, on pourrait utiliser une région tronconique, avec un profil complémentaire en lieu et place de la face d'appui 35. De même, les régions tronconiques 3 et 28 pourraient être 30 remplacées par des faces planes perpendiculaires à l'axe de la partie avant 25 de l'embout 20. On notera cependant que la solution représentée présente les meilleures performances quant à l'étanchéité. Pour améliorer l'étanchéité, il peut être prévu de revêtir la 35 région 5 d'élastomère. Dans tous les cas, le premier niveau d'étanchéité obtenu au niveau des régions 3 et 5 permet d'éviter des infiltrations de fluide par l'intérieur et l'extérieur de la pièce 1. Le gaz à étancher rencontre donc dans un premier temps essentiellement des pièces rigides, en général métalliques, s serrées l'une contre l'autre, ce qui fait que l'efficacité du joint 10 est grandement améliorée, car d'une part, il n'est plus soumis à toute la pression du fluide, et d'autre part l'étanchéité du premier niveau limite les possibilités pour un fluide tel que le CO2 de le traverser, ce qui diminue notablement les déperditions lentes du fluide. io Le joint 10 complète l'étanchéité de la première barrière, et permet également, par le serrage radial en 11 et 12, d'influer sur le centrage de pièces les unes par rapport aux autres; Un ou plusieurs revêtements en élastomère 15, 16, 17, et également sur la région 5 peuvent contribuer à augmenter l'efficacité de la 15 première barrière. Le raccord 20 est en général serti sur le tuyau 24. Le montage sur le châssis s'effectue, dans le cas d'une climatisation, avec une seule vis de serrage par l'ouverture taraudée 31. Le couple de serrage est compris par exemple entre 10 N.m 20 et 50 N.m selon les dimensions de tuyaux et les pressions d'utilisation. Les jeux sont calculés pour que avant, serrage de la vis de serrage, l'effort d'introduction du joint, monté sur l'embout 20, dans l'alésage 34 soit inférieur à 50 N. Le raccord se démonte aisément en dévissant la vis de serrage. REVENDICATIONS 1) Pièce d'étanchéité pour embout de tube pour insertion dans un alésage cylindrique, et comportant au moins un joint annulaire en élastomère à une première extrémité d'une pièce cylindrique rigide présentant un contour cylindrique interne et un contour cylindrique externe caractérisée en ce que la pièce cylindrique rigide (1) présente à une deuxième extrémité opposée à la première extrémité une face d'appui (5) formant butée, et en ce que, à la deuxième extrémité, le contour cylindrique interne se termine par une région de butée (3) pour un embout se terminant par une région de io butée complémentaire (28). 2) Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que la région de butée (3) du contour cylindrique interne (2) est tronconique. 3) Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que la région de butée du contour cylindrique interne (2) est plane et perpendiculaire 15 à l'axe de la pièce cylindrique rigide (1). 4) Pièce selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face d'appui (5) de la pièce cylindrique rigide (1) est plane et perpendiculaire à son axe. 5) Pièce selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en 20 ce que la face d'appui de la pièce cylindrique rigide (1) est tronconique. 6) Pièce selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément annulaire (10) en élastomère présente au moins un plongement cylindrique (15, 16, 17) s'intégrant sur au moins une partie du contour interne (2) et/ou externe (7) de la pièce cylindrique rigide (1). 25 7) Ensemble d'étanchéité comportant un embout (20) présentant un passage de fluide (23) et une embase (30) présentant un alésage (33, 34) et un moyen de fixation (21, 31) de l'embout (20) sur l'embase (30), caractérisé en ce que : - l'embout (20) présente une extrémité cylindrique (25) ayant 30 un contour externe (27) se terminant par une région de butée (28) -l'alésage (33, 34) de l'embase présente une région d'entrée (34) ayant un contour cylindrique (37) de diamètre plus élevé se terminant par une face de butée (35) - en ce qu'il comporte une pièce d'étanchéité selon une des 35 revendications 1 et 2,et en ce qu'en position montée, la région butée (28) de l'extrémité cylindrique (25) de l'embout (20) vient en butée sur la région de butée (3) du contour cylindrique interne (2) de la pièce cylindrique rigide (1), et la face d'appui (5) de la pièce cylindrique rigide (1) vient en butée sur la face de butée (35) de la région d'entrée (34) de l'alésage (33, 34) de l'embase (30), le contour cylindrique interne (2) et externe (7) de la pièce cylindrique rigide (1) étant engagés avec respectivement le contour cylindrique externe (27) de l'extrémité cylindrique (25) de l'embout (20) et avec le contour cylindrique (37) de la région d'entrée (34) de l'alésage (33, 34) de l'embase io (30). 8) Ensemble d'étanchéité selon la revendication 7, caractérisée en ce que les régions de butée (3, 28) du contour cylindrique interne (17) et externe (27) de l'embout sont tronconiques. 9) Ensemble d'étanchéité selon la revendication 7, 15 caractérisée en ce que les régions de butée du contour cylindrique interne (17) et externe (27) de l'embout sont planes et perpendiculaires à l'axe de la pièce cylindrique rigide. 10) Ensemble d'étanchéité selon une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la face d'appui (5) de la pièce cylindrique rigide (1) 20 et la face de butée (35) de la région d'entrée (34) de l'alésage (33, 34) de l'embase (30) sont planes et perpendiculaires à l'axe de la pièce cylindrique rigide (1). 11) Ensemble d'étanchéité selon une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la face d'appui de la pièce cylindrique rigide et la 25 face de butée de la région d'entrée (34) de l'alésage (33, 34) de l'embase (30) sont tronconiques.