Brevet FR2945606A1 — publié le 20101119

La présente invention concerne un dispositif de raccordement rapide pour circuits de fluide pouvant subir d'importantes variations de pression. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La plupart des raccords à rondelle dentée comportent des dents flexibles ou mobiles élastiquement, attachées par leur racine à une couronne rigide qui est logée dans une gorge de l'alésage. Cette gorge est en général ménagée entre un épaulement de l'alésage et un insert, ce qui permet d'encastrer la couronne voire de la déformer et modifier l'inclinaison des dents si cette couronne n'est pas, au repos, dans un plan radial. Dans d'autres cas cette gorge est en totalité réalisée dans un insert pré-équipé de la rondelle. Afin que l'effort résistant d'introduction du tube ne soit pas trop important, il faut aux dents une certaine souplesse pour qu'elles s'écartent facilement au passage de l'extrémité de ce tube. Cette souplesse est obtenue par des découpages et des évidements des dents mais au détriment du pouvoir mordant de celles-ci sur la surface extérieure du tube. Dans un perfectionnement à ce type de raccord on a déjà proposé une rondelle sensiblement tronconique dont la circonférence intérieure est de diamètre inférieur à celui du tube et est divisée en une pluralité de dents, la partie extérieure de la rondelle étant disposée dans une gorge ménagée dans l'alésage, chaque dent de la rondelle étant constituée par une palette rigide possédant une partie de racine de faible hauteur qui, au repos, s'étend dans un plan radial et une partie active inclinée sur ce plan radial, la rondelle comportant en outre, entre chaque dent, une partie périphérique de liaison élastiquement déformable pour qu'une déformation d'ensemble de la rondelle se traduise par un déplacement sans déformation des dents. Cette solution constitue une amélioration certaine de la maîtrise de la connexion mais la résistance à l'effort de déconnexion dû à la mise en pression du circuit reste limitée, acceptable pour des circuits pneumatiques, mais insuffisante comme avec les rondelles à dents flexibles. Le propos de l'invention est un raccord rapide du type de ceux rappelés ci-dessus comportant des moyens par lesquels la résistance à la déconnexion est augmentée dans des proportions importantes OBJET DE L'INVENTION C'est ainsi que l'invention a pour objet un dispositif de raccordement d'un élément tubulaire comportant un corps pourvu d'un alésage pour recevoir l'extrémité de cet élément tubulaire et des moyens de retenue du tube dans l'alésage constitués par une rondelle élastiquement déformable et sensiblement tronconique dont la circonférence intérieure est de diamètre inférieur à celui du tube et est divisée en une pluralité de dents, la partie extérieure de la rondelle étant disposée dans cet alésage entre un épaulement de ce dernier et une douille de retenue rapportée sur le corps à l'entrée de l'alésage, caractérisé en ce que la douille de retenue constitue une mâchoire fixe d'appui d'une face de la rondelle tandis que le dispositif comprend une mâchoire mobile logée dans un chambrage de l'alésage située au-delà de l'épaulement par rapport à la mâchoire fixe, commandée par la mise en pression du circuit pour serrer la rondelle contre la mâchoire fixe sur une partie importante de la hauteur de chaque dent dans une position de travail optimale et la maintenir encastrée entre les deux mâchoires tant que le circuit est sous pression. On crée ainsi un encastrement de la grande partie de la rondelle dont les dents sont devenues des griffes indéformables qui retiennent fermement le tube. Les efforts encaissés par cette fixation peuvent alors être importants et de l'ordre de ceux que l'on put rencontrer à l'occasion de coups de bélier dans des circuits hydrauliques. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la mâchoire mobile est en forme de bague dont la face frontale tournée vers la rondelle impose avec la face complémentaire de la mâchoire fixe un profil radial de travail de la rondelle au niveau de chaque dent correspondant à sa résistance maximale à l'égard d'un effort d'extraction du tube. En d'autres termes, une rondelle comporte une couronne extérieure s'étendant au repos dans un plan radial de laquelle sont issues vers le centre des dents régulièrement réparties et portées par une surface sensiblement conique. Au passage de l'élément à connecter, les dents s'écartent et leur extrémité libre repose sur la surface de l'élément, prêts à s'y enfoncer si la matière de cet élément (tube) le permet ou retombe dans une gorge ménagée à la surface extérieure de cet élément (embout). De la sorte, un retrait de l'élément à connecter devient impossible parce qu'arrêté par les dents de la rondelle qui s'arc-boutent entre le corps du raccord et l'élément. On comprend que si les dents sont � encastrées � dans le corps du raccord, sur une partie importante de leur longueur, leur déformation élastique sous l'effet de l'arrachement du tube ou de l'embout est quasi impossible et la force de retenue est importante. Cet encastrement sera d'autant plus efficace que les deux mâchoires épouseront parfaitement les dents de la rondelle dans leur position de résistance maximale. Il existe deux types de rondelles de connexion. Selon un premier type, la racine de la rondelle est quasiment indéformable et ce sont les dents qui sont flexibles. Le profil de travail de chaque dent est celui qui résulte de l'effet de la mise en pression sur le � redressement � élastique des dents par le retrait du tube conjugué avec le serrage de celles-ci entre les deux mâchoires. Dans un autre type de rondelle, celui préféré pour la mise en œuvre de l'invention, chaque dent est indéformable, ce qui lui permet d'être de longueur moindre que celle des dents flexibles, et les mâchoires ont une forme complémentaire correspondant au profil indéformable de chaque dent dans une inclinaison par rapport au tube correspondant à l'efficacité maximale de la rondelle par rapport à l'effort d'extraction du tube ou de l'embout. Dans ces rondelles en effet, la déformation est concentrée dans la couronne de liaison de la racine des dents qui sont des palettes indéformables qui basculent vers l'arrière sous l'effort d'arrachement et atteignent ainsi une position optimale pour retenir l'élément connecté, position qui est figée par la forme des mâchoires de serrage. Dans le cas de ces rondelles à dents indéformables, les mâchoires définissent un logement annulaire périphérique qui contient sans contrainte, lors de leur serrage, les parties déformables de la rondelle. En d'autres termes, les mâchoires sont pourvues d'un évidement annulaire extérieur tel que la couronne déformable de liaison de la racine des dents ne soit pas concernée par le serrage. De manière connue, le dispositif comporte un joint d'étanchéité, torique, qui est situé derrière la mâchoire mobile dans le sens d'introduction de l'élément tubulaire, entre le tube et le chambrage. Ce joint est logé avec jeu axial dans ce chambrage et constitue un poussoir de la mâchoire mobile en direction de la mâchoire fixe. De manière préférée, ce chambrage comporte deux sections axiales de diamètre différent, la première section contenant la mâchoire mobile étant celle de plus petit diamètre, reliée à l'autre (deuxième) section par une zone conique de transition. L'intérêt de cette disposition réside dans la déformation élastique du joint sous l'effet de la pression pour passer au moins partiellement de la deuxième à la première section, ce qui lui permet en l'absence de pression de retourner spontanément dans la partie de diamètre plus grand et dégager la mâchoire mobile de tout effort s'opposant à son écartement de la mâchoire fixe pour la libre action d'un poussoir de déconnexion. En effet, la mâchoire fixe peut comporter une couronne inférieure en forme de poussoir de soulèvement radial des dents pour permettre la déconnexion du tube. Enfin, la face arrière de la mâchoire mobile comporte deux lèvres déformables radialement sous la 10 pression du joint. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 15 Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels . - les figures 1 à 3 illustrent par une même demi-vue en coupe axiale trois variantes de réalisation de l'invention, - la figure 4 illustre le dispositif de 1 en service sur un tube souple ou semi rigide, - la figure 5 illustre le dispositif de 1 coopérant avec un tube rigide (embout) à gorge externe. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION A ces figures, les éléments identiques des dispositifs représentés portent les mêmes références. Le dispositif de raccordement représenté comporte un corps 1 pourvu d'un alésage 2 pour recevoir l'extrémité d'un élément tubulaire 3 ou 4. Des moyens de retenue de 30 l'élément tubulaire 3 ou 4 dans l'alésage sont constitués par une rondelle 5 élastiquement déformable avec une couronne extérieure 5a et des dents 5b s'étendant le long d'une surface sensiblement tronconique dont la circonférence intérieure est de diamètre inférieur à celui 35 de l'élément tubulaire 3 ou 4, la partie extérieure de la 20 25 invention invention rondelle étant disposée dans cet alésage entre un épaulement 6 de ce dernier et une douille 7 de retenue rapportée sur le corps à l'entrée de l'alésage 2. La douille de retenue 7 constitue une mâchoire fixe d'appui de la face 7a convexe de la rondelle 7. Une mâchoire mobile 8 est logée dans un chambrage 9 de l'alésage 2, situé au-delà de l'épaulement 6 par rapport à la mâchoire fixe 7. Cette mâchoire mobile 8 peut être commandée en rapprochement de la mâchoire fixe 7 par la mise en pression du circuit. La rondelle est ainsi serrée entre la mâchoire fixe 7 et la mâchoire mobile sur une partie importante de la hauteur de chaque dent 5b dans une position de travail optimale (voir figures 4 et 5). Elle est maintenue encastrée entre ces deux mâchoires tant que le circuit est sous pression. A l'arrière de la mâchoire mobile 8 qui se présente comme une bague annulaire, vu dans le sens A d'introduction de l'élément tubulaire 3 ou 4, le dispositif comporte un joint torique 10 qui assure l'étanchéité entre le chambrage 9 et l'élément tubulaire 3 ou 4. Quand la pression s'établit dans le raccord, après introduction de l'élément 3,4 à raccorder, le joint 10 est soumis à cette pression P et agit comme un piston annulaire qui est repoussé en direction de la bague 8 et entraîne celle-ci en direction de la bague 7. La rondelle 5 est alors prise en étau entre les deux mâchoires fixe 7 et mobile 8. Ce serrage confère à la rondelle la rigidité d'un véritable encastrement de cette dernière dans le corps 1 du raccord ce qui accroît de manière importante son pouvoir de retenue de l'élément 3,4 contre un effort d'extraction hors du corps 1. Dans le cas des figures 4 et 5, la rondelle 5 est de celles qui possèdent des dents 5b en forme de palettes indéformables alors que la couronne qui les relie est élastiquement déformable et autorise donc le pivotement des palettes. Un exemple de ce type de rondelle est décrit dans le document EP 616 161. La partie active des mâchoires est telle que la couronne 5a périphérique extérieure de la rondelle 5 n'est pas concernée par le serrage de manière à préserver sa capacité à ne pas altérer ses caractéristiques par les forces de serrage. Pour ce faire, les mâchoires sont pourvues d'un évidement annulaire 7a et 8a qui constituent ensemble le logement susdit. On remarque qu'à la figure 1, la douille de retenue 10 7 est montée de manière définitive sur le corps 1 si bien que le raccord est indémontable sans destruction. A la figure 2, la douille 7 est vissée dans le corps 1 et le raccord est donc démontable si on retire la douille 7. 15 A la figure 3 la douille 7 est en deux parties l'une 7b fixée dans le corps 1 et une couronne intérieure 7c, mobile axialement par rapport à la partie fixe 7d et formant poussoir de soulèvement des dents 5b de la couronne 5. Ce poussoir, lors du serrage est en butée par un 20 épaulement arrière, 7c contre un épaulement correspondant 7e de la partie fixe 7b de manière à coopérer pleinement au serrage de la rondelle. On notera également sur cette figure 3 que la face arrière 8b de la mâchoire 8 est creusée de manière à 25 définir une lèvre extérieure 8c et une lèvre intérieure 8d qui, sous la pression du joint torique 10, peuvent s'évaser en divergeant et s'appliquer respectivement sur la paroi du chambrage 9 et sur l'élément tubulaire 3 ou 4 de manière à fermer le jeu existant par construction entre la mâchoire 30 mobile 8 et ces deux éléments, et éviter l'extension du joint dans ce jeu sous l'effet de la pression du fluide. Toujours en regard de la figure 3, on constate que le chambrage 9 est divisé en deux sections 9a et 9b axialement successives, la section 9a, de plus petit 35 diamètre, contenant la mâchoire 8 et la section 9b, de diamètre plus grand, contenant le joint 10, en l'absence de pression dans le circuit. Les deux sections sont reliées par une zone de transition conique 11 qui constitue un � entonnoir � de déformation du joint 10 quand il passe, au moins partiellement, sous l'effet de la pression, de la section 9b à la section 9a. Cette déformation élastique partielle du joint 10 lui confère le pouvoir de recouvrer sa forme libre lorsque la pression cesse et donc de ressortir spontanément de la section 9a du chambrage. Cela libère de la place pour la mâchoire 8 qui peut reculer sans gêner l'action du poussoir 7c lors de la déconnexion du dispositif. Les figures 4 et 5 illustrent le comportement du joint 10 en service. La figure 4 montre la pénétration des dents 5 dans une extrémité de tube 3 qui est dans un matériau que les dents peuvent mordre alors que la figure 5 illustre la connexion d'un embout 4 portant une gorge extérieure 4a dans laquelle l'extrémité des dents 5 tombe élastiquement après avoir été soulevée lors de l'introduction de l'embout. Ces deux figures illustrent également la complémentarité des formes des faces actives des mâchoires 7 et 8 qui retiennent les dents dans une inclinaison optimale pour la fonction de retenue du tube ou de l'embout dans l'alésage du corps 1. Dans le cas non représenté d'une rondelle 5 qui met en œuvre des dents flexibles, la fonction des mâchoires serrées est de contenir les dents flexibles dans une configuration indéformable et dans l'inclinaison la plus favorable à la retenue de l'embout ou du tube. REVENDICATIONS1. Dispositif de raccordement d'un élément tubulaire (3,4) comportant un corps (1) pourvu d'un alésage (2) pour recevoir l'extrémité de cet élément tubulaire et des moyens de retenue de l'élément tubulaire (3,4) dans l'alésage (2) comprenant une rondelle (5) élastiquement déformable et sensiblement tronconique dont la circonférence intérieure est de diamètre inférieur à celui de l'élément tubulaire (3,4) et est divisée en une pluralité de dents (5b), la partie extérieure (5a) de la rondelle étant disposée dans cet alésage (2) entre un épaulement (6) de ce dernier et une douille (7) de retenue rapportée sur le corps (1) à l'entrée de l'alésage (2), caractérisé en ce que la douille de retenue (7) constitue une mâchoire fixe d'appui d'une face de la rondelle (5) tandis que le dispositif comprend une mâchoire mobile (8) logée dans un chambrage (9) de l'alésage (2) situé au-delà de l'épaulement (6) par rapport à la mâchoire fixe (7) et commandée en position par rapport à cette mâchoire fixe (7) par la mise en pression du circuit pour serrer la rondelle contre la mâchoire fixe (7) sur une partie importante de la hauteur de chaque dent (5b) dans une position de travail optimale et la maintenir encastrée entre les deux mâchoires (7,8) tant que le circuit est sous pression. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mâchoire mobile (8) est en forme de bague dont la face frontale tournée vers la rondelle (5) impose avec la face complémentaire de la mâchoire fixe (7) un profil radial de travail de la rondelle (5) au niveau de chaque dent correspondant à sa résistance maximale à l'égard d'un effort d'extraction de l'élément (3,4). 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque dent (5b) est 35 flexible et le profil de travail est obtenu par déformationélastique imposée à chaque dent par l'action des mâchoires (7,8). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque dent (5b) est indéformable et les mâchoires (7,8) ont une forme complémentaire correspondant au profil indéformable de chaque dent dans une inclinaison par rapport à l'élément tubulaire (3,4) correspondant à l'efficacité maximale de la rondelle par rapport à l'effort d'extraction subi par cet élément. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les mâchoires (7,8) définissent un logement annulaire périphérique (7a,8a) qui contient sans contrainte, lors de leur serrage, les parties déformables (5a) de la rondelle (5). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poussoir de la mâchoire mobile (8) vers la mâchoire fixe (7) est formé par un joint torique (10) d'étanchéité, logé avec jeu axial dans le chambrage (9) après la mâchoire mobile dans le sens d'introduction de l'élément tubulaire (3,4). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le chambrage (9) comporte deux sections axiales (9a,9b) de diamètre différent, la section (9a) contenant la mâchoire mobile (8) étant celle de plus petit diamètre reliée à l'autre section (9b) par une zone conique (11) de transition 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face arrière (8b) de la mâchoire mobile (8) comporte deux lèvres (8c et 8d) déformables radialement sous la pression du joint (10). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément tubulaire est un tube (3) en matière apte à être pénétrée par les dents de la rondelle 10. Dispositif selon l'une des revendicationsprécédentes, caractérisé en ce que l'élément tubulaire est un embout(4) possédant une gorge (4a) externe pour accueillir l'extrémité radiale intérieure des dents (5b) qui y retombe élastiquement après leur soulèvement par l'extrémité de l'embout. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la douille de retenue (7) comporte un poussoir (7c) de déconnexion.