Brevet FR3018578A1 — publié le 20150918

Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de raccordement pour une ligne de transfert de fluide, comprenant un embout tubulaire mâle s'étendant suivant une direction axiale et destiné à être raccordé par insertion axiale dans un embout tubulaire femelle, et un verrou de connexion annulaire monté autour de l'embout mâle et comprenant au moins une patte élastiquement deformable dans une direction radiale et agencée pour s'insérer entre l'embout femelle et l'embout mâle en position de raccordement de l'embout mâle dans l'embout femelle, ladite patte étant conçue pour verrouiller l'embout mâle en position de raccordement dans l'embout femelle par blocage dans une gorge prévue à l'intérieur de l'embout femelle sous l'effet d'une mise en superposition de la patte sur un bossage en saillie radiale correspondant prévu sur l'embout mâle. Technique antérieure Un tel dispositif de raccordement pour une ligne de transfert de fluide est déjà connu du document de brevet FR-2942862. Il est plus particulièrement destiné à un circuit de retour d'injecteur de carburant dans lequel un fluide en particulier à basse pression est transféré à des rampes d'injection de carburant pour véhicules à moteur. D'une manière générale, il est connu pour les rampes d'injection de carburant d'utiliser des dispositifs de raccordement à embout tubulaire mâle venant s'emmancher 30 d'une manière étanche dans un embout tubulaire femelle ou " canule ", au moyen d'un verrou de connexion annulaire. Le verrou de connexion annulaire dans le dispositif de raccordement indiqué plus haut est conçu de telle manière que les pattes déformables du verrou sont mises en superposition avec des rampes de l'embout mâle par une translation axiale en force du verrou entre l'embout mâle et l'embout femelle. Pour réaliser ce déplacement axial entre l'embout mâle et l'embout femelle, les pattes du verrou et le corps annulaire du verrou doivent être conçus pour ne pas fluer sous l'effet de la force de poussée axiale ce qui fait que le corps du verrou comme les pattes doivent être conçus avec une certaine épaisseur. Par ailleurs, le déplacement en translation du verrou par rapport à l'embout mâle peut nécessiter d'avoir un espace libre important au dessus de l'embout mâle pour réaliser la manoeuvre ce qui nuit à la compacité d'utilisation d'un tel dispositif de raccordement. Le but de l'invention est de fournir un dispositif de raccordement tel que défini plus haut qui remédie aux inconvénients mentionnés ci-dessus. Résumé de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de raccordement pour une ligne de transfert de fluide, comprenant un embout tubulaire mâle s'étendant suivant une direction axiale et destiné à être raccordé par insertion axiale dans un embout tubulaire femelle, et un verrou de connexion annulaire monté autour de l'embout mâle et comprenant au moins une patte élastiquement deformable dans une direction radiale et agencée pour s'insérer entre l'embout femelle et l'embout mâle en position de raccordement de l'embout mâle dans l'embout femelle, ladite patte étant conçue pour verrouiller l'embout mâle en position de raccordement dans l'embout femelle par blocage dans une gorge prévue à l'intérieur de l'embout femelle sous l'effet d'une mise en superposition de la patte sur un bossage en saillie radiale correspondant prévu sur l'embout mâle, caractérisé en ce que ledit verrou de connexion est monté tournant autour de l'embout mâle de sorte que la mise en superposition de la patte du verrou sur le bossage correspondant de l'embout mâle s'effectue en tournant le verrou de connexion autour de l'embout mâle. Cet agencement contribue à ce que le corps du verrou annulaire qui est de préférence en matière plastique moulée peut être conçu plus fin, donc être moins lourd et nécessiter moins de matière pour sa fabrication. La cinématique de manipulation en rotation nécessite un encombrement axial moins important qu'une cinématique de manipulation en translation axiale. La manipulation peut par exemple être une rotation d'un quart de tour. Le verrou de connexion rotatif selon l'invention 20 permet aussi une bonne adaptabilité aux différentes configurations de l'embout mâle, lequel peut présenter différentes configurations angulaires de raccords de branchement en forme de queues de sapin, par exemple avec deux raccords écartés l'un de l'autre à 90° ou encore à 25 120°. Le dispositif de raccordement selon l'invention peut présenter en outre les particularités suivantes : - le verrou de connexion annulaire présente une zone de préhension, telles que des ailettes, une surface 30 annulaire extérieure rugueuse à picots par exemple ou encore un creux en surface extérieure, destinée à recevoir une poussée manuelle d'un opérateur orientée transversalement à la direction radiale; - il est prévu une liaison d'assemblage entre le verrou de connexion annulaire et l'embout mâle de sorte à empêcher un déplacement axial du verrou par rapport à l'embout mâle et permettre un déplacement en rotation du verrou de connexion autour de l'embout mâle de sa position non verrouillée vers sa position de verrouillage. Cette liaison d'assemblage peut être une fente qui s'étend sur un secteur angulaire radial de la périphérie annulaire du verrou et un ergot prévu sur l'embout male et qui s'engage dans la fente. Inversement, elle peut consister dans une rainure radiale sur l'embout mâle et un ergot sur le verrou de connexion annulaire qui s'engage dans la rainure; - une palette flexible anti-rotation munie d'une dent de blocage est prévue sur le verrou, une première et une seconde encoche sont prévues sur l'embout mâle en étant espacées angulairement l'une de l'autre, et la palette et les deux encoches sont disposés en alignement radial suivant la périphérie annulaire du verrou de sorte que la dent de la palette est engagée dans la première encoche en position de non verrouillage du verrou de connexion et est engagée dans la seconde encoche en position de verrouillage du verrou de connexion; Le dispositif de raccordement selon l'invention comporte peu de pièces qui peuvent être stockées en position d'assemblage mutuel. On notera que le verrou de connexion tournant selon 30 l'invention présente l'avantage d'impliquer un coût réduit et un montage aisé pour le dispositif de raccordement et contribue en outre à conférer une très bonne tenue mécanique à l'arrachement des pattes (i.e. la remontée intempestive en fonctionnement des pattes du verrou de connexion hors de la gorge de l'embout femelle), ce qui assure une grande fiabilité du raccordement même sous une pression de fluide élevée en fonctionnement. On peut prévoir d'incorporer en outre un témoin visuel de verrouillage, par exemple qui est respectivement visible et invisible sur l'embout mâle dans les positions non verrouillée et de verrouillage du verrou de connexion ou inversement. Ce témoin visuel peut être par exemple un marquage placé dans la première encoche sur la surface extérieure de l'embout mâle, ce marquage apparaissant lorsque le verrou de connexion annulaire est tourné autour de l'embout mâle de sa position non-verrouillé vers sa position de verrouillage. Le témoin visuel peut aussi être placé dans la seconde encoche, ce marquage disparaissant lorsque le verrou de connexion annulaire est tourné autour de l'embout mâle de sa position non-verrouillé vers sa position de verrouillage. Le témoin visuel peut encore être placé dans la fente de la liaison d'assemble indiquée plus haut. On peut encore prévoir que le bossage en saillie radiale forme une rampe et présente un bord latéral chanfreiné qui s'étend axialement et la patte présente un bord latéral biseauté qui s'étend axialement et qui est conçu pour glisser sur le bord latéral chanfreiné du bossage formant rampe lorsque le verrou est tourné autour de l'embout mâle vers sa position de verrouillage. Dans ce cas, la patte est bloquée dans la gorge de l'embout femelle sous l'effet d'une flexion créée par sa mise en superposition sur le bossage formant rampe. Selon un exemple de réalisation de l'invention, il est prévu plusieurs bossages en saillie radiale de préférence au nombre de trois qui sont réparties sur la périphérie circulaire de l'embout mâle à l'instar des pattes du verrou de connexion annulaire destinées à venir à leur contact dans la position de verrouillage. Selon une autre caractéristique de l'invention, ces bossages en saillie radiale peuvent servir de moyen de centrage pour guider le verrou de connexion en translation sur l'embout male afin de faciliter le centrage des pattes de raccordement par rapport aux rampes. A cet effet, le verrou présente sur sa surface annulaire intérieure des cannelures dans lesquelles viennent coulisser les bossages de l'embout mâle. Il est entendu que ces cannelures ne servent qu'au moment du montage du verrou de connexion annulaire sur l'embout mâle. Un circuit de retour d'injecteur de carburant selon l'invention comporte un embout tubulaire mâle raccordé à un embout tubulaire femelle par un dispositif de raccordement selon l'invention tel que défini ci-dessus. Un procédé de montage selon l'invention en position de verrouillage d'un dispositif de raccordement tel que défini ci-dessus autour d'un embout tubulaire mâle et dans un embout tubulaire femelle à raccorder à cet embout mâle, comprend les étapes successives suivantes pour le montage du dispositif : a) on positionne le verrou de connexion autour de l'embout mâle, de telle manière à amener la patte de raccordement du verrou au même niveau axial que le bossage en saillie radiale de l'embout mâle, b) on pousse l'embout mâle jusqu'au fond de l'embout femelle pour le connecter à ce dernier de telle manière 5 que la patte et le bossage soient situés face à la gorge de raccordement, c) on tourne le verrou de connexion autour de l'embout mâle pour amener la patte dans la position de verrouillage en superposition avec le bossage en saillie 10 radiale ce qui a pour effet un blocage de la patte du verrou dans la gorge de l'embout femelle. Lors de cette manoeuvre en rotation, la palette antirotation subira une déflexion grâce à un bord chanfreiné de la dent de blocage alors que pour déverrouiller le 15 verrou de connexion, l'opérateur devra d'abord manoeuvrer la palette flexible pour dégager la dent de blocage hors de la seconde encoche et ensuite tourner le verrou de connexion autour de l'embout tubulaire mâle de sa position de verrouillage vers sa position non 20 verrouillée. D'autres caractéristiques, avantages et détails de la présente invention ressortiront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention donné à titre illustratif et non limitatif, 25 cette description étant réalisée en référence avec les dessins joints. Présentation sommaire des dessins La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un 30 dispositif de raccordement selon l'invention avec le verrou de connexion qui est séparé de l'embout mâle. La figure 2 est une vue en perspective assemblée du dispositif de raccordement selon l'invention quand le verrou est monté sur l'embout mâle dans une position non verrouillée. La figure 3 est une autre vue en perspective assemblée du dispositif de la figure 2. La figure 4 est une vue en perspective assemblée du dispositif de raccordement quand le verrou est bloqué en translation axiale sur l'embout mâle. La figure 5 est une autre vue en perspective assemblée du dispositif de la figure 4. La figure 6 est une vue en perspective assemblée du dispositif de la figure 5 après rotation d'un quart de tour du verrou autour de l'embout mâle. La figure 7 illustre en perspective l'embout mâle inséré dans l'embout femelle. La figure 8 est une vue en coupe axiale de l'embout mâle dans l'embout femelle. Description des modes de réalisation Dans la présente description, on entendra par les expressions " axialement intérieure " ou " axialement vers l'intérieur " une localisation à l'état raccordé selon l'axe de symétrie des embouts mâle et femelle qui est dirigée vers l'intérieur du raccord, i.e. de manière proximale à la gorge de raccordement de l'embout femelle et, inversement, par les expressions TT axialement extérieure TT u ou axialement vers l'extérieur " une localisation selon cet axe à l'opposé (i.e. de manière 30 distale) de cette gorge. Sur la figure 1, l'embout tubulaire mâle 1 présente de manière connue, en son extrémité axialement extérieure (i.e. supérieure), deux raccords de branchement 2 et 3 en forme de queues de sapin qui s'étendent symétriquement l'un de l'autre par rapport à une surface d'appui 4 centrée sur l'axe X de ce dernier. L'embout 1 présente par ailleurs à mi-hauteur suivant la direction axiale X un décrochement radial circonférentiel 5. L'embout tubulaire femelle 10 illustré aux figures 7 et 8, de type canule et de forme standard, présente 10 essentiellement sur sa face radialement interne 11, à proximité immédiate de son extrémité axialement supérieure 12, une gorge circonférentielle de raccordement 13 qui est de section axiale sensiblement trapézoïdale et qui est destinée à recevoir une extrémité 15 du verrou de connexion 20. L'embout femelle 10 présente en outre, à proximité immédiate de son extrémité axialement intérieure 14, une zone circonférentielle d'étanchéité 15 destinée à recevoir un joint d'étanchéité 16 qui est préalablement 20 monté ou surmoulé dans une gorge circonférentielle d'étanchéité 6 de l'embout mâle 1. De manière connue, la section interne de cet embout femelle 10 présente un rétrécissement 17 axialement en dessous de la gorge 13. 25 Selon l'invention, l'extrémité inférieure du verrou 20 du dispositif est formée par une ou plusieurs pattes 21 élastiquement déformables en flexion radiale (au nombre de trois dans cet exemple de réalisation) et en forme de lobes. 30 Ce verrou 20 est réalisé en un matériau plastique de bonne tenue mécanique comme par exemple un polyamide, et il comporte dans cet exemple de réalisation : une portion annulaire 30 cylindrique qui est destinée à être montée au contact de l'embout mâle 1 à partir et au-dessus du décrochement 5 de ce dernier, - quatre ailettes de préhension 31 diamétralement opposés deux à deux et réparties autour de la portion annulaire pour recevoir une poussée manuelle d'un opérateur orientée transversalement à la direction radiale Y et à la direction axiale X, - une fente radiale 32 qui s'étend dans la partie 10 supérieure de la portion annulaire 30 sur un secteur angulaire radial de la périphérie annulaire du verrou, - une palette 33 flexible avec une dent de blocage 34 plus visible sur la figure 7, qui est disposée dans la partie supérieure de la portion annulaire 30, ici de 15 manière diamétralement opposée à la fente radiale 32, - une zone d'appui 35 qui est radialement la plus interne et qui est destinée à être montée contre l'embout mâle 1 directement sous le décrochement 5, - les trois pattes de raccordement 21 en arcs de 20 cercle qui prolongent vers le bas et radialement vers l'extérieur la zone d'appui 35 en formant l'extrémité inférieure du dispositif, et qui sont chacune aptes à être bloquées en position de verrouillage contre la gorge 13, par leur mise en superposition sur les bossages en 25 saillie radiale correspondants 7 formés sur l'embout mâle 1. Plus précisément, les pattes 21 sont relativement fines et sont régulièrement espacées entre elles suivant la périphérie circulaire du verrou et ont une hauteur 30 axiale prévue pour rendre ces pattes 21 élastiquement déformables en flexion radiale. Chaque patte 21 peut avoir une face interne qui est oblique ou légèrement concave complémentaire à la face externe d'un bossage 7. Les pattes 21 peuvent être prévues pour avoir une position de repos selon laquelle elles sont écartées radialement de l'embout mâle. Elles viennent s'engager dans la gorge 13 de l'embout femelle et se superposer aux bossages de l'embout mâle sans contact avec ces derniers lors de la rotation du verrou. Les pattes 21 peuvent aussi avoir une position de repos selon laquelle elles restent plaquées contre l'embout mâle. Chaque patte 21 peut alors présenter un bord latéral 22 biseauté qui s'étend suivant la direction axial X et qui est conçu pour être glissé sur un bord latéral chanfreiné 7a d'un bossage 7 lorsque le verrou est tourné autour de l'embout mâle (dans le sens de la flèche F) vers sa position de verrouillage comme montré sur les figures 5 et 6 ce qui fait que chaque patte fléchit dans la gorge de l'embout femelle sous l'effet de sa mise en superposition sur un bossage formant rampe de l'embout mâle. La face externe de chaque patte 21 est ici convexe avec un rayon de courbure épousant le profil de la gorge 13. Comme visible à la figure 8, cette face externe comprend deux tronçons obliques supérieurs et inférieur et un troisième tronçon intermédiaire respectivement destinés à épouser les deux bords évasés et le fond plat de la gorge 13. Quant aux bossages en saillie radiale 7, ils sont formés à une même hauteur axiale à l'instar des pattes 21, chaque bossage 7 présentant une portion oblique supérieure s'étendant radialement vers l'extérieur et vers le bas selon un angle aigu, une portion axiale cylindrique avec un bord latéral 7a s'étendant vers le bas et qui peut être chanfreiné et une portion oblique inférieure. Comme visible sur la figure 4, un ergot 8 peut être prévu sur la surface extérieure de l'embout mâle 1 pour s'engager dans la fente 31 du verrou quand ce dernier est monté autour de l'embout mâle avec les pattes 21 placées au même niveau que les rampes 7. Cet ergot 8 sert de clip de fin de course lorsque le verrou 20 est inséré complètement axialement sur l'embout mâle par translation. Lors de cette insertion axiale du verrou 20 sur l'embout mâle 1, la rotation du verrou autour de l'embout peut être empêchée par un coulissement des rampes 7 dans des cannelures 9 qui s'étendent axialement comme montré sur la figure 3 sur la surface intérieure de la portion annulaire 30 du verrou. Lorsque le verrou 20 est complètement inséré sur l'embout mâle 1, les rampes 7 sont dégagées des cannelures 9 comme visible sur la figure 4 alors que l'ergot 8 est engagé dans la fente 32 ce qui empêche tout déplacement axial du verrou 20 par rapport à l'embout mâle 1. Selon un autre aspect important de l'invention visible aux figures 5 à 7, la palette 33 d'anti-rotation prévue à l'extrémité supérieure du verrou est prévue pour assurer une sécurisation du positionnement du verrou par rapport à l'embout mâle notamment pendant son transport et son stockage. Comme visible sur la figure 5, la dent 34 de la palette 33 est engagée dans une première encoche 8a prévue sur l'embout mâle ce qui empêche la rotation du verrou 20 autour de l'embout mâle 1. La dent 34 présente un bord chanfreiné pour être dégagée par simple déflexion de la palette hors de la première encoche. A noter que le verrou 20 se situe en dessous des raccords 2 et 3 ce qui le rend indépendant des configurations angulaires de ceux-ci. On peut concevoir un témoin visuel de verrouillage du verrou qui est visible par exemple dans l'ouverture de la fente 32. Ce témoin visuel peut aussi consister dans un marquage dans une des encoches 8a ou 8b sur l'embout tubulaire mâle 1. Maintenant en référence aux figures 1 à 8, on procède de la manière suivante pour verrouiller le raccordement des pattes 21 dans la gorge 13 de l'embout femelle 10 : a) on positionne le verrou 20 autour de l'embout mâle 1 comme montré sur la figure 2 et on l'enfonce jusqu'à ce que la ou les pattes 21 du verrou s'intercalent entre les bossages 7 en se situant à un même niveau axial. Dans l'exemple de réalisation, l'ergot 8 est alors engagé dans la fente 32 comme visible sur la figure 4. b) on pousse l'embout 1 jusqu'au fond de l'embout femelle 10 pour l'y connecter en butée, de telle manière que les pattes 21 et les bossages 7 viennent face à la gorge 13; c) on exerce une force de rotation sur le verrou 20 30 comme illustré par la flèche F sur la figure 5 dans un sens, par exemple une rotation d'un quart de tour pour amener les pattes 21 en superposition avec les bossages 7 ce qui a pour effet de bloquer les pattes dans la gorge 13 par blocage contre les bossages 7 comme illustré sur la figure 8. Comme visible sur les figures 5 à 8, pour manoeuvrer 5 en rotation le verrou 20, l'opérateur tourne le verrou autour de l'embout mâle, la dent 34 de l'extrémité libre de la palette anti-retour 33 se dégageant 34 de la première encoche 8a par déflexion et lorsque la position de complet verrouillage est atteint suite à la rotation 10 du verrou, la dent 34 de la palette anti-retour vient se bloquer dans l'encoche 8b interdisant le retour en position de non verrouillage du verrou. Pour déverrouiller la connexion, il faut dégager la dent de la palette de cette seconde encoche 8b par 15 exemple en appuyant sur l'extrémité libre de la palette et ensuite tourner le verrou dans le sens inverse à la flèche F sur la figure 5. Les pattes flexibles 21 sont alors décalées des bossages 7 ce qui crée un espace de dégagement pour les 20 pattes flexibles vers l'intérieur du verrou ce qui permet de retirer le verrou de l'embout mâle après dégagement de l'ergot 8 hors de la fente 32 par simple traction sur le verrou 20. A noter que les pattes peuvent être conçues aussi pour revenir élastiquement vers l'intérieur du 25 verrou. Le dispositif de raccordement selon l'invention permet de garantir une connexion étanche entre un embout mâle et une embase femelle d'injecteur de carburant avec une variabilité de la configuration des raccords de 30 sortie en queue de sapin.