Brevet FR3068434A1 — publié le 20190104

Dispositif de raccord axial entre deux composants hydrauliques DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte à la connexion hydraulique entre des équipements hydromécaniques ou électrohydrauliques, à l'aide notamment de conduits de raccordement, et plus particulièrement à la connexion hydraulique dans une turbomachine. L'invention a ainsi pour objet un dispositif de raccord axial entre deux composants hydrauliques, ainsi qu'une turbomachine munie d'un tel dispositif de raccord. ETAT DE L'ART Les dispositifs de raccord connus entre des composants hydrauliques, tels que des conduits ou des équipements hydrauliques, sont par exemple les raccords bicône, également appelés raccords à olive, les raccords de type arête sur conique, les raccords à bride avec joint, ou encore les raccords à canule et joints. De tels raccords sont des accouplements quasi rigides, et ils sont peu tolérants aux défauts d'alignement des composants, ce qui implique un risque de fuite du fluide hydraulique ou la nécessité de renforcer le raccordement. Il est ainsi connu de vérifier la tenue mécanique des conduits et des équipements raccordés, consécutivement aux efforts induits par leurs déplacements relatifs au cours des cycles de fonctionnement et de dépressurisation. Pour ce faire, on peut être amené à ajouter des composants spécifiques entre les équipements raccordés, comme par exemple des conduits flexibles ou des raccords de translation et/ou des raccords tournants. Or, ces composants ont une influence importante sur la masse, la performance et l'encombrement du système hydraulique, ce qui n'est pas compatible avec une conception optimisée en matière de coût, de simplicité, de fiabilité. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. 2 EXPOSE DE L'INVENTION L'invention a ainsi pour objet un dispositif de raccord axial entre deux composants hydrauliques, le dispositif comprenant un premier élément de 5 raccord et un deuxième élément de raccord, chaque élément de raccord étant destiné à être solidarisé à un composant hydraulique. Dans le dispositif selon l'invention, le premier élément de raccord comprend une articulation à rotule, avec une rotule logée dans un logement sphérique du premier élément de raccord, ladite rotule comprenant une 10 ouverture dans laquelle est monté de manière mobile en translation axiale un élément coulissant solidaire du composant hydraulique destiné à être solidarisé au premier élément de raccord, de sorte que l'élément coulissant est apte à se déplacer par rapport au deuxième élément de raccord à la fois en rotation, via l'articulation à rotule, et en translation, via l'ouverture de 15 la rotule. Ainsi, grâce à l'articulation spécifique à rotule, les deux éléments de raccord du dispositif, et par conséquent les deux composants hydrauliques à raccorder, peuvent s'articuler l'un par rapport à l'autre à la fois en rotation et en translation, ce qui permet d'éviter de rajouter des composants comme 20 des conduites flexibles entre les composants à raccorder en cas de défaut d'alignement entre les composants ou de déplacements de ces derniers. La rotule peut comprendre une surface intérieure en contact avec l'élément coulissant. La rotule peut comprendre une surface extérieure formant une 25 portion de sphère et qui est en contact avec une surface intérieure de forme correspondante d'un boîtier extérieur du premier élément de raccord. Avantageusement, un joint intérieur d'étanchéité est disposé entre la rotule et l'élément coulissant, et un joint extérieur d'étanchéité est disposé entre la rotule et le boîtier extérieur. 30 La surface extérieure de la rotule peut être en contact avec une surface intérieure d'un élément de blocage axial du joint extérieur 3 d'étanchéité, ledit élément de blocage axial étant logé à l'intérieur du boîtier extérieur. L'élément de blocage axial peut être axialement en contact avec une douille de raccord destinée à raccorder le premier élément de raccord au 5 deuxième élément de raccord. La douille de raccord peut également être logée à l'intérieur du boîtier extérieur. L'élément coulissant peut être muni d'un élément de butée axiale. Le deuxième élément de raccord peut comprendre un embout intérieur destiné à raccorder le deuxième élément de raccord au premier 10 élément de raccord. L'embout intérieur peut être apte à coopérer avec la douille de raccord du premier élément de raccord pour réaliser le raccordement. L'invention a également pour objet une turbomachine comprenant un dispositif de raccord axial décrit ci-dessus. 15 DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins 20 annexés dans lesquels : - la figure 1 illustre un raccord axial dans une turbomachine, conformément à l'état de la technique, - la figure 2 est une vue axiale d'un dispositif de raccord axial entre deux composants hydrauliques selon l'invention, conformément à un 25 premier mode de réalisation; - la figure 3 est une vue axiale d'un premier élément de raccord du dispositif de la figure 1; - la figure 4 est une vue axiale d'un deuxième élément de raccord du dispositif de la figure 1; et 4 - la figure 5 est une vue axiale d'un dispositif de raccord axial entre deux composants hydrauliques selon l'invention, conformément à un deuxième mode de réalisation. 5 DESCRIPTION DETAILLEE Telle qu'illustrée à la figure 1, une turbomachine 20 comprend un groupe de lubrification 21 qui est actionné par un boîtier d'accessoires (ou AGB pour Accessory Gear Box en langue anglaise) qui est en général monté dans le compartiment nacelle de l'ensemble propulsif. Pour réduire 10 le risque de fuite de l'huile (le fluide hydraulique), une bride 22 munie de quatre vis 23 est fixée sur le groupe de lubrification 21. La bride 22 est montée à une conduite rigide 24. Pour compenser la rigidité de la conduite 24, une conduite flexible 25 est raccordée à la conduite rigide 24, de manière à acheminer le fluide hydraulique vers la zone souhaitée. La 15 conduite flexible 25 permet d'amortir les déplacements et les vibrations de l'AGB. Ce type de dispositif a pour inconvénient qu'il peut être difficile d'accéder à certaines vis 23 pour effectuer le serrage des vis 23, et que le temps de maintenance est augmenté car il faut serrer quatre vis pour un seul raccord. 20 La figure 2 illustre un dispositif 1 de raccord axial, selon un axe XX', entre deux composants hydrauliques, selon l'invention. La moitié inférieure de la figure 2 est une vue de face du dispositif, tandis que la moitié supérieure de la figure 2 est une vue en coupe axiale du dispositif. La flèche illustre un exemple de sens d'écoulement d'un fluide hydraulique 25 traversant le dispositif 1. Tel qu'illustré en outre aux figures 3 et 4, le dispositif 1 comprend un premier élément de raccord 1A, qui est un élément de raccord amont au vu du sens d'écoulement du fluide hydraulique, et un deuxième élément de raccord 1B, qui est un élément de raccord aval. Les termes « amont » et 30 « aval » se rapportent à des positions axiales le long de l'axe XX' dans le sens d'écoulement du fluide hydraulique, tel qu'illustré par la flèche. 5 L'élément de raccord amont 1A est destiné à être solidarisé à un composant hydraulique amont, tandis que l'élément de raccord aval 1B est destiné à être solidarisé à un composant hydraulique aval. Le composant hydraulique amont ou aval peut être un conduit de raccordement ou un 5 équipement hydromécanique ou électrohydraulique. Conformément à l'invention, l'élément de raccord amont 1A comprend une articulation à rotule, avec une rotule 2 en contact sphérique dans sa partie extérieure avec un logement 3 formant une portion de sphère (par exemple un logement sensiblement hémisphérique), de 10 l'élément de raccord amont 1A. La rotule 2 comprend en outre une ouverture intérieure 4 dans laquelle est monté de manière mobile en translation un élément coulissant 5, par exemple un palier. Le palier coulissant 5 est avantageusement monté en translation axiale, c'est-à-dire le long de l'axe XX', au désaxement près induit par la rotation de la rotule 2. 15 Le palier coulissant 5 peut être un tube, par exemple un tube faisant partie d'un tube de raccordement ou une extrémité axiale tubulaire d'un équipement hydraulique. Le palier coulissant 5 est muni d'un élément de butée axiale 5A, par exemple un anneau de retenue ou un jonc, qui permet de limiter axialement le coulissement du palier 5. La rotule 2 comprend 20 ainsi avantageusement une surface extérieure 2A en forme de portion de sphère, en contact avec le logement 3 de forme correspondante de l'élément de raccord amont 1A, et une surface intérieure 2B cylindrique, en contact avec l'élément coulissant 5. Un boîtier extérieur 6 de l'élément de raccord amont 1A est disposé à l'extérieur de la rotule 2. Les termes 25 « extérieur » et « intérieur » sont définis radialement par rapport à l'axe XX' du dispositif de raccord axial 1. Un joint d'étanchéité 7 est disposé à l'intérieur de la rotule 2 pour assurer l'étanchéité entre la rotule 2 et le palier 5. De la même façon, un joint d'étanchéité 8 est disposé radialement entre la rotule 2 et le boîtier 30 extérieur 6 pour assurer l'étanchéité extérieure de la rotule 2. 6 Le logement sphérique 3, sur lequel est en contact la rotule 2, est formé en partie par une surface intérieure (incluant la surface intérieure du joint 8) du boîtier 6, et en partie par une surface intérieure d'une douille 9 destinée à bloquer axialement le joint 8. La douille 9 est axialement en 5 appui avec un épaulement du boîtier 6 d'un côté, et avec une douille de raccord 10 de l'autre côté. La douille de raccord 10 est destinée à raccorder l'élément de raccord amont 1A à l'élément de raccord aval 1B, par exemple par vissage à l'aide d'un taraudage 10A situé du côté de l'élément de raccord aval 1B. 10 La douille de raccordement 10 et la douille 9 sont alignées axialement et sont situées à l'intérieur du boîtier extérieur 6. La douille de raccordement 10 peut être fixée au boîtier extérieur 6 par vissage dans une zone de vissage 11, par exemple à l'aide d'un filetage de la douille de raccordement 10 associé à un taraudage du boîtier extérieur 6. 15 L'élément de raccord amont 1A peut comprendre un soufflet 12, disposé extérieurement entre le boîtier 6 et le palier coulissant 5, de manière à protéger l'élément de raccord amont 1A des contaminations. Alternativement, un joint racleur peut se substituer au soufflet 12. Tel qu'illustré à la figure 4, le dispositif 1 comprend un élément de 20 raccord aval 1B. Comme l'élément de raccord amont 1A, l'élément de raccord aval 1B comprend un boîtier extérieur 13. Le boîtier 13 comprend un épaulement intérieur destiné à accueillir l'extrémité axiale de la douille de raccord 10 située du côté de l'élément de raccord aval 1B. Le boîtier 13 entoure un embout intérieur 14, qui se présente sous la forme d'une bague 25 rotative, et qui est muni d'un filetage 14A permettant le vissage de l'élément de raccord aval 1B à l'élément de raccord amont 1A, à l'aide du taraudage 10A de la douille de raccord 10. A la place du filetage 14A, on peut envisager une bride ou un embout à sertir ou à souder, suivant le type d'interface du composant hydraulique à raccorder. En amont du 30 filetage 14A, un joint 15 permet d'assurer l'étanchéité entre l'embout 14 et la douille de raccord 10 de l'élément de raccord amont 1A. De la même 7 façon, un joint torique 16 assure l'étanchéité entre le boîtier 13 et la douille de raccord 10. Le boîtier 13 peut être solidarisé à l'embout intérieur 14 par tout moyen, par exemple par vissage ou à l'aide d'un serre-clips 17 (jonc), tel 5 qu'illustré sur la figure 4. Une goupille 18 sécurise avantageusement le raccordement de l'élément de raccord amont 1A par filetage avec l'élément de raccord aval 1B. En aval de l'embout 14, un filetage 14B permet de solidariser par vissage l'élément de raccord aval 1B à un composant hydraulique. 10 Le passage du fluide hydraulique dans le dispositif 1 est délimité, dans l'élément de raccord amont 1A, par la surface intérieure du palier coulissant 5, puis, dans l'élément de raccord aval 1B, par la surface intérieure de l'embout intérieur 14. Ces deux surfaces intérieures sont avantageusement alignées en position à l'équilibre de la rotule 2, lorsque le 15 palier coulissant est parallèle à l'axe XX'. Ainsi, le dispositif selon l'invention peut être associé à une grande variété d'installations correspondant aux interfaces des composants à raccorder. L'élément de raccord amont 1A et l'élément de raccord aval 1B peuvent être installés l'un à la place de l'autre suivant le type de composant 20 à raccorder, les contraintes d'accessibilité et le sens d'écoulement. Dans une variante de réalisation illustrée à la figure 5, le dispositif 1 présente une double étanchéité. Ainsi, deux joints d'étanchéité 7 sont disposés à l'intérieur de la rotule 2 pour assurer l'étanchéité entre la rotule 2 et le palier 5, et deux joints d'étanchéité 8 sont disposés 25 radialement entre la rotule 2 et le boîtier extérieur 6 pour assurer l'étanchéité extérieure de la rotule 2. De la même façon, en amont du filetage 14A, deux joints 15 permettent d'assurer l'étanchéité entre l'embout 14 et la douille de raccord 10 de l'élément de raccord amont 1A. En outre, deux drains 19 situés dans le boîtier extérieur 6 de l'élément de 30 raccord amont 1A permettent de vérifier l'étanchéité du raccordement et/ou de collecter les écoulements entre les joints sans risque de fuite externe. 8 Les drains 19 permettent de contrôler visuellement s'il REVENDICATIONS1. Dispositif de raccord axial (1) entre deux composants hydrauliques, le dispositif (1) comprenant un premier élément de raccord (1A) et un deuxième élément de raccord (1B), chaque élément de raccord (1A, 1B) étant destiné à être solidarisé à un composant hydraulique, le dispositif (1) étant caractérisé en ce que le premier élément de raccord (1A) comprend une articulation à rotule, avec une rotule (2) logée dans un logement (3) du premier élément de raccord (1A), ladite rotule (2) comprenant une ouverture (4) dans laquelle est monté de manière mobile en translation axiale un élément coulissant (5) solidaire du composant hydraulique destiné à être solidarisé au premier élément de raccord (1A), de sorte que l'élément coulissant (5) est apte à se déplacer par rapport au deuxième élément de raccord (1B) à la fois en rotation, via l'articulation à rotule, et en translation, via l'ouverture (4) de la rotule (2). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rotule (2) comprend une surface intérieure (2B) en contact avec l'élément coulissant (5). 3. Dispositif (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rotule (2) comprend une surface extérieure (2A) formant une portion de sphère et qui est en contact avec une surface intérieure de forme correspondante d'un boîtier extérieur (6) du premier élément de raccord (1A). 4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un joint intérieur d'étanchéité (7) est disposé entre la rotule (2) et l'élément coulissant (5), et en ce qu'un joint extérieur d'étanchéité (8) est disposé entre la rotule (2) et le boîtier extérieur (6). 5. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface extérieure (2A) de la rotule (2) est en contact avec une surface intérieure d'un élément de blocage axial (9) du joint extérieur 10 d'étanchéité (8), ledit élément de blocage axial (9) étant logé à l'intérieur du boîtier extérieur (6). 6. Dispositif (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de blocage axial (9) est axialement en contact avec une douille 5 de raccord (10) destinée à raccorder le premier élément de raccord (1A) au deuxième élément de raccord (1B). 7. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément coulissant (5) est muni d'un élément de butée axiale (5A). 8. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce 10 que le deuxième élément de raccord (1B) comprend un embout intérieur (14) destiné à raccorder le deuxième élément de raccord (1B) au premier élément de raccord (1A). 9. Dispositif (1) selon les revendication 8 et 6, caractérisé en ce que l'embout intérieur (14) est apte à coopérer avec la douille de raccord (10) 15 du premier élément de raccord (1A) pour réaliser le raccordement. 10. Turbomachine (20), caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de raccord axial (1) selon l'une des revendications 1 à 9.