Brevet FR3141226A1 — publié le 20240426

Ce connecteur mâle (20) pour un raccord fluidique (10) à couplage rapide comprend un corps tubulaire d’axe principal d’insertion (X) pourvu d’un tube (30B) de forme générale cylindrique prolongé d’un embout d’extrémité (30A) de forme sensiblement tronconique. En particulier, l’embout d’extrémité (30A) présente, entre une section transversale d’entrée (PE) d’extrémité libre de forme sensiblement circulaire et une section transversale de sortie (PS) de forme sensiblement circulaire de raccordement au tube (30B), un tronçon intermédiaire (38) dont les sections transversales (Pi) sont sensiblement de forme ovoïde. FIGURE ABREGE : FIGURE 3. Connecteur mâle pour un raccord fluidique d’un circuit de transfert de fluide. Domaine technique. La présente invention concerne le domaine technique du transport de fluide tel que l’air ou l’eau, notamment dans un circuit de transfert de fluide. Elle s’applique plus particulièrement mais non exclusivement au transfert de fluide dans un circuit carburant, un circuit d’air ou de vide, un circuit vapeur ou bien un circuit de refroidissement d’un moteur, d’une batterie pour un véhicule électrique ou hybride, d’électroniques de puissance ou autres, par exemple au moyen d’un échangeur thermique. L’invention concerne plus particulièrement un embout de connecteur mâle pour raccord fluidique de circuit de transfert de fluide. En général, un tel raccord fluidique comprend un connecteur femelle et un connecteur mâle présentant des formes complémentaires interne et externe leur permettant de coopérer par emmanchement. Ainsi, le connecteur femelle comprend un orifice récepteur configuré pour recevoir par complémentarité de forme un embout d’extrémité du connecteur mâle. Par ailleurs, un verrouillage de l’embout du connecteur mâle et du connecteur femelle peut être réalisé par des éléments de fixation rapide, tels que des clips, des pattes d’encliquetage et/ou des agrafes de fixation. Afin d’assurer l’étanchéité au fluide de ce raccord à couplage rapide, il est classique de prévoir une garniture d’étanchéité annulaire, par exemple un joint d’étanchéité torique. Ce joint assure ainsi l’étanchéité au fluide entre les connecteurs mâle et femelle du raccord fluidique. Dans ce cas, afin de réaliser l’étanchéité de cette interface, au moins un des embouts est muni généralement d’une rainure ou d’une gorge annulaire conformée pour recevoir le joint annulaire d’étanchéité. Afin de générer l’effet d’étanchéité, le joint est compressé, lors de l’emmanchement entre la paroi interne de l’orifice récepteur femelle et la paroi externe de l’embout d’insertion mâle. Or, lors de l’emmanchement, le joint annulaire, en formant un renflement annulaire, génère un surplus d’effort d’insertion. Cet effort d’insertion peut atteindre un niveau tel qu’un montage manuel s’avère parfois très fastidieux et peut ainsi occasionner une perte de temps relativement importante lors des opérations de montage de tels raccords fluidiques. L’invention a notamment pour but de proposer une solution qui permette de réduire l’effort d’insertion tout en garantissant un effet d’étanchéité sécuritaire. Technique antérieure. On connaît déjà de l’art antérieur le document US 2008/0217912 A1 qui décrit un raccord fluidique comprenant un connecteur femelle et un embout mâle destiné à être emmanché à l’intérieur d’un orifice récepteur du connecteur femelle. Le connecteur femelle présente sur une paroi interne de son orifice récepteur un épaulement périphérique délimitant un siège de réception d’une garniture d’étanchéité. Cette surface de réception a une forme générale ondulée selon la direction circonférentielle et est conformée ainsi pour recevoir une garniture d’étanchéité également ondulée. Avec cette configuration spécifique, les efforts d’insertion de l’embout mâle à l’intérieur du récepteur femelle sont réduits. Dans cet art antérieur connu, la présence de la garniture d’étanchéité peut toutefois encore générer un surplus d’effort de l’emmanchement des deux connecteurs mâle et femelle entre eux lors du passage des crêtes d’ondulation. L’invention a notamment pour but de proposer de réduire encore les efforts d’insertion sans générer de surcoût important. A cet effet, l’invention a pour objet un connecteur mâle pour un raccord fluidique à couplage rapide comprenant un corps tubulaire d’axe principal d’insertion (X) pourvu d’un tube de forme générale cylindrique prolongé d’un embout d’extrémité de forme sensiblement tronconique, caractérisé en ce que l’embout d’extrémité présente, entre une section transversale d’entrée d’extrémité libre de forme sensiblement circulaire et une section transversale de sortie de forme sensiblement circulaire de raccordement au tube, un tronçon intermédiaire dont les sections transversales sont sensiblement de forme ovoïde. Grâce à l’invention, les efforts d’emmanchement ou d’insertion sont réduits. La réduction des efforts d’insertion est obtenue par une modification de la géométrie de l’embout connecteur mâle de telle sorte que l’emmanchement de l’embout connecteur mâle à l’intérieur de l’embout récepteur femelle se produit graduellement lors de l’insertion axiale ce qui réduit les efforts d’insertion instantanés. En outre, comme la forme ovoïde particulière est formée sur le connecteur mâle et non sur le connecteur femelle, ceci permet de conserver une forme classique pour le connecteur femelle. En particulier, la gorge de la partie femelle est de forme annulaire et non ondulée et un joint torique d’étanchéité classique peut être inséré dans la gorge annulaire dans une position naturelle sans étirement ni déformation. Toutefois, bien que plus complexe à réaliser, on pourrait imaginer de transposer cette forme particulière à un connecteur femelle, après quelques aménagements de forme. Par exemple, la gorge pourrait être dans ce cas de section ovoïde. Un connecteur mâle selon l’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, la forme des sections transversales du tronçon intermédiaire comprend deux demi-ellipses allongées selon leur grand axe et opposées l’une de l’autre de façon à se rejoindre tangentiellement selon leur petit axe et dont les dimensions du grand axe et du petit axe augmentent progressivement le long du tronçon intermédiaire. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, les dimensions du grand axe des deux demi-ellipses sont différentes dans une même section transversale. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, la dimension du grand axe de chacune des demi-ellipses suit un profil d’évolution défini par une génératrice qui forme un angle prédéfini alpha avec l’axe de référence entre une valeur minimale correspondant au rayon de la forme circulaire de la section d’entrée jusqu’à une valeur maximale correspondant au rayon de la forme circulaire de la section de sortie. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, les profils d’évolution des deux demi-ellipses sont identiques et sont décalés axialement l’un de l’autre d’un décalage axial selon la direction de l’axe de référence. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, l’embout d’extrémité présente, entre la section transversale d’entrée et la section transversale de sortie, des régions d’entrée et de sortie de transition pour le raccordement du tronçon intermédiaire respectivement à la section d’entrée et à la section de sortie, la forme des sections transversales de ces régions d’entrée et de sortie comprend une demi-ellipse raccordée tangentiellement à un demi-cercle. L’invention a encore pour objet un raccord fluidique pour circuit de fluide, du type comprenant : un connecteur femelle comprenant un corps principal muni d’un orifice récepteur femelle d’axe principal d’insertion, un connecteur mâle comprenant un corps principal muni d’un embout d’insertion mâle présentant une forme complémentaire de l’orifice récepteur femelle pour coopérer par emmanchement selon l’axe d’insertion principal (X), un joint d’étanchéité torique destiné à assurer une étanchéité au fluide entre les connecteurs, et dans lequel, lors de l’emmanchement, un premier des connecteurs est configuré pour porter le joint d’étanchéité et un deuxième des connecteurs présente une surface d’engagement circonférentielle configurée pour venir en engagement serré contre le joint, caractérisé en ce que le deuxième des connecteurs est un connecteur mâle selon l’invention. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, les connecteurs présentent des formes complémentaires d’engagement mutuel délimitant à l’état emmanché une cavité annulaire interne de logement du joint d’étanchéité. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, le connecteur femelle comprend un épaulement périphérique délimitant intérieurement une surface radiale formant un siège annulaire d’étanchéité configurée pour recevoir le joint torique d’étanchéité. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, le connecteur femelle comprend des fentes selon une direction circonférentielle et comprend en outre un cavalier engagé dans les fentes pour retenir le connecteur mâle à l’intérieur du corps du connecteur femelle. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexes dans lesquels : Fig.1 représente une vue en perspective d’un connecteur mâle d’un raccord conforme à l’invention ; Fig.2 représente une vue de côté du connecteur de la ; Fig.3 représente une vue partielle à échelle agrandie d’un embout d’extrémité du connecteur de la ; Fig.4 représente une vue de face du connecteur de la ; Fig.5 représente une vue en perspective d’un connecteur femelle du raccord fluidique selon l’invention ; Fig.6 représente une vue schématique en coupe longitudinale d’une étape d’insertion du connecteur mâle à l’intérieur d’un joint d’étanchéité du raccord de l’invention ; Fig.7 représente un schéma 7A représentant une vue en coupe longitudinale de l’embout d’extrémité du connecteur mâle de la et un schéma 7B représentant quatre profils de sections transversales selon les plans de coupe P1, P2, P3 et P4 référencés sur le schéma 7A. On a représenté sur les figures un raccord fluidique selon l’invention. Ce raccord fluidique porte la référence générale 10. Ce raccord fluidique 10 comprend un connecteur femelle 12 (illustré en détail sur la ) et un embout de connecteur mâle 20 (illustré en détail sur la ) décrits ci-après en détail. En particulier, un tel raccord fluidique 10 peut appartenir à un circuit de transport d'un fluide, tel qu'un fluide de refroidissement d'un moteur ou d'une batterie d'un véhicule automobile. Par exemple, il est destiné à l'assemblage rapide d'un premier élément tubulaire fluidique tel qu'une tubulure à gorge ou collerette annulaire à un second élément de conduit fluidique tel qu'un tuyau flexible (non représenté sur les figures) destiné à être raccordé par exemple par emboîtement sur le raccord fluidique 10. Le tuyau flexible est par exemple réalisé dans un matériau élastomère, tel que du caoutchouc. Par exemple, en référence à la , le connecteur femelle 12 du raccord fluidique 10 est représenté de façon détaillée. En général, le connecteur femelle 12 peut inclure un corps principal 14 de forme générale tubulaire ayant un passage axial 16 s’étendant longitudinalement au travers du corps 14. Une première extrémité de raccordement 18 du passage 16 (ou orifice récepteur 18) peut être dimensionnée pour recevoir de façon coulissante une extrémité 32 tubulaire d’embout du connecteur mâle 20 (décrit ci-dessous). Le corps tubulaire 14 définit un axe principal d’insertion X le long duquel le connecteur mâle 20 peut être inséré. De préférence, d’un autre côté, le composant femelle 12 est pourvu d’une autre extrémité 22 pour une connexion à un second conduit de transport de fluide tel qu’un tuyau flexible (non représenté sur les figures). De préférence, le corps 14 peut inclure une gorge radiale (non visible sur les figures) formée à l’intérieur du corps 14 sur une paroi interne du passage 16 qui est distante intérieurement de l’extrémité de raccordement 18 du corps 14. La gorge peut avoir une variété de profils de section (par exemple, arrondi, carré, rectangulaire, trapézoïdale, polygonal, etc.) et peut généralement être formée de façon continue autour de la circonférence intérieure dudit passage 16. De préférence, par exemple, le connecteur femelle 12 comprend encore un épaulement interne périphérique délimitant une surface radiale formant un siège annulaire d’étanchéité, configuré pour former une des parois latérales de la gorge annulaire. Dans cet exemple tel qu’illustré sur la , le connecteur mâle 20 comprend encore un corps 30 pourvu de l’extrémité mâle d’insertion 32 ayant une forme complémentaire de l’extrémité de raccordement femelle 18 pour permettre un engagement par emmanchement le long de l’axe principal d’insertion X à l’intérieur du passage 16 du connecteur femelle 12. Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 4, le corps tubulaire 30 d’axe principal d’insertion X est pourvu d’un tube 30B de forme générale cylindrique prolongé d’un embout 30A d’extrémité de forme sensiblement tronconique de telle sorte que le connecteur mâle 20 présente un chanfrein. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, le corps 30 de l’embout mâle 20 peut comporter une rainure circonférentielle externe (non visible sur les figures) et le raccord fluidique 10 comprend en outre un clip 26 ( ) prévu pour être engagé en cavalier à l’intérieur de fentes 24 ménagées de façon circonférentielle dans le corps du connecteur femelle 12 afin de coopérer avec la rainure circonférentielle et ainsi de retenir le connecteur mâle 20 à l’intérieur du passage 16 du connecteur femelle 12. Selon l’invention, le raccord fluidique 10 comprend encore un joint d’étanchéité torique 50, par exemple représenté sur la . De préférence, le joint d’étanchéité torique 50 peut être partiellement disposé à l’intérieur de la gorge du connecteur femelle 12. Comme décrit en détail ci-après, le joint d’étanchéité 50 peut être dimensionné pour s’engager de façon étanche autour du connecteur mâle 20 lorsque ce dernier est reçu à l’intérieur du passage 16, comme illustré schématiquement sur la . Le joint d’étanchéité 50 peut être formé à partir de n’importe quel matériau adapté, par exemple du caoutchouc vulcanisé, du silicone, un matériau élastique synthétique et/ou élastique, etc. Dans le mode de réalisation préféré de l’invention, le joint d’étanchéité 50 est porté par le connecteur femelle 12. Dans ce cas, le joint 50 est, par exemple, annulaire ou torique et est inséré à l’intérieur du passage 16 dans la gorge annulaire du connecteur femelle 12 fournie dans ce but. Dans le mode de réalisation préféré de l’invention, l’embout d’extrémité 30A du connecteur mâle 20 présente une surface périphérique externe d’engagement circonférentielle configurée pour venir en engagement serré contre le joint 50, lorsque le connecteur mâle 20 est inséré à l’intérieur du passage axial 16 du connecteur femelle 12. Par exemple, les connecteurs mâle 20 et femelle 12 ont des formes complémentaires d’engagement mutuel délimitant dans l’état inséré une cavité annulaire fermée pour loger le joint 50, définie par la gorge annulaire fermée par la surface d’engagement circonférentielle du connecteur mâle 20. Afin de garantir une étanchéité de qualité, dans le mode de réalisation de l’invention, le joint d’étanchéité 50 doit être radialement compressé à l’intérieur de la gorge du connecteur femelle 12 par le connecteur mâle 20. Selon l’invention, plus spécifiquement, l’embout d’extrémité 30A du connecteur mâle 20 présente, entre une section transversale d’entrée d’extrémité libre PE de forme sensiblement circulaire et une section transversale de sortie PS de forme sensiblement circulaire de raccordement au tube 30B, un tronçon intermédiaire 38 dont les sections transversales Pi sont sensiblement de forme ovoïde ( ). On a représenté schématiquement sur la figure 7B, trois profils de sections transversales PE, P2 et PS de l’embout d’extrémité 30A. De préférence, les sections transversales d’entrée PE et de sortie PS ont des formes circulaires, respectivement de rayons R1 et R2. Dans l’exemple décrit, le rayon R1 a une plus petite dimension que le rayon R2. De préférence, la forme des sections transversales Pi, par exemple la forme de la section transversale P2 du tronçon intermédiaire 38, comprend deux demi-ellipses E1 et E2 allongées selon leur grand axe et opposées l’une de l’autre de façon à se rejoindre tangentiellement selon leur petit axe et dont les dimensions du grand axe D1, D2 et du petit axe d1, d2 augmentent progressivement le long du tronçon intermédiaire 38. En outre, de préférence, les dimensions du grand axe D1, D2 des deux demi-ellipses E1 et E2 sont différentes dans une même section transversale Pi. Par exemple, comme cela est visible sur la , la dimension du grand axe D1 ou D2 de chacune des demi-ellipses E1 et E2 suit un profil d’évolution, défini par une génératrice qui forme un angle « alpha » prédéfini avec l’axe de référence X, entre une valeur minimale correspondant au rayon R1 de la forme circulaire de la section d’entrée PE jusqu’à une valeur maximale correspondant au rayon R2 de la forme circulaire de la section de sortie PS. De préférence, les profils d’évolution des deux demi-ellipses E1 et E2 sont identiques et sont décalés axialement l’un de l’autre d’un décalage axial selon la direction de l’axe de référence (X). En outre, dans le mode de réalisation préféré de l’invention, l’embout d’extrémité 30A du connecteur mâle 20 présente, entre la section transversale d’entrée PE et la section de sortie PS, des régions d’entrée 40 et de sortie 42 de transition pour le raccordement du tronçon intermédiaire 38 respectivement à la section d’entrée PE et à la section de sortie PS. De préférence, la forme des sections transversales Pi de ces régions de transition comprend une demi-ellipse raccordée tangentiellement à un demi-cercle. Grâce à cette configuration, l’emmanchement du connecteur mâle 20 à l’intérieur du connecteur femelle 12 suit un profil graduel. En effet, la forme générale globalement ovoïde et progressive de l’embout d’extrémité 30A présente une asymétrie de révolution selon un plan transversal qui permet une modulation de l’effort d’emmanchement ou d’insertion du connecteur mâle 20 à l’intérieur du connecteur femelle 20. Par exemple, lors de l’emmanchement, un premier 12 des connecteurs est configuré pour porter le joint d’étanchéité 50 et un deuxième 20 des connecteurs présente une surface d’engagement circonférentielle configurée pour venir en engagement serré contre le joint 50. De préférence, le connecteur mâle 20 et/ou femelle 12 est réalisé dans une matière plastique, par exemple par moulage plastique. Toutefois, dans une variante de l’invention, le connecteur mâle 20 et/ou le connecteur femelle 12 est réalisé dans un matériau métallique. La pression d’appui exercée contre le joint 50 lors de l’emmanchement du connecteur mâle 20 à l’intérieur du connecteur femelle 12 permet ainsi de garantir une liaison d’étanchéité efficace entre les deux connecteurs 12, 20. On va maintenant décrire les principaux aspects de l’invention en référence au mode de réalisation préféré de l’invention précédemment décrit et illustré sur les figures 1 à 7. Initialement, le joint d’étanchéité 50 est monté sur un des connecteurs mâle 20 ou femelle 12. Dans le mode de réalisation préféré de l’invention, le joint d’étanchéité 50 est monté à l’intérieur de la gorge annulaire du connecteur femelle 12, délimitée axialement par un épaulement périphérique interne formé dans la surface interne du connecteur femelle 12. Ensuite, dans un second temps, l’extrémité d’insertion 32 du connecteur mâle 20 est insérée dans l’extrémité de raccordement du connecteur femelle 12. Pendant cette insertion, le connecteur mâle 20 déforme radialement le joint 50 afin de pouvoir surmonter le relief créé par le joint d’étanchéité 50. Comme l’embout connecteur mâle 50 est non strictement circulaire à son extrémité d’insertion 32 mais est au contraire pourvu d’une déformation asymétrique de révolution défini par l’invention, la pression exercée par le profil d’extrémité 32 du connecteur mâle 20 sur le joint d’étanchéité 50 est graduelle et modulée de façon circonférentielle ce qui facilite l’insertion instantanée du connecteur mâle 20 à l’intérieur du passage axial 16 du connecteur femelle 12. La pression d’appui graduelle exercée par la surface d’engagement du connecteur mâle 20 sur le joint 50 permet de réduire l’effort d’insertion ou d’introduction instantané de l’embout mâle 20 à l’intérieur de l’embout femelle 12, en comprimant d'abord plus fortement un côté, puis son côté opposé. Par conséquent, le profil de l’intensité de la force d’insertion apparaît très progressif en limitant des surplus d’effort à l’insertion. Bien entendu, l’invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits. D’autres modes de réalisation à la portée de l’homme du métier peuvent aussi être envisagés sans sortir du cadre de l’invention définie par les revendications ci-après. Connecteur mâle (20) pour un raccord fluidique (10) à couplage rapide comprenant un corps tubulaire d’axe principal d’insertion (X) pourvu d’un tube de forme générale cylindrique prolongé d’un embout d’extrémité (30A) de forme sensiblement tronconique, caractérisé en ce que l’embout d’extrémité (30A) présente, entre une section transversale d’entrée (PE) d’extrémité libre de forme sensiblement circulaire et une section transversale de sortie (PS) de forme sensiblement circulaire de raccordement au tube, un tronçon intermédiaire (38) dont les sections transversales (Pi, P1, P2) sont sensiblement de forme ovoïde. Connecteur mâle (20) selon la revendication précédente, dans lequel la forme des sections transversales (Pi, P1, P2) du tronçon intermédiaire (38) comprend deux demi-ellipses (E1, E2) allongées selon leur grand axe (D1, D2) et opposées l’une de l’autre de façon à se rejoindre tangentiellement selon leur petit axe (d1, d2) et dont les dimensions du grand axe (D1, D2) et du petit axe (d1, d2) augmentent progressivement le long du tronçon intermédiaire (38). Connecteur mâle (20) selon la revendication précédente, dans lequel les dimensions du grand axe (D1, D2) des deux demi-ellipses (E1, E2) sont différentes dans une même section transversale (Pi, P1, P2). Connecteur mâle (20) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la dimension du grand axe (D1, D2) de chacune des demi-ellipses (E1, E2) suit un profil d’évolution défini par une génératrice qui forme un angle prédéfini alpha avec l’axe de référence (X) entre une valeur minimale correspondant au rayon de la forme circulaire de la section d’entrée (PE) jusqu’à une valeur maximale correspondant au rayon de la forme circulaire de la section de sortie (PS). Connecteur mâle (20) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel les profils d’évolution des deux demi-ellipses (E1, E2) sont identiques et sont décalés axialement l’un de l’autre d’un décalage axial selon la direction de l’axe de référence (X). Connecteur mâle (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes 2 à 5, dans lequel l’embout d’extrémité (30A) présente, entre la section transversale d’entrée (PE) et la section transversale de sortie (PS), des régions d’entrée (40) et de sortie (42) de transition pour le raccordement du tronçon intermédiaire (38) respectivement à la section d’entrée (PE) et à la section de sortie (PS), la forme des sections transversales (Pi, P1, P2) de ces régions d’entrée (40) et de sortie (42) comprend une demi-ellipse raccordée tangentiellement à un demi-cercle. Raccord fluidique (10) pour circuit de fluide, du type comprenant : un connecteur femelle (12) comprenant un corps principal (14) muni d’un orifice récepteur femelle (18) d’axe principal d’insertion (X), un connecteur mâle (20) comprenant un corps principal (30) muni d’un embout d’insertion mâle (32) présentant une forme complémentaire de l’orifice récepteur femelle (18) pour coopérer par emmanchement selon l’axe d’insertion principal (X), un joint d’étanchéité torique (50) destiné à assurer une étanchéité au fluide entre les connecteurs (12, 20), et dans lequel, lors de l’emmanchement, un premier (12) des connecteurs (12, 20) est configuré pour porter le joint d’étanchéité (50) et un deuxième (20) des connecteurs (12, 20) présente une surface d’engagement circonférentielle configurée pour venir en engagement serré contre le joint (50), caractérisé en ce que le deuxième (20) des connecteurs (12, 20) est un connecteur mâle (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Raccord (10) selon la revendication précédente, dans lequel les connecteurs (12, 20) présentent des formes complémentaires d’engagement mutuel délimitant à l’état emmanché une cavité annulaire interne de logement du joint d’étanchéité (50). Raccord (10) selon l’une quelconque des revendications 7 et 8, dans lequel le connecteur femelle (12) comprend un épaulement périphérique délimitant intérieurement une surface radiale formant un siège annulaire d’étanchéité configurée pour recevoir le joint torique d’étanchéité (50). Raccord (10) selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel le connecteur femelle (12) comprend des fentes (24) selon une direction circonférentielle et comprend en outre un cavalier engagé dans les fentes (24) pour retenir le connecteur mâle (20) à l’intérieur du corps (14) du connecteur femelle (12).