Brevet FR3156179A1 — publié le 20250606

L'invention concerne un dispositif de connexion rapide comprenant un embout mâle (A) et un embout femelle (B) destinés à être raccordés aux extrémités de deux conduites, l’ embout mâle (A) et l’embout femelle (B) étant destinés à être emmanchés l’un dans l’autre, ledit dispositif comprenant, d’une part, une épingle (2) de verrouillage à effet ressort montée autour desdits embouts et, d’autre part, un joint torique (E) d’étanchéité logé dans une dépouille périphérique (B2) de la paroi interne de l’embout femelle (B), caractérisé en ce qu’il comprend, en outre, une couronne (1) rapportée dans le plan diamétral de la dépouille de l’embout femelle pour assurer le calage et la compression du joint, ladite couronne (1) étant déplaçable sous la poussée de l’embout mâle (A) lors de son emmanchement pour libérer le joint (E) et venir en butée de fin de course contre un épaulement radial (B3) ménagé dans la paroi interne de l’embout femelle. Figure 3 DISPOSITIF DE CONNEXION RAPIDE ENTRE DEUX CONDUITES DE FLUIDE L'invention concerne, de façon générale, le domaine du raccordement de conduites et s’intéresse, plus particulièrement, à un dispositif apte et destiné à assurer une connexion simple et rapide entre deux conduites d’un circuit caloporteur de véhicule automobile. Les circuits de fluides équipant les véhicules automobiles utilisent de nombreuses connexions entre différents conduits ou conduites de fluide. Certaines connexions, sont réalisées via des éléments de liaison dits « raccords rapides ». Ces éléments de liaison comprennent généralement un embout mâle et un embout femelle portant, notamment, un joint et une agrafe ou une épingle métallique de verrouillage destinée à coopérer, par déformation, avec une collerette et une gorge. Ces raccords nécessitent, en outre, des moyens d’indexage angulaire entre les deux conduits a raccorder afin de permettre, d’une part, le passage et le logement de ces conduits dans le compartiment moteur et, d’autre part, l’optimisation de la résistance mécanique de la liaison entre ces conduits et l'équipement destiné à y être raccordé. Toutefois, lors des opérations de raccordement des conduits, l’assemblage de ces moyens de connexion exige des efforts importants de la part de l’opérateur du fait qu’il doit, conjointement, compresser le joint en compression et écarter en force les branches de l’agrafe métallique. Or, d’un point de vue de l’ergonomie d’une chaîne d’assemblage en usine, il se trouve que, l’effort manuel maximal exercé par un opérateur est lié à la fréquence des opérations d’assemblage exécutées. En d’autres termes, plus cette fréquence est élevée, plus l’effort appliqué doit être faible. Il s’avère donc crucial de proposer des moyens de connexion rapide nécessitant un faible effort d’assemblage pour ménager les opérateurs et éviter, à la fois, l’installation de plusieurs postes, le recours à un plus grand nombre d’opérateurs et un rallongement de la durée des procédures de montage. Il existe déjà des moyens de connexion tels que le raccord rapide décrit dans la demande de brevet FR3119220A1 destiné au raccordement des conduites du circuit de refroidissement d'un véhicule automobile. Ce raccord comprend un embout mâle et un embout femelle comprenant, respectivement, une bague et un collier. La bague porte une première et une seconde nervures tandis que le collier est pourvu d’une première encoche recevant la première nervure et d’une seconde encoche angulairement décalée de la première encoche et recevant, par déformation, la seconde nervure de façon à former des moyens de détrompage ou d’indexage destinés à éviter des erreurs de connexion. Par ailleurs, le brevet EP2602531B1 décrit des moyens de verrouillage destinés à équiper un dispositif de connexion rapide de conduites de transfert de fluide intégrées, par exemple, à un circuit d'admission d'air de véhicule automobile. Ce dispositif de connexion comprend, d’une part, un embout mâle pourvu d’une collerette et d’un joint d'étanchéité annulaire et, d’autre part, un embout femelle portant une épingle coopérant en force avec la collerette pour assurer le verrouillage de la connexion entre l’embout mâle et l’embout femelle. Cependant, les moyens de connexion rapide décrits dans ces des documents n’apportent pas de solution au problème technique posé par le niveau excessif des efforts cumulés que l’opérateur doit exercer manuellement pour réaliser l’assemblage et le verrouillage de la connexion entre les embouts mâle et femelle. En particulier, ces moyens de connexion connus ne permettent pas de supprimer, ni même de réduire, les efforts nécessaires pour assurer l’écartement de l’épingle de verrouillage lorsque le joint d’étanchéité est déjà comprimé par emmanchement de l‘embout mâle dans l’embout femelle. Dans ce contexte, l'invention consiste, principalement, à résoudre la problématique soulevée par les moyens de connexion antérieurs en proposant un dispositif de connexion rapide permettant de retenir le joint d’étanchéité dans son logement avant emmanchement de l’embout mâle et de libérer ensuite ce joint lors de l’emmanchement tout en guidant l’embout mâle. Ce but est atteint, selon l’invention, au moyen d’un dispositif de connexion rapide comprenant un embout mâle et un embout femelle destinés à être raccordés aux extrémités de deux conduites, l’embout mâle et l’embout femelle étant destinés à être emmanchés l’un dans l’autre, ledit dispositif comprenant, d’une part, une épingle de verrouillage à effet ressort montée autour desdits embouts et, d’autre part, un joint torique d’étanchéité logé dans une dépouille périphérique de la paroi interne de l’embout femelle, caractérisé en ce qu’il comprend, en outre, une couronne rapportée dans le plan diamétral de la dépouille de l’embout femelle pour assurer le calage et la compression du joint, ladite couronne étant déplaçable sous la poussée de l’embout mâle lors de son emmanchement pour libérer le joint et venir en butée de fin de course contre un épaulement radial ménagé dans la paroi interne de l’embout femelle. Selon une caractéristique avantageuse du dispositif de l’invention, la couronne comprend une bavette périphérique s’étendant axialement vers l’arrière au contact de la paroi interne de l’embout femelle et étant, avant l’emmanchement de l’embout mâle, en contact d’appui radial contre le joint torique. En conséquence, la longueur de la bavette est inférieure ou égale à la distance séparant le bord avant de la dépouille de l’épaulement radial. Selon une variante de réalisation spécifique, la couronne est maintenue, avant emmanchement de l’embout mâle, dans le plan diamétral de la dépouille de l’embout femelle par l’appui, sur son bord avant, d’un élément élastiquement déformable sous contraintes. De préférence cet élément élastiquement déformable est un ressort à spires. Alternativement, cet élément élastiquement déformable peut être constitué d’un soufflet. Le cas échéant, la couronne porte des nervures longitudinales de guidage coopérant avec des rainures ménagées sur la paroi interne de l’embout femelle. Il est également possible de prévoir que la couronne soit munie d’organes d’encliquetage assurant son coincement en fin de course, après emmanchement. Dans tous les cas, le tarage de la force exercée par l’élément élastiquement déformable contre la couronne est déterminé de façon à être compatible avec un effort manuel exercé lors de l’emmanchement de l’embout mâle. Selon une autre caractéristique du dispositif de l’invention, l’embout mâle est pourvu, sur sa paroi externe, d’une gorge périphérique dans laquelle vient se loger l’épingle de verrouillage après libération lors de l’emmanchement. Selon encore une autre caractéristique du dispositif de l’invention, l’embout femelle comporte, à l’arrière de la dépouille, une paroi chanfreinée destinée à recevoir l’appui d’un flanc avant biseauté porté par la paroi externe de l’embout mâle. Dans ce cas, l’embout mâle présente, à l’avant du flanc biseauté, un tronçon cylindrique venant, lors de son emmanchement, pousser la couronne et fermer radialement la dépouille du logement du joint. Un autre objet de l’invention est un véhicule automobile équipé de conduites de fluide raccordées au moyen d’un dispositif de connexion rapide tel que défini ci-dessus. Dans son aspect le plus général, l’invention propose un dispositif de connexion apportant une solution technique perfectionnée à la problématique soulevée par la recherche d’un assemblage aisé, étanche et verrouillable des embouts mâle et femelle d’un raccord rapide. Plus précisément, la couronne qui est rapportée dans l’embout femelle assure temporairement, avant l’emmanchement, la retenue et la compression du joint d’étanchéité. Cette couronne est ensuite apte et destinée à coulisser axialement et à s’escamoter lors de l’emmanchement de l’embout mâle dans l’embout femelle pour libérer le joint puis à se coincer axialement en fin de course en laissant alors l’embout mâle assurer à lui-seul l’obturation du logement du joint et sa compression. Grâce à l’invention, le ratio course/effort de la liaison rapide est ainsi modifié par réduction voire suppression du pic d’effort lié à la compression du joint. Par conséquent, il n’est plus nécessaire d’exercer un effort axial important pour comprimer radialement le joint d’étanchéité car ce dernier est déjà comprimé par la couronne préalablement montée dans l’embout femelle. Il en résulte que l’opérateur n’a plus qu’à exercer l’effort nécessaire pour écarter et ouvrir l’épingle de verrouillage avant qu’elle vienne s’engager dans la gorge prévue à cet effet, ce qui facilite les opérations d’assemblage. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées, pour lesquelles : FIG. 1 est une vue en demi-coupe de l’embout femelle d’un mode de réalisation préférentiel du dispositif de connexion rapide selon l’invention en position d’attente. FIG. 2 est une vue en demi-coupe du dispositif selon l’invention en position intermédiaire lors de l’emmanchement de l’embout mâle dans l’embout femelle. FIG. 3 est une vue en demi-coupe du dispositif selon l’invention en position finale après emmanchement de l’embout mâle dans l’embout femelle. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures. Naturellement, le mode de réalisation du dispositif de connexion rapide de l’invention illustré schématiquement par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, n’est donné qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu dans le cadre de l’invention que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres. L’invention concerne le domaine général de la connexion de conduites de fluide au moyen de raccords dits « rapides » et s’intéresse, plus particulièrement, à un dispositif destiné à la connexion rapide des conduites de fluide intégrées dans les circuits de liquide caloporteur équipant les véhicules automobiles. En général et de façon traditionnelle, les extrémités respectives de ces conduites sont pourvues d’un embout mâle A et d’un embout femelle B destinés à être emmanchés manuellement l’un dans l’autre par un opérateur. Les dispositifs permettant une connexion rapide de ces conduites comprennent des moyens d’étanchéité formés généralement d’un joint torique E logé dans une dépouille périphérique B2 de la paroi interne de l’embout femelle B ainsi que des moyens de verrouillage montés de façon intercalaire sur au moins l’un des embouts. Comme illustré par les FIG. 1 à 3 représentant un mode de réalisation auquel s’applique l’invention, ces moyens de verrouillage comprennent, d’une part, une collerette périphérique A3 portée ici par la paroi de l’embout mâle A dans laquelle est ménagée une gorge radiale A2 et, d’autre part, une épingle métallique 2, rapportée et à effet ressort, destinée à venir se loger, lors de l’emmanchement et après libération, dans la gorge A2. L’embout femelle B comporte, à l’arrière de la dépouille B2, une paroi chanfreinée B1 destinée à recevoir l’appui d’un flanc avant biseauté A1 porté par la paroi externe de l’embout mâle A. La gorge A2 de réception de l’épingle 2 de verrouillage est située, sur l’embout mâle A, à l’arrière du flanc biseauté A1, comme illustré par les figures 2 et 3. Les orientations « avant » et « arrière » sont définies ici en relation avec les côtés, respectivement, gauche et droit du dispositif représenté sur les figures 1 à 3 et correspondent à des positions relatives au sens d’emmanchement. L’invention vise à minimiser les efforts exercés par un opérateur pour assurer le montage du dispositif de connexion qui, actuellement, sont essentiellement liés au cumul de deux pics d’efforts nécessaires, d’une part, à la compression du joint d’étanchéité E et, d’autre part, à l’écartement forcé de l’épingle métallique 2. Dans cet objectif, l’invention consiste à supprimer, ou tout au moins à réduire de façon très significative, l’effort exercé par l’opérateur pour comprimer le joint E afin de concentrer ses efforts sur la seule déformation de l’épingle 2 de verrouillage. A cet effet, l’invention propose de monter une couronne 1, rapportée dans l’embout femelle B sensiblement au niveau du plan diamétral de la dépouille B2, pour assurer le calage et la compression temporaire du joint E dans l’attente de l’emmanchement de l’embout mâle A. Toujours selon l’invention, il est prévu que cette couronne 1 soit déplaçable sous la poussée de l’embout mâle A lors de son emmanchement pour libérer le joint E et venir, en fin de course, en butée contre un épaulement radial B3 ménagé dans la paroi interne de l’embout femelle B. Conjointement, l’embout mâle A présente, à l’avant de son flanc biseauté, un tronçon cylindrique A3 venant, lors de son emmanchement, pousser la couronne 1 et fermer radialement la dépouille B2 de logement du joint E en se substituant ainsi à l’action de compression du joint E assurée précédemment par la couronne 1. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, la couronne 1 comprend une bavette périphérique 11 s’étendant axialement au contact de la paroi interne de l’embout femelle B. Cette bavette 11 s’étend vers l’arrière et est, avant l’emmanchement de l’embout mâle A ( FIG. 1 ), en contact d’appui radial contre le joint torique E pour assurer son maintien dans la dépouille B2 et sa compression. Dans ces conditions, il est prévu que la longueur de la bavette 11 soit inférieure ou égale à la distance séparant, dans l’embout femelle B, le bord avant de la dépouille B2 de l’épaulement radial B3. Dans une variante spécifique de réalisation du dispositif de connexion de l’invention (non représentée), la couronne 1 est maintenue, avant emmanchement de l’embout mâle A, dans le plan diamétral de la dépouille B2 de l’embout femelle B par l’appui, sur son bord avant, d’un élément élastiquement déformable mis sous contraintes. De préférence, cet élément élastiquement déformable est un ressort à spires hélicoïdales ou, alternativement, un soufflet. Dans tous les cas, le tarage de la force exercée par l’élément élastiquement déformable contre la couronne 1 est déterminé de façon à être compatible avec un effort manuel normal exercé par un opérateur lors de l’emmanchement de l’embout mâle A. Le cas échéant, la couronne 1 porte des nervures longitudinales de guidage (non représentées) coopérant avec des rainures ménagées sur la paroi interne de l’embout femelle. Il est également possible de prévoir que la couronne 1 soit munie d’organes d’encliquetage, tels que des picots 12 coopérant avec des saignées B4 ménagées sur la paroi interne de l’embout femelle B de façon à assurer son positionnement et sa retenue en position d’attente ( FIG. 1 ) et en fin de course ( FIG. 3 ), après emmanchement de l’embout mâle A. Le dispositif de connexion de l’invention est ainsi pourvu de moyens assurant, conjointement, un verrouillage radial via l’épingle 2 et un verrouillage axial via les organes d’encliquetage de la couronne 1. Le procédé de connexion au moyen du dispositif de l’invention est effectué de la manière suivante. Avant assemblage de la liaison rapide, la couronne 1 est en position reculée dans l’embout femelle B et comprime le joint d’étanchéité E dans son logement B2 ( FIG. 1 ). Quand l’opérateur procède à l’emmanchement, le tronçon avant A3 de l’embout mâle A pénètre au centre de la bavette 11 et prend appui sur le fond de la couronne 1. La bavette 11 forme ainsi un palier de guidage pour l’embout mâle A sur le diamètre à l’entrée de la dépouille B2 et au niveau du joint d’étanchéité E. En poursuivant l’emmanchement ( FIG. 2 ), la couronne 1 se déplace progressivement vers l’intérieur de l’embout femelle B, le cas échéant, en s’opposant à la réaction de l’élément élastiquement déformable (dans la variante spécifique où il est présent) tandis que la bavette 11 coulisse au contact de la paroi interne. Lorsque la bavette 11 dépasse le bord avant de la dépouille B2, le joint E se relâche en s’échappant et vient au contact de la paroi du tronçon avant A3 de l’embout mâle A qui assure alors son maintien en lieu et place de la bavette. L’opérateur ne ressent ainsi que l’effort lié à l’écartement de l’épingle métallique 2. Puis, l’épingle qui était préalablement sous contraintes, rejoint alors automatiquement la gorge de l’élément mâle pour assurer le verrouillage de la connexion. En fin de course, la couronne est en butée contre l’épaulement et/ou contre l’élément élastique en compression. Le joint d’étanchéité E est à l’état libre avant montage de la couronne 1 dans l’embout femelle B puis se trouve comprimé radialement par la bavette 11 après montage. Lors de l’emmanchement de l’embout mâle A, cette compression radiale sera alors conservée et remplacée par un effort axial en s’affranchissant de l’effort radial précédent. Par conséquent, le dispositif de connexion de l’invention facilite la tâche de l’opérateur. Dispositif de connexion rapide comprenant un embout mâle (A) et un embout femelle (B) destinés à être raccordés aux extrémités de deux conduites, l’ embout mâle (A) et l’embout femelle (B) étant destinés à être emmanchés l’un dans l’autre, ledit dispositif comprenant, d’une part, une épingle (2) de verrouillage à effet ressort montée autour desdits embouts et, d’autre part, un joint torique (E) d’étanchéité logé dans une dépouille périphérique (B2) de la paroi interne de l’embout femelle (B), caractérisé en ce qu’il comprend, en outre, une couronne (1) rapportée dans le plan diamétral de la dépouille de l’embout femelle pour assurer le calage et la compression du joint, ladite couronne (1) étant déplaçable sous la poussée de l’embout mâle (A) lors de son emmanchement pour libérer le joint (E) et venir en butée de fin de course contre un épaulement radial (B3) ménagé dans la paroi interne de l’embout femelle. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couronne (1) comprend une bavette périphérique (11) s’étendant axialement vers l’arrière au contact de la paroi interne de l’embout femelle (B) et étant, avant l’emmanchement de l’embout mâle (A), en contact d’appui radial contre le joint torique (E). Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la longueur de la bavette (11) est inférieure ou égale à la distance séparant le bord avant de la dépouille (B2) de l’épaulement radial (B3). Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couronne (1) est maintenue, avant emmanchement de l’embout mâle (A), dans le plan diamétral de la dépouille (B2) de l’embout femelle par l’appui, sur son bord avant, d’un élément élastiquement déformable sous contraintes. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite couronne (1) porte des nervures longitudinales de guidage coopérant avec des rainures ménagées sur la paroi interne de l’embout femelle (B). Dispositif selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le tarage de la force exercée par ledit élément élastiquement déformable contre la couronne (1) est déterminé de façon à être compatible avec un effort manuel exercé lors de l’emmanchement de l’embout mâle (A). Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’embout mâle (A) est pourvu, sur sa paroi externe, d’une gorge périphérique (A2) dans laquelle vient se loger l’épingle de verrouillage (2) après libération lors de l’emmanchement. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’embout femelle (B) comporte, à l’arrière de ladite dépouille (B2), une paroi chanfreinée (B1) destinée à recevoir l’appui d’un flanc avant biseauté (A1) porté par la paroi externe de l’embout mâle (A). Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’embout mâle (A) présente, à l’avant du flanc biseauté (A1), un tronçon cylindrique (A3) venant, lors de son emmanchement, pousser la couronne (1) et fermer radialement la dépouille (B2) du logement du joint (E). Véhicule automobile équipé de conduites de fluide raccordées au moyen d’un dispositif de connexion rapide selon l’une des revendications précédentes.