Brevet FR3164134A1 — publié le 20260109

------ Ensemble cartouche et tête de cartouche et appareillage correspondant La présente invention concerne un ensemble cartouche et tête de cartouche (1), comprenant une cartouche (2) comprenant un col (6) dont la surface externe comprend une première partie (8) à diamètre constant se prolongeant par une deuxième partie (9) filetée, et une tête de cartouche (3) comprenant une coiffe (12) à partir de laquelle s’étend d’un seul tenant une jupe (13), la surface interne de la jupe (13) comprenant une première partie (22) s’étendant à partir de la coiffe (12), de diamètre constant, portant un taraudage configuré pour coopérer avec le filetage (9a) formé sur le col (6), et une deuxième partie (23) de plus grand diamètre que la première partie (22), l’une de la première partie (8) du col (6) et de la deuxième partie (23) de la jupe (13) portant une gorge (25) dans laquelle est disposé un joint (26), de telle sorte que lorsque la tête de cartouche (3) est fixée sur la cartouche (2), le joint (26) isole les filets de la tête de cartouche (3) et de la cartouche (2) de l’extérieur de la tête de cartouche (3). Figure à publier : Figure 1 Ensemble cartouche et tête de cartouche et appareillage correspondant La présente invention concerne le domaine des cartouches à gaz sous pression, et porte plus particulièrement sur un ensemble cartouche et tête de cartouche. Les cartouches à gaz sous pression se rencontrent dans diverses applications, et notamment dans le domaine de la prévention des incendies. Les coffrets de désenfumage ou les extincteurs peuvent ainsi, par exemple, être équipés de cartouches de dioxyde de carbone sous pression, les cartouches étant fixées dans les coffrets de désenfumage ou les extincteurs par l’intermédiaire d’une tête de cartouche. Dans de tels dispositifs, notamment dans les extincteurs destinés à pulvériser des produits liquides, eau additionnée à des produits extinguibles plus ou moins corrosifs, il est nécessaire de protéger la tête de la cartouche par des applications de protections chimiques mais surtout d’isoler ladite tête de tout contact direct ou indirect avec le support sur lequel elle est fixée, pouvant provoquer des réactions électrolytiques. Cette tête, au moment de sa fabrication, nécessite d’être régulièrement dévissée et revissée pour procéder aux opérations de remplissage ou de dosage de la cartouche. Cependant, une telle manipulation provoque l’usure prématurée de la cartouche, en particulier du revêtement de protection de l’encolure lors des opérations de vissage et dévissage de la cartouche par rapport à la tête, ce qui conduit à la mise à nu du métal à l’encolure et à des phénomènes de détérioration par oxydation du métal sur les zones où le métal est mis à nu. Par ailleurs, les dispositifs existants présentent d’autres inconvénients, tels qu’un défaut d’étanchéité responsable de l’oxydation des canaux de remplissage de la cartouche en contact avec des agents externes, par exemple de l’antigel, de l’acide phosphorique, de l’acide sulfurique, des sels d’ammonium, de l’éthylène glycol, du Forafac® ou autres, en doses variables, ou encore des réactions électrolytiques entre les métaux en présence conduisant à une dégradation prématurée de ceux-ci. Il existe donc un besoin pour un ensemble cartouche et tête de cartouche résistant aux sollicitations mécaniques et chimiques. La Demanderesse se propose donc de répondre à ces besoins par un ensemble cartouche et tête de cartouche, comprenant : - une cartouche comprenant une panse, un col et un épaulement raccordant la panse au col, la surface externe du col comprenant, à partir de l’épaulement, une première partie à diamètre constant se prolongeant par une deuxième partie filetée, - une tête de cartouche configurée pour se fixer sur la cartouche, la tête de cartouche comprenant une coiffe à partir de laquelle s’étend d’un seul tenant une jupe, la surface interne de la jupe comprenant une première partie s’étendant à partir de la coiffe, de diamètre constant, portant un taraudage configuré pour coopérer avec le filetage formé sur le col de la cartouche pour fixer la tête de cartouche sur la cartouche, et une deuxième partie de plus grand diamètre que la première partie, caractérisé par le fait que l’une de la première partie du col et de la deuxième partie de la jupe porte une gorge dans laquelle est disposé un joint de telle sorte que lorsque la tête de cartouche est fixée sur la cartouche, le joint isole les filets de la tête de cartouche et de la cartouche de l’extérieur de la tête de cartouche. Ainsi, le positionnement du joint en amont du filetage sur le col de la cartouche permet d’isoler de l’extérieur, et en particulier de l’oxygène et des agents externes, la zone de fixation de la cartouche et de la tête afin de protéger le col de la cartouche vis-à-vis de l’oxygène pour éviter toute réaction d’oxydation due à l’oxygène et autres agents externes. Le joint empêche également les agents externes de pénétrer dans les canaux de remplissage de la cartouche pour éviter leur oxydation. Selon un mode de réalisation, la gorge est formée dans la deuxième partie de la jupe, le joint étant disposé dans la gorge. L’usinage de la gorge dans la jupe permet un montage préalable du joint dans cette gorge avant vissage de la cartouche sur la tête, pour obtenir les avantages de l’invention. L’usinage de la gorge dans la tête est facilité par rapport à l’usinage de la gorge sur la cartouche, toutefois également envisagé dans le cadre de la présente invention. Selon un mode de réalisation, une saillie circulaire est formée dans le fond de la coiffe, une saillie circulaire étant également formée à l’embouchure du col, la saillie circulaire de la coiffe étant configurée pour s’emboîter avec la saillie circulaire du col, l’ensemble comprenant un opercule disposé entre le col et le fond de coiffe et configuré pour être déformé entre la saillie circulaire de la coiffe et la saillie circulaire du col lors du serrage de la tête de cartouche sur la cartouche. La déformation de l’opercule entre les deux saillies permet d’obtenir un meilleur placage de l’opercule contre le col, et donc une meilleure fermeture de l’embouchure du col de la cartouche. Selon un mode de réalisation, l’extrémité de la deuxième partie du col est non filetée, et un canal radial est formé dans la coiffe, le canal radial étant configuré pour déboucher sur l’extrémité non filetée de la deuxième partie du col lorsque la tête de cartouche est vissée sur la cartouche, un jeu étant en outre formé entre l’extrémité non filetée de la deuxième partie du col et l’intérieur de la jupe afin de pouvoir remplir, par l’intermédiaire du canal, l’intérieur de la cartouche lorsque la tête de cartouche n’est pas complètement vissée sur la cartouche. Il est ainsi possible de remplir la cartouche ou de contrôler son remplissage sans dévisser complètement la cartouche et la tête, ce qui facilite les opérations de remplissage et de contrôle et limite les dégradations de surface sur la cartouche dues aux opérations de vissage et de dévissage d’amplitude plus importante. Par complètement vissée, il est entendu que le fond de la coiffe de la tête est en contact avec l’embouchure du col de la cartouche, soit directement soit avec l’opercule pris en sandwich entre eux. Selon un mode de réalisation, la surface externe de la coiffe comporte un épaulement périphérique au niveau du canal, pour recevoir un joint d’étanchéité périphérique configuré pour obturer le canal. Selon un mode de réalisation, la surface externe de la jupe porte des facettes pour faciliter le vissage de la tête de cartouche sur la cartouche. Il est ainsi possible de faciliter les opérations de manipulation de la tête avec un outil de type clé. Selon un mode de réalisation, un revêtement est formé sur la cartouche, le revêtement s’étendant jusqu’à la deuxième partie filetée du col. Un tel revêtement protège la surface métallique de la cartouche d’éventuelles rayures dues à la manipulation de la cartouche (vissage et dévissage de la tête), lesquelles rayures peuvent, avec le temps et la présence d’oxygène ou agents externes, conduire à l’apparition de rouille ou autres surfaces oxydées fragilisant la structure de la cartouche. Du fait du positionnement du joint, qui s’étend lorsque la cartouche est vissée dans la tête, sur le revêtement, les éventuelles rayures dues à la manipulation de la cartouche et susceptibles d’être oxydées se trouvent dans la jupe de la tête, entre le fond de la jupe et le joint, et donc à l’abri de l’oxygène et des agents externes, ce qui évite toute réaction d’oxydation. Selon un mode de réalisation, la surface externe de la coiffe est filetée pour permettre la fixation de l’ensemble cartouche et tête de cartouche vissées sur un appareillage externe. Un tel appareillage externe peut notamment être un équipement de prévention incendie, par exemple un coffret de désenfumage ou une tête d’extincteur. La présente invention a donc également pour objet un appareillage comprenant un taraudage ou filetage configuré pour le vissage de la surface externe de la coiffe d’une tête de cartouche d’un ensemble cartouche et tête de cartouche telle que décrite ci-dessus. Pour mieux illustrer l’objet de la présente invention, plusieurs modes de réalisation vont maintenant être décrits, à titre indicatif et non limitatif, avec référence aux dessins annexés. Sur ces dessins : FIG. 1 est une vue éclatée d’un ensemble cartouche et tête de cartouche selon la présente invention. FIG. 2 est une vue agrandie de l’ensemble cartouche et tête de cartouche de la FIG. 1 , dans une position non complètement vissée. FIG. 3 est une vue agrandie du détail D de la FIG. 2 . FIG. 4 est une vue analogue à la FIG. 3 dans la position complètement vissée. FIG. 5 est une vue analogue à la FIG. 3 d’un ensemble cartouche et tête de cartouche selon un autre mode de réalisation, dans une position non complètement vissée. FIG. 6 est une vue analogue à la FIG. 5 dans la position complètement vissée. Si l’on se réfère à la FIG. 1 , on peut voir que l’on a représenté en vue éclatée un ensemble cartouche et tête de cartouche 1 selon l’invention, comprenant une cartouche 2, une tête de cartouche 3, et l’extrémité d’un accessoire 4 sur lequel est destiné à se fixer l’ensemble cartouche et tête de cartouche 1. La cartouche 2 comprend une panse 5, un col 6 et un épaulement 7 raccordant la panse 5 au col 6, la surface externe du col 6 comprenant, à partir de l’épaulement 7, une portion inférieure 8 à diamètre constant se prolongeant par une portion supérieure utile 9, comprenant une sous-portion filetée 9a et éventuellement, comme représenté sur la FIG. 1 , une deuxième sous-portion lisse 9b jusqu’à l’embouchure 10 du col 6. L’embouchure 10 du col 6 est ouverte pour permettre le remplissage de la cartouche 2. L’embouchure 10 sera décrite plus en détail ci-après. Un revêtement protecteur 11 est appliqué au moins à partir de l’épaulement 7, jusque sur le filetage 9a, pour éviter toute dégradation de la surface de la cartouche 2 par manipulation de la tête 3. Il convient de noter que le revêtement 11 pourra s’étendre plus largement sur le col 6 de la cartouche 2, pour autant qu’il recouvre la zone de la portion filetée 9a à proximité de la portion inférieure 8 et assure la protection de la portion filetée 9a vis-à-vis de l’oxydation par l’environnement de la cartouche 2. La tête de cartouche 3, également représentée en FIG. 2 , comprend une coiffe cylindrique 12 à partir de laquelle s’étend d’un seul tenant une jupe 13, également cylindrique et de plus grand diamètre externe que la coiffe 12. La partie externe de la coiffe 12 porte un filetage 14, la partie supérieure de la coiffe 12 comportant une ouverture 15 s’ouvrant vers l’intérieur de la tête 3. Des facettes 16 sont formées sur la surface externe de la jupe 13 pour faciliter le serrage de la tête 3 sur la cartouche 2. Dans le mode de réalisation non limitatif représenté, la jupe 13 porte une partie supérieure à six facettes et une partie inférieure à douze facettes. Un épaulement 17 est formé entre la coiffe 12 et la jupe 13 sur la surface externe de la tête 3, pour la disposition d’un joint torique étanche 18, comme cela sera décrit en détail ci-après. L’intérieur de la jupe 13 comporte un alésage cylindrique 19 en communication avec un alésage cylindrique 20 de plus petit diamètre formé dans la coiffe 12 et débouchant dans l’ouverture 15. L’alésage 19 comporte, depuis l’alésage 20 vers l’embouchure de la jupe 13 une portion lisse supérieure 21 se prolongeant par une portion taraudée 22 puis par une autre portion lisse inférieure 23, de plus grand diamètre que la portion taraudée 22, la portion taraudée 22 et la portion lisse inférieure 23 étant séparées par un épaulement 24. Une gorge 25 est formée dans la portion lisse inférieure 23, pour recevoir un joint torique 26. Lorsque la tête 3 est vissée sur la cartouche 2, la portion taraudée 22 de la jupe 13 est configurée pour se visser sur la portion filetée 9a du col 6 de la cartouche 2. On peut voir sur la FIG. 2 que lorsque la tête 3 est vissée sur la cartouche 2, la sous-portion lisse 9b du col 6 est au contact de la portion lisse supérieure 21 de la jupe 13, tandis que l’épaulement 24 se trouve au niveau de la partie inférieure de la portion filetée 9a du col 6, l’intérieur de la jupe 13 au niveau de la portion lisse inférieure 23 s’élargissant pour permettre au joint torique 26 de s’appliquer sur la portion inférieure 8 du col 6 et éviter ainsi tout risque de dégradation du col 6 de la cartouche 2 lors du vissage de la tête 3 sur la cartouche 2. Un canal radial 27 est formé dans la tête 3, s’étendant depuis l’épaulement 17 vers la portion lisse supérieure 21 de la jupe 13. Le canal 27 permet d’échanger du fluide entre l’extérieur et l’intérieur de la cartouche 2, un jeu de remplissage 28 étant formé entre le diamètre de la sous-portion lisse 9b du col 6 et le diamètre de la portion lisse supérieure 21 de la jupe 13. Le fluide peut notamment être introduit par l’orifice O de l’accessoire 4, lorsque l’ensemble cartouche et tête de cartouche 1 est fixé à l’accessoire 4. Le joint torique 18 permet d’isoler de manière étanche le canal 27 de l’extérieur lorsque le joint torique 18 est disposé sur l’épaulement 17. Sur les Figures 1 et 2, on peut également voir qu’un opercule 29 est disposé entre l’embouchure 10 du col 6 et l’intérieur de la jupe 3, pour fermer de manière étanche la cartouche 2. L’opercule 29 est mécaniquement déformable, et peut notamment être en matière plastique, en caoutchouc ou en aluminium. De façon bien connue dans le domaine des cartouches à gaz sous pression, l’opercule 29 est dimensionné de façon à pouvoir obturer l’extrémité ouverte 10 de la cartouche 2 et est configuré pour pouvoir être percé de façon à permettre la libération du gaz sous pression contenu dans la cartouche 2, notamment par un outil porté par l’accessoire 4. Selon le mode de réalisation des Figures 2 à 4, l’embouchure du col 10 présente une forme conique évasée vers l’extérieur, tandis que l’alésage 20 se termine par une saillie conique 30 qui est configurée pour s’emboîter dans l’embouchure 10 du col 6, en déformant l’opercule 29 disposé entre les deux, pour assurer une meilleure étanchéité de la cartouche 2. On peut voir sur la FIG. 3 que l’extrémité interne ou bord d’attaque 31 de la saillie conique 30 est émoussée pour éviter tout risque de percer l’opercule 29 lors des différentes opérations de vissage et de dévissage de la cartouche 2 et de la tête de cartouche 3. Dans la position dévissée de l’ensemble cartouche et tête de cartouche 1 représentée sur les Figures 2 et 3, la distance entre la saillie conique 30 et l’embouchure 10 du col 6 de la cartouche 2 est supérieure à l’épaisseur de l’opercule 29. Ainsi, un gaz injecté par le canal 27, le joint torique 18 d’étanchéité ayant été préalablement ôté, peut passer dans l’intervalle de remplissage 28 pour s’infiltrer entre l’opercule 29 et l’embouchure 10 du col 6 et remplir la cartouche 2. Dans la position vissée représentée en FIG. 4 , l’opercule 29 est pincé entre la saillie conique 30 et l’embouchure 10 du col 6 de la cartouche 2. Sur les Figures 5 et 6, un autre mode de réalisation a été représenté. Dans ce mode de réalisation, les éléments identiques au mode de réalisation précédent gardent le même chiffre de référence. Dans ce mode de réalisation, l’extrémité de l’embouchure 10 du col 6 de la cartouche 2 comporte une nervure circulaire 32, tandis qu’une gorge 33 est formée autour de l’extrémité de l’alésage 20 de la coiffe 12 en communication avec la jupe 13, pour former une nervure circulaire 34 de plus petit diamètre que la nervure 32, la nervure 34 ayant, pour les mêmes raisons que celles exposées ci-avant pour l’autre mode de réalisation, un bord d’attaque 35 émoussé pour éviter de percer l’opercule 29, la nervure 34 étant configurée pour s’emboîter dans la nervure 32. Comme pour le précédent mode de réalisation, la position dévissée en FIG. 5 permet le passage de fluide dans la cartouche 2 depuis l’extérieur, tandis que dans la position vissée en FIG. 6 , l’opercule 29 est déformé, permettant une meilleure étanchéité. La tête de cartouche est de préférence métallique, formée par usinage, mais pourrait également sans s’écarter du cadre de la présente invention être en d’autres matériaux, par exemple en matériaux composites, et formée selon d’autres procédés, par exemple par impression 3D. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui viennent d’être décrits ont été donnés à titre indicatif et non limitatif, et que des modifications peuvent y être apportés sans que l’on s’écarte pour autant du cadre de la présente invention. – Ensemble cartouche et tête de cartouche (1), comprenant : - une cartouche (2) comprenant une panse (5), un col (6) et un épaulement (7) raccordant la panse (5) au col (6), la surface externe du col (6) comprenant, à partir de l’épaulement (7), une première partie (8) à diamètre constant se prolongeant par une deuxième partie (9) filetée, - une tête de cartouche (3) configurée pour se fixer sur la cartouche (2), la tête de cartouche (3) comprenant une coiffe (12) à partir de laquelle s’étend d’un seul tenant une jupe (13), la surface interne de la jupe (13) comprenant une première partie (22) s’étendant à partir de la coiffe (12), de diamètre constant, portant un taraudage configuré pour coopérer avec le filetage (9a) formé sur le col (6) de la cartouche (2) pour fixer la tête de cartouche (3) sur la cartouche (2), et une deuxième partie (23) de plus grand diamètre que la première partie (22), caractérisé par le fait que l’une de la première partie (8) du col (6) et de la deuxième partie (23) de la jupe (13) porte une gorge (25) dans laquelle est disposé un joint (26) de telle sorte que lorsque la tête de cartouche (3) est fixée sur la cartouche (2), le joint (26) isole les filets de la tête de cartouche (3) et de la cartouche (2) de l’extérieur de la tête de cartouche (3). - Ensemble cartouche et tête de cartouche (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la gorge (25) est formée dans la deuxième partie (23) de la jupe (13), le joint (26) étant disposé dans la gorge (25). - Ensemble cartouche et tête de cartouche (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait qu’une saillie circulaire (30) est formée dans le fond de la coiffe (12), une saillie circulaire étant également formée à l’embouchure (10) du col (6), la saillie circulaire (30) de la coiffe (12) étant configurée pour s’emboîter avec la saillie circulaire du col (6), l’ensemble (1) comprenant un opercule (29) disposé entre le col (6) et le fond de coiffe (12) et configuré pour être déformé entre la saillie circulaire (30) de la coiffe (12) et la saillie circulaire du col (6) lors du serrage de la tête de cartouche (3) sur la cartouche (2). - Ensemble cartouche et tête de cartouche (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l’extrémité (9b) de la deuxième partie (9) du col (6) est non filetée, et par le fait qu’un canal radial (27) est formé dans la coiffe (12), le canal radial (27) étant configuré pour déboucher sur l’extrémité non filetée (9b) de la deuxième partie (9) du col (6) lorsque la tête de cartouche (3) est vissée sur la cartouche (2), un jeu (28) étant en outre formé entre l’extrémité non filetée (9b) de la deuxième partie (9) du col (6) et l’intérieur de la jupe (13) afin de pouvoir remplir, par l’intermédiaire du canal (27), l’intérieur de la cartouche (2) lorsque la tête de cartouche (3) n’est pas complètement vissée sur la cartouche (2). - Ensemble cartouche et tête de cartouche (1) selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la surface externe de la coiffe (12) comporte un épaulement périphérique (17) au niveau du canal (27), pour recevoir un joint d’étanchéité (18) périphérique configuré pour obturer le canal (27). - Ensemble cartouche et tête de cartouche (1) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la surface externe de la jupe (13) porte des facettes (16) pour faciliter le vissage de la tête de cartouche (3) sur la cartouche (2). - Ensemble cartouche et tête de cartouche (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu’un revêtement (11) est formé sur la cartouche (2), le revêtement (2) s’étendant jusqu’à la deuxième partie filetée (9) du col (6). - Ensemble cartouche et tête de cartouche (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la surface externe de la coiffe (12) est filetée pour permettre la fixation de l’ensemble cartouche et tête de cartouche (1) vissées sur un appareillage externe (4). – Appareillage (4), caractérisé par le fait qu’il comprend un ensemble cartouche et tête de cartouche (1) selon la revendication 8.