FR2891042A1 - Raccord fluidique - Google Patents

Abstract

Raccord comprenant un corps (1) délimitant un logement (2) de réception d'un élément mâle (100) et comportant au moins un joint (3) d'étanchéité déformable pour s'étendre dans un espace annulaire défini entre le logement et l'élément mâle, dans lequel le joint au repos a une section (5) allongée et des diamètres interne et externe tels que le joint est serré dans le logement et sur l'élément mâle, de telle manière qu'en position dans l'espace annulaire, la section ait un grand axe (6) incliné par rapport à un axe central (7) du joint.

Description

La présente invention concerne un raccord destiné à être implanté dans un

circuit de transport de fluide pour assurer la continuité du transport du fluide entre deux éléments qui lui sont reliés tels que des canalisa-

tions, des éléments émetteurs ou récepteurs de fluide comme une pompe, un réservoir, un distributeur, un actionneur... Le raccord est par exemple utilisable dans le circuit de transport de carburant d'un véhicule automobile entre une canalisation et un injecteur, la pompe et le réservoir de carburant...

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un raccord comprend un corps divisé axialement en une section de liaison à un premier élément du circuit et une section de liaison à un deuxième élément du circuit.

Dans le cas où l'un de ces éléments est un élément mâle, la section correspondante du corps délimite un logement de réception de l'élément mâle et comporte au moins un joint torique d'étanchéité, en matériau déformable, pour s'étendre dans un espace annulaire défini entre le logement et l'élément mâle.

L étanchéité entre l'élément mâle et le corps du raccord résulte directement d'une compression radiale du joint de l'ordre de 15 % du diamètre du joint. Cette compression relativement élevée permet de compenser les va- riations dimensionnelles du corps et de l'élément mâle, ainsi que les défauts d'alignement, et permet de limiter les risques d'une fuite en raison des vibrations ou autres sollicitations mécaniques supportées par le raccord et l'élément mâle.

Ce travail en compression des joints toriques en- gendre toutefois à la longue une déformation irréversible de leur section par fluage, ce qui altère la qualité de l'étanchéité procurée.

Cette importante compression présente en outre l'inconvé:zient lors de la connexion d'un élément mâle à 2891042 2 un tel raccord d'obliger l'opérateur à fournir un effort important pour insérer l'élément mâle dans le joint. L'importance de cet effort et sa répétition risquent d'entraîner une fatigue voire des troubles musculo- tendineux ou musculosquelettiques chez l'opérateur.

Pour remédier à cet inconvénient, les joints sont graissés pour faciliter l'opération de connexion de l'élément mâle au raccord afin de réduire l'effort à fournir par l'opérateur.

I1 a également été envisagé de remplacer les joints toriques utilisés actuellement par des joints à lèvres permettant de limiter l'effort d'introduction de l'élément mâle dans le raccord tout en assurant une étanchéité correcte. Cependant, la lèvre de ces joints est relativement fragile et ces joints sont coûteux à réaliser. De plus, le joint doit être orienté lors du montage, une orientation incorrecte empêchant le joint d'assurer sa fonction d'étanchéité. En outre, une dépression dans le circuit risque d'entraîner un soulèvement de la lèvre et une aspiration de l'air extérieur.

Par ailleurs, le joint torique est fabriqué par compression ou injection de matière dans un moule en deux parties dont le plan de contact se trouve dans le plan transversal médian du joint, c'est-à-dire sur les circonférences interne et externe du joint. Le moule fermé pré-sente au niveau de son plan de contact une irrégularité de forme qui même minime, risque d'engendrer un défaut sur le joint (bavure, décalage, croquage). Ce défaut se trouve alors sur les circonférences interne et externe du joint aux endroits où le joint est en contact avec l'élément mâle et le raccord. Il en résulte un risque de fuite. De plus, pour obtenir l'étanchéité souhaitée, le joint torique doit être fabriqué avec de faibles tolérances pour que la compression du joint à la connexion soit suffisante pour assurer l'étanchéité mais pas trop importante pour permettre l'insertion de l'élément mâle. OBJET DE L'INVENTION Il serait donc intéressant de disposer d'un rac- cord fiable, simple et peu onéreux, dénué au moins en partie des inconvénients précités et permettant une introduction facilitée de l'élément mâle tout en assurant une bonne étanchéité.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION

A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un raccord comprenant un corps délimitant un logement de réception d'un élément mâle et comportant au moins un joint d'étanchéité déformable pour s'étendre dans un espace annulaire défini entre le logement et l'élément mâle, le joint au repos ayant une section allongée et des diamètres interne et externe tels que le joint est serré dans le logement et sur l'élément mâle, de telle manière qu'en position dans l'espace annulaire, la section ait un grand axe incliné par rapport à un axe central du joint.

Ainsi, l'élément mâle, lorsqu'il est introduit dans le joint, provoque un pivotement de la section du joint qui facilite le passage de l'élément mâle. Il n'est alors pas réalisé une compression directe du joint de sorte que l'effort à vaincre pour faire pénétrer l'élé- ment mâle dans le joint ne résulte plus de la résistance à la compression du joint mais de sa résistance à la torsion. Le joint travaille peu en compression, ce qui lui procure une relative longévité de ses performances mécaniques. L'effort d'insertion relativement faible permet en outre de limiter le risque d'une détérioration du joint par croquage ou pincement du joint lors de l'insertion d'un élément mâle dans le raccord, en particulier lors des tests d'étanchéité réalisés préalablement à l'implantation du raccord dans le circuit. L'inclinaison du grand axe de la section du joint permet en outre d'ob- tenir un agencement dans lequel le joint est appliqué par le fluide sous pression contre tout épaulement arrière de l'élément mâle ou du logement limitant le recul du joint, ce qui améliore l'étanchéité procurée par le joint. Il résulte en outre de la structure et du fonctionnement du joint qu'un tel joint s'accommode relativement facilement de variations dans le diamètre notamment de l'élément mâle ou du diamètre interne du joint lui-même. L'élément mâle et le joint peuvent donc être fabriqués avec des to- lérances plus larges, ce qui permet d'en réduire le coût de fabrication. Ceci permet en outre de réaliser ces composants par moulage dans des moules comportant plusieurs empreintes, les dispersions dimensionnelles résultant de la pluralité d'empreintes engendrent l'utilisation de to- lérances de fabrication n'empêchant pas le joint d'assurer une bonne étanchéité et de permettre une connexion facile. Il est en outre possible d'utiliser pour des éléments mâles de diamètre proche, un même joint, ce qui permet d'augmenter le volume de production de ce joint et en diminue le coût de fabrication (un moule unique est une gestion facilitée des pièces par la diminution du nombre de référence).

Avantageusement, au repos, le grand axe est sensiblement perpendiculaire à l'axe central du joint de telle manière que, lors d'un mouvement d'introduction de l'élément mâle dans le logement, le mouvement de l'élément mâle provoque une inclinaison du grand axe par rap-port à l'axe central du joint.

La fabrication du joint par moulage est alors fa- cilitée. En outre, le joint a une tendance naturelle à reprendre sa forme initiale, améliorant l'étanchéité pro-curée.

De préférence, le grand axe est dans un plan transversal médian du joint et la section du joint pos-35 Bède un petit axe sensiblement perpendiculaire au grand axe et, avantageusement, la section du joint a un contour ovale et de préférence en ellipse.

Une telle section est simple et permet de réduire d'environ 30 % sa surface par rapport à celle d'un joint torique équivalent. Il en résulte un gain de manière qui permet une baisse du coût du joint. En outre, une telle forme peut facilement être obtenue par moulage. Le plan de contact dans des parties de moule ne se trouve plus après basculement dans les zones de contact du joint avec d'une part l'élément mâle et d'autre part le corps du raccord. Ceci permet de limiter le risque qu'un défaut de forme au niveau des zones de contact du joint altère les performances du joint.

De préférence, le joint possède une dimension se- lon le petit axe sensiblement égale à deux tiers d'une dimension. selon le grand axe.

Cette géométrie assure un compromis optimal entre la qualité de l'étanchéité assurée par le joint et l'encombrement axial de celui-ci. Cette diminution d'encom- brement est encore plus avantageuse lorsque deux joints sont accolés.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue schématique partielle, en coupe longitudinale, d'un raccord conforme à un premier mode de réalisation de l'invention avant l'insertion de l'élément mâle, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 de ce raccord, après l'insertion de l'élément mâle, - la figure 3 est une demi-vue schématique partielle, en coupe longitudinale, d'une variante du premier mode de réalisation, - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 d'un raccord selon un deuxième mode de réalisation, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 d'un raccord selon un troisième mode de réalisation, - la figure 6 est une vue analogue à la figure 3 d'un raccord selon un quatrième mode de réalisation.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

En référence aux figures, le raccord ici décrit comprend un corps 1 axialement divisé en une première section de raccordement à un premier élément de circuit de fluide et une deuxième section de raccordement à un deuxième élément de circuit de fluide. Seule la première section de raccordement au premier élément de circuit de fluide est ici représentée et le premier élément de circuit de fluide est un élément mâle 100, en l'occurrence un embout tubulaire. Le deuxième élément de circuit de fluide peut être un élément mâle ou femelle raccordé de façon amovible ou définitive à la deuxième section du raccord. La première section et la deuxième section du corps du raccord peuvent ainsi avoir des structures iden- tiques ou différentes.

La première section du corps 1 délimite un loge-ment 2 destiné à recevoir l'élément tubulaire 100. Le logement 2 est équipé d'un joint d'étanchéité généralement désigné en 3, adjacent à une surface tronconique 4 du logement 2.

Le joint 3 est réalisé en un matériau déformable élastiquement, tel qu'un élastomère, et possède une forme annulaire. Le joint 3 a en coupe transversale une section 5 ayant ici un contour ovale et plus précisément elliptique.

La section 5 possède un grand axe 6 sensiblement 30 perpendiculaire à l'axe central 7 du joint 3 et un petit axe 8 perpendiculaire au grand axe 6 et parallèle à l'axe central 7 lorsque le joint est au repos. La section 5 présente une dimension 01 selon le petit axe 8 égale à environ les deux tiers d'une dimension 02 de cette section 5 selon le grand axe 6.

Le joint 3 présente un diamètre interne inférieur au diamètre externe de l'élément mâle 100 et un diamètre externe supérieur au diamètre du logement 2: le joint 3 est ainsi destiné à être serré sur l'élément mâle 100 et serré dans le logement 2.

Lorsque le joint 3 est en position dans le loge-ment 2, en l'absence de l'élément mâle 100, le grand axe 6 de la section 5 du joint 3 s'étend perpendiculairement à l'axe central 7 du joint 3. En l'occurrence, les grands axes 6 des sections 5 du joint 3 s'étendent dans le plan transversal médian de celui-ci.

Lorsque l'élément mâle 100 est introduit dans le logement 2 et dans le joint 3, il entraîne la partie in- terne 9 du joint 3 avec lui tandis que la partie externe 10 du joint 3 est axialement bloquée par la surface tronconique 4 dans le sens d'introduction. Le mouvement de l'élément mâle 100 provoque ainsi un déplacement de la partie interne 9 du joint 3 par rapport à sa partie ex- terne 10. Il en résulte un pivotement ou un basculement du joint 3 tel que le grand axe 6 de chaque section s'incline par rapport à l'axe central 7.

Le logement 2 est en outre équipé de moyens de retenue de l'élément tubulaire 100 qui ne sont pas repré- sentés sur les figures. Ces moyens de retenue, connus en eux-mêmes, peuvent être par exemple une rondelle dentée ou une douille d'accrochage.

Un insert tubulaire 14 ancré dans le logement 2 s'oppose au recul du joint 3 sous la pression exercée par le fluide.

En variante, comme représenté à la figure 3, le raccord peut comprendre deux joints 3. Les moyens de blocage axial des joints 3 sont formés comme dans le premier mode de réalisation par la surface tronconique 4. Le joint 3 adjacent à la surface tronconique 4 bute sur celle-ci et bloque axialement l'autre joint 3.

Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront une référence numérique identique dans la suite de la description relative aux autres modes de réalisation.

Dans ces autres modes de réalisation, le raccord comprend deux joints 3 adjacents identiques à celui du premier mode de réalisation.

En référence à la figure 4, dans le deuxième mode de réalisation, les moyens de blocage axial du joint 3 sont formés par un épaulement 11 radial du logement 2. On veillera à ce que la hauteur de cet épaulement soit telle que celui-ci ne gêne pas le basculement du joint 3.

En référence à la figure 5, dans le troisième mode de réalisation, les moyens de blocage axial des joints 3 sont formés par une surface rugueuse 12 du loge-ment 2.

En référence à la figure 6, dans le quatrième mode de réalisation, le raccord comporte une surface de butée de la partie interne 9 du joint 3 dans un sens op-posé au sens d'introduction. Cette surface est formée par une surface tronconique 13 ménagée sur l'élément mâle 100. La surface tronconique 13 s'oppose au recul des joints 3 sous la pression exercée par le fluide.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va-riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.

En particulier, le joint peut avoir une section ayant une forme différente de celle représentée c'est-à- 2891042 9 dire toute section permettant un basculement du grand axe de chaque section du joint. Chaque section peut ainsi comprendre des côtés rectilignes reliés entre eux par des portions annulaires interne et externe en arc de cercle.

En outre, les moyens de blocage axial ménagés sur l'élément mâle peuvent également avoir des formes identiques aux moyens de blocage axial ménagés sur le logement. Des moyens de blocage axial des joints peuvent être ménagés à la fois sur la paroi du logement et sur l'élément mâle.

Par ailleurs, en variante, le joint peut être préformé de manière qu'au repos le grand axe soit incliné par rapport à l'axe central du joint.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Raccord comprenant un corps (1) délimitant un logement (2) de réception d'un élément mâle (100) et corn- portant au moins un joint (3) d'étanchéité déformable pour s'étendre dans un espace annulaire défini entre le logement et l'élément mâle, caractérisé en ce que le joint au repos a une section (5) allongée et des diamètres interne et externe tels que le joint est serré dans le logement et sur l'élément mâle, de telle manière qu'en position dans l'espace annulaire, la section ait un grand axe (6) incliné par rapport à un axe central (7) du joint.

2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au repos, le grand axe (6) est sensiblement perpendiculaire l'axe central (7) du joint (3) de telle manière que, lors d'un mouvement d'introduction de l'élément mâle dans le logement, le mouvement de l'élément mâle provoque une inclinaison du grand axe par rapport à l'axe central du joint.

3. Raccord selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le grand axe (6) est dans un plan transversal médian du joint (3) et dans lequel la section (5) du joint possède un petit axe (8) sensiblement perpendiculaire au grand axe.

4. Raccord selon la revendication 3, dans lequel la section (5) du joint (3) a un contour ovale.

5. Raccord selon la revendication 4, dans lequel le contour est en ellipse.

6. Raccord selon la revendication 1, dans lequel le joint (3) possède une dimension (01) selon le petit axe (8) sensiblement égale à deux tiers d'une dimension (02) selon le grand axe (6).

7. Raccord selon la revendication 1, le raccord comportant des moyens (4, 11, 12, 13) pour faciliter le basculement du joint (3).

8. Raccord selon la revendication 7, dans lequel ces moyens comportent une surface (4, 11, 12) de blocage axial d'une partie externe (10) du joint (3) dans un sens d'introduction de l'élément mâle dans le logement.

9. Raccord selon la revendication 8, dans lequel ladite surface de blocage axial de la partie externe (10) est formée par une surface tronconique (4) du corps (1).

10. Raccord selon la revendication 8, dans lequel la surface de blocage axial est formée par un épaulement (11) du corps.

11. Raccord selon la revendication 8, dans lequel la surface de blocage axial de la partie externe (10) est une portion de surface rugueuse (12) du logement (2).

12. Raccord selon la revendication 8, dans lequel lesdits moyens comprennent une surface (13) de butée d'une partie interne (9) du joint (3) dans un sens opposé au sens d'introduction de l'élément mâle (100) dans le logement (2).

13. Raccord selon la revendication 12, dans le-quel la surface de blocage axial de la partie interne (9) est une surface tronconique (13) de l'élément mâle (100).

14. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au repos, le grand axe (6) est incliné par rapport à l'axe central (7) du joint (3).