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A la page 13, ligne 21 de la description jointe à la demande de brevet ci-dessus, il a été omis d'indiquer le n de la.demande de brevet américaine cite.'.
Nous vous prions de bien vouloir prendra note de ce qu'il s'agit en réalité de la demande américaine 353.634 déposée le 20 mars 1964. ,
Noua vous prions de bien vouloir joindra la présente lettre au dossier pour valoir comme de droit.
Ci-joint, 1 timbre fiscal à 30 francs.
Veuillez agréer, Messieurs, l'expression de nos sentiments distingués,
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Dispositif d'accouplement à débranchement rapide.
La présente invention se rapporte en général à un dispositif d'accouplement à débranchement rapide pour un système de transport de fluide et plus particulièrement à un dispositif d'accouplement à débranchement rapide utilisable dans l'alimentation en carburant d'une fusée ou d'un véhicule spatial à l'aide d'un carburant,cryogénique,
Tel que ceci est bien connu, la plupart des grands véhicu- les de lancement et des fusées utilisables de nos jours sont pro- pulsés par des moteurs de fusées qui font usage d'un mélange de
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divers liquides en tant que carburant de propulsion.
liant donné que la plupart de ces liquides sont non seulement diffi@@les à manipuler et à emmagasiner, mais sont également extrêmement dan- gereux, leur transfert et utilisation, réalisés sur une grande échelle, a donne naissance à certains problèmes qui êtrainet incon- nus jusque présent ou peu en rapport avec la technique de la manipulation des fluides. Le plus urgent de ces problèmes encorne probalement le transfert des liquides, en particulier ceux cui sont d'un type cryogénique, et ce depuis un système d'emmagessnage pose sur le sol jusqu'aux réservoirs à carburants du véhicule de lancement.
En présence du fait que ces liquides sont extrêmement dangereux et que toute fuite de ceux-ci peut provoquer une explo- sion catastrophique, il est absolument impératif qu'aucune fuite ou autre dcoulement involontaire de ces agents de propulsion li- quides ne se produise au cours de l'opération de remplissage des réservoirs.Ceci signifie que chaque raccord dans le système de transport de fluide., ainsi que les pompes, les tuyaux, etc., doivent ôtre ce* fruits de façon à minimiser la probabilité de l'apparition possible d'une fuite.
Il a été constaté qu'il est relativement aisé de construi- re tous les systèmes de transport de fluide, de façon à assurer une opération exempte de toute fuite, à l'exception du dispositif d'accouplement utilisé pour relier le système à l'orifice d'admis- sion du réservoir à carburant. Ceci est exact, parce que l'ensemble du système de transport de fluide, à l'exception de ce dispositif d'accouplement, peut être d'un type plus ou moins permanent, puisque aucun problème impliqué de désaccouplement ne se présente juste avant ou immédiatement après l'allumage des moteurs des véhicules de lancement.
Toutefois, en présence du fait que le sys- teme de transport de fluide doit être désaccouplé des rêservoirs à carburants du véhicule de lancement avant ou juste âpres son "décollage" ou "vol", le dispositif d'accouplement à relier à l'ori- fice d'admission des réservoirs doit être du type qui ne peut être raccordé qu'à l'orifice pour fournir un joint exempt de fuite, mais qui doit être aisément et rapidement débranchable à partir do cet
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orifice.
Cette caractéristique de débranchement et de raccordement rapides du dispositif d'accouplement pour fluide est particulière- ment importante dans les véhicules de lancement propulsés de nos jours par des liquides, puisque l'un des deux procédés suivants de débranchement et d'alimentation en carburant est habituellement respecte. Dans le premier exemple, l'alimentation en carburant ou opération de "capsulage" n'est prolongée que pendant quelquos se- coudes avant que l'allumage des moteurs des véhicules se produise, temps au moment duquel le signal pour desaccoupler ou débrancher le dispositif d'accouplement à partir du venicule est donné.
Si le dispositif d'accouplement ne réussit pas à s'affaisser brusquement, un "maintien" de l'allumage du moteur se produit jusqu'à ce que le dispositif d'accouplement soit libère Ceci amené évidemment un décalage dans le temps de lancement du véhicule qui peut provoquer (et qui souvent le fait) l'annulation du lancemet. Si un maintien se produit au cours du lancement du véhicule après que le dispositif d'accouplement ait été débranche, les reservoirs @ carburants du véhicule doivent des lors être de nouveau "capsules" pour remplacer le carburant qui a été perdu au cours du maintion ou bien la mission entière doit êrre annulée.
Ceci signifie que le dispositif d'accou- plement à fluide doit être reaccouplé aux réservoirs à carburants du véhicule de lancement, ce qui, dans le passe, a nécessite un temps extrêmement long et, dans la plupart des cas, a rendu impos- sible l'utilisation de dispositifs d'accouplement existants pour fluides, en raison de 'état de givrage qui se produit sur ces dispositifs d'accouplement.
En vue d'aliminer un maintien possiblo, qui se produit des que le dispositif d'accouplement pour fluide a été débranche, lequel ne peut pas, en raison do l'état do givrage présent, être de nouveau relié au véhicule, ce qui entraîne ainsi une annulation'du lancement, il est de pratique commune actuellement de réaliser l'opération de désaccouplement âpres que l'allumage des moteurs a été effectué et que le véhicule de lancement a déjà été séparé de
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la rampe de lancement et se déplace librement en vol.
Puisque le véhicule de lancement est plus élevé de plusieurs centimètres que la rampe de lancement elle-même, au moment où le signal de désac- couplement est donné, il est évident que le point de "non-retour" est passé et que le véhicule est déjà engagé dans un vol, Par con- séquent, ceci signifie qu'un débranchement du dispositif d'accou- plement à partir'du véhicule doit se produire, car de sérieuses complications peuvent en résulter.
Dans le passé, le fait que le dispositif d'accouplement ne s'est pas débranché du véhicule a conduit.à un arrachage de ce dispositif d'accouplement à partir du système d'alimentation en carburant posé sur le sol et à un entraî- nemont en vol de celui-ci par le véhicule ou bien les bases du système d'alimentation en carourant @u véhicule ont été sérieusement endommagées. Ces résultats ont à leur tour provoqué frequemment un échec partiel ou complet de la mission de lancement.
Les dispositifs d'accouplement dits "à débranchement rapide", utilisés jusqu'à présent pnur la fixation des systèmes de transport de fluides aux réservoirs à carburants d'un véhicule de' lancement, se composent en général des différents modelés de rac- cords glissants cylindriques bien connus, Ces raccords comprennent normalement une lèvre et/ou un joint de compassion pour empêcher une perte de fluide. Toutefois, l'utilisation de ces types de rac- cords a laissé beaucoup à désirer, Par exemple, il est extrêmement difficile d'aligner convenablement ces raccords cylindriques, puisque les tolérances imposées ne laissen; que peu ou aucun espace pour un "jeu" et ceci conduit une nouvelle fois à un problème d'étanchéité.
Ceci est particulièrement v@@i, lorsque des fluides cryogéniques sont manipulés, car ces derni@rs provoquent une con- traction sensible du métal, ce qui augmenta ainsi la probabilité de l'apparition possible 0'une fuite autour du joint.
En outre, des difficultés ont éte rencontrées lors de la déconnexion ou du débranchement du disposit@f d'accouplement, en raison des exigences pour l'alignement précassociés à l'utilisa- tion de deux surfaces cylin@driques d'accouplement. En fait, il a
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été constaté qu'il est extrêmement difficile de mdntenir un aligne- ment acceptable entre ces deux surfaces avec l'équipement actuelle- ment utilisé dans les installations de lancement de fusées. Par conséquent, les états de .givrage, qui apparaissent lorsque les fluides cryogéniques sont transportés, participent on outre aux problèmes fonctionnels associés aux dispositifs d'accouplement antérieurs à débranchement rapide.
Dans quelques cas uniquement, et pour autant qu'il s'en présente, il a été constaté qu'il est pratique ou possible de réaccoupler ces dispositifs d'éccouplement dès qu'ils ont été débranches.
Conformément à la présente invention, il a été constaté qu'un dispositif d'accouplement à débranchement rapide, qui est particulièrement bien approprie à une utilisation dans l'alimenta.. tion en fluide cryogénique d'un véhicule de lancement propulsé par une fuséo, peut être réalise, lequel élimine les difficultés men- tionnées ci"avant. Ce dispositif d'accouplement à débranchement rapide comprend deux moitiés ou surfaces d'étanchéité, dont l'une est sous la forme d'une surface sphérique, alors,que l'autre présente un aspect conique.
L'utilisation de surfaces d'accouplement ut détanthéité sphériques et coniques produit non seulement un joint étanche positif exempt do fuite, mais permet également un certain degr: de souplesse dans l'alignement do celui-ci, puisquo les lignes centrales, verticales et longitudinales des moitiés des dispositifs d'accouplement ne doivent pas être parallèles pour réaliser un joint étanche approprie. Un joint d'étanchéité cylindrique, présen- tant un bord d'attaque pointu ou vif, est dispose entre les surfaces d'étanchéite pour former une surface de scellement étanche au fluide et présentant une zone de contact minimum.
La zone de contact limi- tée assure non seulement un joint étanche exempt de fuite qui peut aisément être de nouveau établi après une déconnexion, mais sert également à empêcher une "congélation" ou un gommage du dispositif d'accpuplement au cours des états de givrage. Un mécanisme à dé- branchement rapide et un support à pivot sont utilisés pour fixer l'une à l'autre les deux moitiés du dispositif d'accouplement et
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/ pour garanti? qu'elles se séparent instantanément lors de la récep- tion à une conunande da débranchement.
En vue d'ajuster initialement l'une à l'autre les deux moitiés, un moyeu cylindrique fileté mobile est utilisé avec un dispositif à soufflet prévu pour appliquer une pression supplémentaire sur le joint d'étanchéité dès que le fluide comprime commence à s'écouler à travers le dispositif d'accouple- ment.
Par conséquent, un premier but de l'invention consiste à prévoir un dispositif d'accouplement exempt do fuite qui peut à la òis être aisément accouplé et débranché,
Un Autre but de l'invention est de prévoir un dispositif d'accouplement à débranchement rapide présentant un mécanisme dé- branchable et un support à pivot pour fixer l'une à l'autre les Moitiés du dispositif d'accouplement.
Un autre but encore du la présente invention consiste à prévoir un dispositif d'accouplement à débranchement rapide qui fournit un joint étanche exempt de fuite même dans des conditions de non-alignement, de changements de positions, de vibrations sévè- res, de modifications de pression et d'écoulement et des degrés divers de ,contraction de la matière et de givrage provoqué par les variations extrêmes do la température se produisant au court du .transport des fluides cryogéniques.
Un autre but de la présente invention est de prévoir un dispositif d'accouplement à débranchement rapide, dont l'une de ses surfaces d'étanchéité est formée à la manière d'un cône et dont l'autre surface se présente sous la forme d'une sphére, un joint d'étanchéité à arête en lame de couteau étant disposé entre ces surfaces pour éliminer les fuites et le collage l'une à l'autre des suràces.d'étanchéité.
Un autre but de la présente invention consiste à prévoir un dispos.itif d'accouplement à débranchement rapide présentant, d' une part, un mécanisme d'ajustement permettant d'ajuster initiale- ment l'une à l'autre les deux moitiés du dispositif d'accouplement d'une manière etanche au fluide et, d'autre part, un mécanisme
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actionné par une pression en vue d'augmenter la pression d'ajuste- ment lorsque le fluide s'écoule à travers le dispositif d'accou- plement,
Ces buts, ainsi que d'autres buts et avantages de la présente invention, se dégagent d'une manière plus apparente de la description du dispositif d'accouplement conforme à l'invention et des dossins annexés, sur lesquels :
la figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif d' accouplement à débranchement rapide représente dans sa position active, la moitié supérieure de ce dispositif étant éliminée en vue de faire apparaître les différents déments internes montes en coupe transversale et en élévation; la figure 2 est une vue en élévation du dispositif d'ac- couplement à débranchement rapide re ésentant à la fois le dispo- sitif d'accouplement dans son ensemble et la séparation de la moitié débranchable de celui-ci à partir de l'autre moitié fixôe et ponce par un véhicule de lancement;
la figure 3 est une vue latérale de la Moitié débrancha- ble du dispositif d'accouplement, en considérant la surface d'ac- couplement ; la figure 4 est une vue an coupe transversale des surfa- cos d'étanchéité conique et sphérique montrant la présence de givre sur colles-ci; la figure 5 est une vue en coupé transversale similaire à colle de la figure mais montre les surfaces. d'étanchéité ac- couplèes l'une à l'au' se.
Afin que la construction, le fonctionnement et l'utilisa- tioii de ce nouveau dispositif d'accouplement à débranchement rapide puissent être mieux compris, il est décrit en liaison avec l'ali- montation en carburant d'un véhicule de lancement., à l'usage duquel il ost principalement destine. Toutefois, il doit être souligna que de nombreux autres usages peuvent être mis au point pour cotte nouvelle structure de dispositif d'accouplement. Par exemple, un dispositif d'accouplement construit conformément à la présente
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invention donne des résultats supérieurs lorsqu'il est utilisé dans pratiquement tous les systèmes de manipulation de fluides et de gaz, où un dispositif d'accouplement débranchable est nécessite.
En se référant aux figures annexées, dans lesquelles les mêmes repères désignent des pièces similaires dans l'ensemble des différents schémas et en accordant une attention initiale à la figure 1, le repère 10 caractérise en général un dispositif d'ac- couplement à fluide et à débranchement rapide construit conformé- ment à J'invention. Tel que ceci est visible sur la figure 1, le dispositif d'accouplement 10 peut, dans le but de décrire la cons- truction et le fonctionnement de celui-ci, être conçu de telle sorte qu'il se compose de trois sous-unités.
A savoir : (1) la première moitié ou partie fem@lle 12 du dispositif d'accouplement 10, (2) la seconde moitié ou partie mâle 14 et (3) un mécanisme d'assu- jettissement 16 à fixation et débranchement rapides pour maintenir les doux moitiés l'une contre l'autre par serrage.
Ainsi que le montre la figure 1, la partie femelle 12 du dispositif d'accouplement 10 se compose d'une fermeture agrandie
13, en forme d'entonnoir, qui présente une surface intérieure 18 en tronc de cône et qui est fixée par tout procède approprié, par exemple par soudage ou par brasage, sur l'extrémité extérieure d'un tube ou conducteur de fluide 20 qui aboutit à un système d'entrepo- sage de fluide. Dans le présent exemple, le tube 20 est un tube d'admission aboutissant aux réservoirs à carburants d'un véhicule de lancement propulsé par une fusée du type "Saturn V" et est fixe par une bague 22 aux parois d'un évidement 24 pratiqué sur la péri.. phério extérieure de l'enveloppe 26 du véhicule de lancement.
Une rainure ou conduit 28 est prévue à proximité du bord extérieur de la surface conique 18 pour recevoir et maintenir un joint annulaire remplaçable 30 à section carrée qui est de préférence d'un type non métallique on v@s de réduire en même temps le rayement et la réfrigération associés normalement aux surfaces d'#tanchéité. La rainure 28 et le joint 30 agissant conjointement de manière à pré ou senter un bord pointu 32/à arêt on lame de couteau à la partie
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mâle 14 du dispositif d'accouplement, pour des raisons qui sont davantage pleinement expliquées ci-après.
Bien entendu, le joint annulaire 30 peut recevoir d'autres formes, dans la mesure où une surface d'étanchéité 32 à arête en lame de couteau est toujours for- mée et orientée de façon à engager la partie mâle 14. En vue de faciliter l'alignement et l'engagement l'une dans l'autre des doux moitiés 12 et 14, le bord extérieur de la partie femelle 12 est graduellement diminué au point 34.
Afin de faciliter la fixation et le maintien en place de la partie mâle 14 du dispositif d'accouple;mont 10 contre la partie femelle 12 au cours d'une opération d'alimentation en carbu- rant, un support à barre 36 est disposé dans l'évidement 24 sur une face de la partie femelle 12, tandis qu'un boulon rainé ou un système de fixation 38 similaire à une tige est monté sur l'autre face de cette partie femelle 12. Puisque, dans le présent exemple, il est désirable que la partie mâle 14 soit séparée de la partie femelle 12 par des forces de gravitation lorsque le mécanisme d'as- sujettissement 16 est mis en action, le support à barre 36 est logé dans l'extrémité inférieure de l'évidement 24.
Ce support à barre se compose d'appuis 40 fixés sur les parois de l'Evidement 24, entre lesquelles une tige 42 (voir fig. 3) est disposée.
La partie mâle 14 du dispositif d'accouplement 10 se com- pose d'une enveloppe ou un logement protecteur, extérieur et creux 44 présentant une extrémité ouverte 46 qui est biseautée ou diminuée en cône le long de son bord intérieur 48 en vue de faciliter l'ali- gnement des moitiés marne et femelle du dispositif d'accouplement.
La partie avant ou la longueur 50 de la surface cylindrique inté- rieure de l'enveloppe 44 est usinée pour prévoir une surface de contact 12, tandis que la partie arrière présente des filets in- ternes 52 formés sur cette surface. Un manchon ou moyeu cylindrique
54, qui est doté de filets externes formés sur une extrémité de celui-ci et dont le diamètre extérieur est le même que celui de l'envebppe, est fixé sur cette dernière par engrènement de leur surface filetée. Une roue à main 56 est assujettie par des bras
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radiaux ou des rayons 58 sur le moyeu 54, de façon que la rotation de la roue à rencontre des aiguilles d'une montre dévisse le moyeu à partir de l'enveloppe 44, tandis que la rotation de la roue dans le sens des aiguilles d'une montre visse ce moyeu sur l'enveloppe 44.
L'assemblage d'accouplement mâle 60 est logé dans l'en- veloppe 44. Cet assemblage d'accouplement se compose d'une bague d'6tanchéité cylindrique 61 présentant une surface d'étanchéité sphérique 62 formée sur cette bague, d'un manchon intérieurement télescopique 64, d'une pièce d'adaptation 66 similairement formée et d'un dispositif à soufflet tubulaire 68.
En plus de présenter une bride ou un arrêt 70 formé autour de sa périphérie extérieure, la baguo d'étanchéité 61 est munie de plusieurs adents 72 pratiqués à des points espacés le long de cette périphérie. Le manchon intérieur 64 de l'assemblage d'accouplement mâle 60 présente une partie finale relevée 74 qui est usinée selon la courbe de la surface d'étanchéité 62 et qui est dotée de plu- sieurs adents 76 destinés à une clef et foxmds dans cotte partie finale 74. L'extrémité de la surface extérieure du manchon est file- tée au point 78 pour la bague 61. Los adents 72 et 76 sont prévus pour recevoir et maintenir un outil utilisé pour serrer étroitement l'un contre l'autre la bague 61 et le manchon intérieur 64, en vue de former un assemblage étanche au fluide.
Des ouvertures 77 sont pratiquées dans le manchon intér@ieur en vue de permettre au fluide de s'ecouler à travers celles-ci, pour des raisons qui sont davan- tage pleinement expliquées ci-après.
La pièce d'adaptation 66 présente 6galement une forme co- nique, le diamètre intérieur de la section avant 80 étant légèrement plus grand que la partie restante de la longueur interne. La partie avant SO est conçue pour accepter têlescopiquement le diamètre ex- t6rieur du manchon intérieur 64, de façon que ce manchon 64 glisse librement dans une direction axiale et que les surfaces intérieures de la pièce d'adaptation et du manchon intérieur forment un passage d'écoulement lisse présentant approximativement le même diamètre intérieur. La surface extérieure de la pièce d'adaptation 66, bien
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qu'elle soit d'une forme généralement cylindrique, présente plu- sieurs épaulements annulaires d'un diamètre inégal formés sur cette surface.
La bride avant 82 ou bride située en aval de la pièce d'adaptation 66 est filetée extérieurement au point 84, tandis que la bride arrière 86 ou bride disposée en amont est filetée extérieu- rement au point 88 en vue d'accepter la bague de fermeture 90 filetée intérieurement. Cette bague de fermeture 90 est accouplée à une source de fluide par un raccord de tube 92 au moyen de plusieurs boulons 94 ou d'autres organes appropriés.
Un épaulement annulaire 96 disposé sur la surface exté- rieure de la bride médiane 83 de la pièce d'adaptation 66 agit, avec la partie arrière 98 de la bride 82, comme une surface portante, rotative et intérieure pour le moyeu 54. L'épaulement annulaire 96 est également rainure autour de sa circonférence entière au point 100, en vue d'accepter une bague de retenue 102 du type en "C", Cette bague en C empêche le moyeu 54 de glisser hors des surfaces portantes et vers l'arrière de la partie mâle 14, lorsque le manchon 54 est dévissé à partir de l'enveloppe 44 ou forcé par ailleurs vers l'arrière du dispositif d'accouplement.
Ainsi, la rotation de la roue il main à l'encontre du sens dos aiguilles d'une montre dévis- se le moyeu 54 à partir de l'enveloppe 44 et déplace en môme temps la pièce d'adaptation 66 vers l'arrière du dispositif d'accouplement 10. Les avantages et les utilisations de ce mouvement de la pièce d'adaptation sont davantage et pleinement expliqués ci-après en liaison avec l'envoie?} ' 44.
Pour complét@ l'assemblage d'accouplement mâle 60 et prévoir ainsi un passage exempt de fuite pour le fluide depuis le raccord de tube 92 jusqu'à la partie femelle 12 en passant par l'as- semblage, un soufflet 68 ou tube ondulé et élastique à parois minces est soudé le long de son bord périphérique au point 104 sur la bride 106 de la pièce d'adaptation 66 et au point 108 sur la surface d'étanchéité sphérique 62.
Ce soufflet 68 sert non seulement de paroi d'étanchéité ou d'enceinte, mais lorsque les fluides sous pression sont introduits dans le système par le raccord de tube 92, ces flui-
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des s'écoulent à travers les ouvertures 77 du manchon intérieur 64 dans la zône du soufflet, en contraignant celui-ci à se dilater
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dans la direction aale et à déplacer axialement vers l'avant la bague 61, ce qui permet d'appliquer ainsi une force d'étanchéité SUPP16mont *e'à colle existant déjà entre la surface d'étanchéité sphérique 62 et la surface d'étanchéité conique 18, Lorsque la pres- sion.interne duTÏuide augmente, cette force d'étanchéité s'accroît à également en donnant naissance ainsi/uiie force,
qui peut être dési.- gnée par l'expression "force d'opposition" laquelle agit à l'encon- tre des forces de séparation exercées entre la surface d'étanchéité sphérique 62 et la surface conique l@ par 1- intermédiaire du joint d'étanchéité 30.
La présence do cette force d'opposition produite par la dilatation du soufflet est extrêmement importante lorsqu'un gaz liquéfié ou cryogénique est amené par pompage à travers le dispositif d'accouplement,puisqu'elle supprime la contraction ou
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l'dtrachage l'une de l'autre des surfaces d'étanchéité et la fuite qwt résulterait de cet inconvénient- ; La grandeur de la force d'opposition produit par le souf- j
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flet 68 peut aisément Ot. réglée ou modifiée par un simple chan- z goment du diamètre moyen'If. la zone du soufflet 68, pour autant que ce réglage soit nécessaire ou souhaitable.
En tout cas, la zone du soufflet 68 doit dépasser la zone du joint d'étanchéité 30 qui est soumise à la pression du fluide s'écoulant à travers le dispositif
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d'accouplement 10, de filon que lorsque la pression du fluide aug- mtlte, les forces de compression appliquées par le soufflet sur la ï surface conique 18 par l'intermédiaire de la surface d'étanchéité spérique 62 et du joint d'étanchéité, s'accroissent plus rapidement que les forces de séparation exercées entre les surfaces conique et
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sphérique as Joint d'étanchéité. Ceci garantit la formation d'un dispositif d'accouplement exempt de fuite au cours de l'écoulement 1 des fuides 1 liravexs ce dispositif d'accouplemett 10, sans tenir Ï compte des modifications de pression qui peuvent se présenter dans ces fluides.
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Un cylindre ou manchon extérieur 110 est dispos$ autour du soufflet 68, en vuo, parmi d'autres mesures, de le protéger de tou" tes détériorations. Ce manhon extérieur 110 présente une lèvre interne 112 formée sur une extrémité de celui-ci pour servir à la fois de briseur de .givre au cours de l'opération d'accouplement et de désaccouplement et de prise pour la bride 70 pendant les opé- rations do désaccouplement. Des filets intérieurs 114 sont prévus sur l'autre extrémité du manchon 110, lesquels permettent de fixer ce manchon sur la bride 82 de la pièce d'adaptation 66.
La partie active du mécanisme d'assujettissement 16, utilisée pour serrer la partie mâle 14 du dispositif d'accouplement
10 sur la partie femelle 12, est logée dans.une enceinte cylindri- quemerit formée 116 et est fixée à l'enveloppe 44 de la partie femelle par deux bras 118, d'une manière plus clairement représentée sur la fig.3. La partie active du mécanisme à fixation et débranchement ra- pide est elle-même logée dans l'enceinte 116 et peut être de tout type approprié conçu pour serrer et maintenir une tige rainée ou en forme de protubérance, comme par exemple.la tige 38, jusqu'à ce qu'un signal de débranchement soit reçu.
Toutefois, le mécanisme d'assu- jettissement est de préférence d'un type gênerai décrit dans la demande de brevet américain (NASA Cas N 1371) de Adolf L.Herrmann et intitulée "Dispositif de fermeture." Ce type de mécanisme do fixation et de débranchement utilise plusieurs billes 120 qui tombent et sont coincées. dans une rainure 122 (toutes ces billes étant re- présentées en lignes interrompues sur la fig.1#, lorsque le méca- nisme d'assujettissement 16 est emboîte sur la tige 38.
L'action de coincement, provoquée par les billes 120, fixe l'un à l'autre le mécanisme 16 et la tige 38 en bloquant ainsi la partie mâle 14 contre la partie femelle 12 jusqu'à ce qu'un signal de débranchement appro- prié, comme par exemple une force pneumatique ou mécanique appliquée par l'intermédiaire d'un tube ou d'un câble 124, soit émis pour débrancher le mécanisme.
Tel que ceci se dégage aisément des dessins annexés, la ligne centrale longitudinale, tracée à la fois à travers le mécanisme
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d'assujettissement 16 et l'enveloppe 44 de l'accablement mâle, est on substance parallèle. Ceci est nécessaire por assurer qu'une opération d'accouplement propre et aisée se produise lorsque les deux moitiés d'accouplement 12 et 14 sont assemblées.
Toutefois, il doit être souligne que la surface d'étanchéité sphé@que 62 s'ajuste contre la surface d'étanchéité conique 18 le l@@g de la même zône 'annulaire unique, sans ,tenir compte de l'align ment de la ligne. centrale'de ces deux surfaces d'étanchéité. Au desoù le , joint annulaire 30 est utilisé, cas qui est préférable, cette zône annulaire se trouve le long de l'arête 32 en lame de coute@@. A partir de ce qui précède, il est évident que les lignes cer.
rales longitudinales des surfaces d'étanchéité sphérique et coniq.e ne nécessitent pas d'être parallèles, mais peuvent en fait #tre "non alignées" dans une Mesure appréciable, sans aucun effet adverse ou sans aucune fuite-résultant de ce non-alignement,
Comme sur les figures 4 et 5, l'utilisation d'un poir d'etanchéite annulaire à arête en lame de couteau contri- bue non selument a empêcher une fuite autour de l'accouplement lorsqu'il est tout d'abord relié, mais lui permet d'être réaccouplé avec sucées un grand nombre du fois, même après que le givrage des pièces se soit produit.
Comme mentionne ci-avant, ceci est une caractéristique fortement désirable pour les systèmes de lancement qui' appliquent une opération de désaccouplement avant l'allumage des moteurs de fusée, car, si les moteurs ne fonctionnement pas convenablement, le dispositif d'accouplement nécessite dès lors d'être relie au véhicule. Dans un exemple de cette nature, la partie femelle 12 et la partie mâle 14 du dispositif d'accouplement présu- tent habituellement une couche ou un revêtement de givre 134 formé à la fois sur la surface conique 18 et sur la surface sphérique 62.
Toutefois, lorsque les deux parties d'accouplement sont assemblées, le point 32 à arête en lame de couteau de la bague d'étanchéité 30 présente la seule z8ne de contact entre les deux surfaces, ce qui produit une pression très élevée exercée sur une zone très limitée du givre. Cette pression concentrée contraint le givre à se morceler
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et/ou à fondre jusqu'à ce que le point soit en.
contact avec la
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surface 62, coMme reprë$ent6 sur la fig.S, Si les surfaces 18 et 62 sont en substance parallèles, tel que ceci est le cas dans un joint en manchon ou en douille à billes, les couches do givre 134, formées
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sur ts surfaces, sont cnacos simultanencnt sur une grande zona, en owp0chan.t ainsi tout point do pression élevée de se produire, uns propre ëtanchcitë des surfaces nu s'établissant pas.
Pour supporter le poids de la partia iiàle 14 du dispositif d'accouplement 10 et le poids associé des accessoires rolids à ce dispositif, ainsi que pour contribuer a la fixation en place de la partie mâle et à assurer qu'elle se sépare ou s'affaisse correcte- Ment lorsqu'elle est débranchée par la partie active du mécanisme d'assujettissement 16, un support à pivot 126, similaire à, un joug et se composant de deux bras 128, es fixe sur l'enveloppe 44, Les '
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axtrëmitos inférieures des bras 128 sont jointes l'une à l'autre par ;
une cntrotoise 130 (voir .Ci;.ij 3ui est dotco d'une rainure ou fente , 132 en V, laquelle est conçue !:our s'ajuster et pivoter sur la tîr,0 42 du support à barre 36. Tel itcie ceci est aisat,tCrlt visible, cotto partie du mécanisme ii',issixjottiss< ;#ié>it 16 Cori,.ie un point de pivo- 1 tenient à t i :Xtr'3fl.lt Inférieure du l'accouplunent riele 14.
Le dispositif d'accouplement 10 est rapidement assemble en plaçant tout d'abord la rainure 132 sur la tige 42 (de la Manière représentée sur la fig. 2) et en soulevant ensuite ou en faisant pivoter la partie mâle 14 du dispositif d'accouplement sur la tige
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42, jusqu'à ce que 1< i,catilsile d'assujettissement 16 engage et bloque la tige 38. Dès que les deux moitiés du dispositif d'accou- plement 10 sont bloquées l'une sur l'autre, la roue à main 56 est tournée dans le sens des aiguilles d'une montre, de façon à déplacer
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ainsi axialeMent vers l'avant la pièce d'adaptation 66 et le soufflât 68, jusqu'à ce que la surface d'6tancliéité sphoriquo 62 soit angagce par le joint d'ëtanchcite 3fla.
Le fluide est ensuite autorisé à s'écouler à travers le dispositif d'accouplement 10, le soufflet
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68, se dilatant axiale:.tent, fournissant la pression d'C-ta4iclidit6 supplémentaire à la surface d't'tanchcite 62, à la bague d'etancheitë
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30 et à la surface conique 18, ce qui assure ainsi qu'aucune fuite ne se produit. Le dispositif d'accouplement 10 est des lors maintenu avec sécurité d'une manière étanche au fluide, jusqu'à ce que l'écou- lement de ce fluide soit arrête et que le mécanisme d'assujettisse. mont 16 soit débranche par l'application d'un signal actif par l'in- termédiaire du conduit 124.
Des que le mécanisme d'assujettissement 16 est débranche, le poids de la partie mftle 14 du dispositif d'ac- couplement 10, ainsi que toute autre force agissant pour séparer les deux moitiés 12 et 14, contraint le dispositif d'accouplement à pivoter sur la tige 42 et à s'éloigner de la partie femelle 12, comme représenté par la ligne interrompue 134 sur la figure 2, ce qui permet d'éloigner nettement le dispositif d'accouplement du véhicule de lancement.
Si besoin est, le mécanisme d'assujettissement 16 peut comprendre un dispositif pour l'application d'une force de débran- chôment ou de refoulement sur l'extrémité de la tige 38, Ceci con- traint les deux moitiés 12 et 14 du dispositif d'accouplement 10 à se séparer, en déplaçant l'enveloppe 44 et par conséquent le moyeu 54 contre la bague de retenue 102.
Ce mouvement a pour effet d'amener, la lèvre 112 du manchon extérieur 110 contre la bride 70 de la sur- face d'étanchéité sphërique 62, Cette surface d'étanchéité 62 est ensuite éloignée de la bague d'étanchéité 30, en effectuant ainsi une séparation entre les surfaces d'étancheité, sans qu'aucune pression de dilatation ou de détérioration soit appliquée sur le soufflet 68., Cetto caractéristique est particulièrement importante dans les cas où des conditions sévères de givrage existent et où les surfaces d'étanchéité peuvent avoir tendance à adhérer par givrage l'une à l'autre.
Bien que le dispositif d'accouplement à raccordement et débranchement rapides ait été décrit en liaison avec la surface d'étanchéité conique 18 fixée au véhicule de lancement et la sur- face d'étanchéité sphérique 62 constituant la moitié qui s'affaisse, 'il doit être mentionné que ces pièces sont aisément réversibles.
Dans ce cas, il est nécessaire uniquement que la surface d'étanchéi-
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té conique 18 soit reliée au manchon 64 et au soufflet 68 et que la surface d'étanchei@é sphérique 62 soit raccordée au conduit d'ad- mission 20 et au véhi:ule de lancement 26.
D'âpres ce qui précède, il apparaît aisément qu'un nouveau dispositif d'accouplaient à raccordement et débranchement rapides et exempt de fuite aété mis au point, lequel élimine en substance tous les problèmes, tels que l'alignement propre, le mouvement vibratoire, le givrage, etc., associés aux dispositifs d'accouple- ment débranchables connus à ce jour. Un outre, le dispositif d'accouplement paut être fabriqué à un prix réduit et être ais6ment réparé. Il est de plus particulièrement approprié à une utilisation avec de nombreux fluides et dans des conditions variables.