L 'invention a pour domaine technique raccords articulés et plus particulièrement les raccords rotulaires .

De l ' état de la technique, on connaît le document FR 2409442 divulguant des joints sphériques utilisés dans l ' industrie aéronautique. Les joints sphériques divulgués par ce document permettent une bonne lubrification ainsi qu 'une tenue en température tant du joint que du lubrifiant. Le lubrifiant est du Purbon™ disposé en pastilles selon la surface de contact du joint. De plus, des ouvertures sont ménagées dans la surface externe du joint afin de refroidir le soufflet formant l ' étanchéité du joint et de réduire la masse de l ' ensemble. L ' ensemb le demeure complexe à réaliser, en raison d'un haut degré de précision nécessaire. Par ailleurs, propriété de frottement limitée en raison d'un contact ponctuel et risque de cisaillement des pastilles Purbon™.

On connaît également le document FR 2634001 décrivant une garniture d' étanchéité pour un joint à rotule. La garniture d' étanchéité présente un coussinet spécialement adapté à la lubrification du joint à rotule. Il n' est pas divulgué d' influence de la température sur le joint à rotule, ni de dissipation thermique dudit joint.

Comme on peut le voir, les enseignements divulgués dans l ' état de la technique ne permettent pas de disposer d'un raccord rotulaire qui soit à la fois léger, facile à produire, et capable de dissiper la chaleur circulant en son sein.

L 'invention a pour obj et un raccord rotulaire, notamment pour tuyauterie de fluides gazeux, comportant un soufflet métallique souple monté entre deux embouts et une enveloppe entourant le soufflet et également fixée aux deux embouts, l ' enveloppe comprenant au moins un élément interne métallique semi-sphérique et un élément externe métallique semi-sphérique étanche en contact de frottement avec l ' élément interne . L ' élément externe est recouvert sur la quasi totalité de ses surfaces interne et externe par une couche de revêtement constituée d 'une pluralité de couches minces individuelles superposées en nombre compris entre 1000 et 10 000 , d' épaisseur comprise entre 0,5nm et 5nm et à base d'un ou plusieurs matériaux parmi le nitrure de chrome (CrN), le carbure de bore (B4C), le graphite, le carbure de tungstène (WC) et le nitrure d' aluminium et de titane (TiAIN) .

La couleur d 'une ou des couches de revêtement précitées peut être dans une gamme de gris de 0<R< 190 ; V et B de 94% à 100% de R; R, V, B étant les coordonnées du système colorimétrique par synthèse additive.

Le nombre de couches minces individuelles superposées peut être compris entre 2500 et 3500.

L ' épaisseur des couches minces individuelles peut être comprise entre 0,7nm et 2nm.

En variante, l ' élément interne semi-sphérique peut également être recouvert sur la quasi-totalité de ses surfaces interne et externe d'une couche de revêtement constituée de la même manière.

L 'invention a également pour obj et un procédé de fabrication d'un raccord rotulaire, notamment pour tuyauterie de fluides gazeux, comportant un soufflet métallique souple monté entre deux embouts et une enveloppe entourant le soufflet, l ' enveloppe comprenant au moins un élément interne métallique semi-sphérique et un élément externe métallique semi-sphérique étanche. On réalise sur la totalité des surfaces interne et externe d'un élément métallique semi-sphérique étanche, une couche de revêtement constituée d'une pluralité de couches minces individuelles superposées par dépôt successif en phase gazeuse d'un matériau choisi parmi le nitrure de chrome (CrN), le carbure de bore (B4C), le graphite, le carbure de tungstène (WC) et le nitrure de d' aluminium et de titane (TiAIN) de façon à obtenir un nombre de couches compris entre 1000 et 10 000 , chaque couche ayant une épaisseur comprise entre 0,5nm et 5nm, puis on monte ledit élément métallique semi-sphérique étanche autour d'un deuxième élément métallique semi-sphérique et on fixe les dits éléments sur des embouts de liaison avec la tuyauterie. On peut également prévoir de recouvrir de la même manière l ' élément interne semi-sphérique sur la quasi totalité de ses surfaces interne et externe.

D ' autres buts, caractéristiques et avantages de l ' invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d' exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 illustre une vue en coupe d'un raccord rotulaire,

- la figure 2 illustre une vue latérale d'une enveloppe semi- sphérique du raccord rotulaire, et

- la figure 3 illustre plus en détail l ' agencement des composants de l ' enveloppe semi-sphérique 4.

Le raccord rotulaire 1 comprend deux embouts 2,3 reliés entre eux par un soufflet métallique, la jonction entre les deux embouts 2,3 et le soufflet métallique étant par ailleurs munie d'une enveloppe semi-sphérique 4. La figure 1 montre une vue en coupe du raccord rotulaire 1 . On peut voir que le soufflet métallique 5 est fixé so lidairement aux embouts 2, 3 , par exemple par soudure. Le soufflet métallique 5 fixé par soudure forme un premier joint étanche aux liquides ou gaz transitant par le raccord rotulaire. De par ses propriétés structurelles, le soufflet métallique 5 confère des propriétés d' amortissement et de flexion au raccord rotulaire 1 . On peut ainsi compenser un déplacement des embouts 2, 3 selon perpendiculairement à leur axe ou bien amortir des vibrations ayant lieu selon cette même direction. De même, un décalage angulaire entre les deux embouts 2, 3 peut être compensé et les vibrations correspondantes amorties. Le raccord angulaire permet ainsi la compensation d 'un décalage angulaire plus important que celui pouvant être compensé dans les réalisations antérieures .

Toujours sur la figure 1 , on peut voir le détail de la structure de l ' enveloppe semi-sphérique 4. Elle comprend deux éléments internes 4a, 4a, fixés respectivement à chacun des embouts 2, 3 , par exemple par soudure. L ' enveloppe semi-sphérique 4 comprend également un élément externe 4b de forme également semi-sphérique, et dont le rayon interne est légèrement inférieur au plus grand rayon externe des éléments internes 4a, 4a. L'élément interne 4a fixé à l'embout 3 est de forme semi-sphérique, au moins dans sa portion en contact de frottement avec l'élément externe 4b. L'élément interne 4a fixé à l'embout 2, présente une portion d'extrémité 4d de forme semi- sphérique par laquelle il est fixé, par exemple par soudure, à l'intérieur de l'élément externe 4b. En variante, la soudure pourrait se faire en bout, ou même à l'extérieur de l'élément externe 4b.

L'élément externe 4b est ainsi solidaire de l'embout 2 et en contact de frottement de surface sphérique avec l'élément interne 4a solidaire de l'embout 3. Ainsi, lorsque l'élément externe 4b est positionné, en force, sur l'élément interne 4a, solidaire de l'embout 2, il se forme, par contact entre ces éléments 4a, 4b, un deuxième joint étanche aux liquides ou gaz transitant par le raccord rotulaire 1. La figure 2 montre une vue latérale de l'enveloppe semi-sphérique 4 dans laquelle on peut voir l'agencement des éléments internes 4a et de l'élément externe 4b. La figure 3 illustre plus en détail l'agencement d'un élément interne 4a avec l'élément externe 4b au niveau de leur zone de contact. On peut notamment voir la disposition d'une couche de revêtement 4c disposée sur la quasi-totalité de l'élément extérieur 4b, et notamment entre l'élément extérieur 4b et l'élément intérieur 4a solidaire de l'embout 3.

En effet, selon l'invention, l'élément externe 4b est recouvert sur la totalité de ses surfaces interne et externe par une couche de revêtement 4c constituée d'une pluralité de couches minces individuelles superposées. Le nombre de couches est généralement compris entre 1000 et 10 000, de préférence compris entre 2500 et 3500. L'épaisseur de chaque couche est comprise entre 0,5nm et 5nm, de préférence entre 0,7nm et 2nm. Afin d'obtenir ces épaisseurs, ainsi qu'un ensemble de propriétés décrites ci-après, on dépose un ou plusieurs matériaux choisis parmi le nitrure de chrome (CrN), le carbure de bore (B4C), le graphite, le carbure de tungstène (WC) et le nitrure d'aluminium et de titane (TiAIN), notamment par dépôt en phase vapeur (acronyme anglais PVD, pour «Physical Vapour Déposition ») . D ' autres méthodes de dépôt compatibles avec la nature de ces matériaux peuvent être envisagées .

Les dépôts décrits ci-dessus ont l' avantage d' avoir un faible coefficient de frottement, de sorte que l ' élément externe 4b peut coulisser avec peu ou pas de frottements sur l' élément interne 4a so lidaire de l ' embout 3. De plus, s ' agissant d'un empilement de couches nanométriques, l ' endommagement d'une couche ne peut se propager à la couche suivante, réduisant ainsi l 'usure et l ' écaillement de la couche anti-frottement. Cela peut même être le cas lorsque les couches déposées contiennent les mêmes matériaux, une couche étant alors distinguée des couches adj acentes par changement de l ' orientation cristallo graphique.

Par ailleurs, les dépôts effectués avec les constituants décrits ci-dessus ont l ' avantage de présenter une couleur sombre, essentiellement grise ou noire . Une telle couleur de revêtement permet de réaliser une dissipation thermique par radiation du corps noir. On pourra ainsi dissiper tout ou partie de la chaleur véhiculée dans le gaz ou le liquide circulant à travers le raccord rotulaire . Pour cela, la chaleur transite par dissipation successive du fluide vers le soufflet métallique, puis du soufflet métallique vers l ' élément externe 4b par l' intermédiaire de l ' atmosphère comprise entre le soufflet métallique 5 et l ' élément externe 4b . La chaleur peut également transiter par conduction thermique depuis les embouts 2, 3 vers l ' élément externe 4b par l' intermédiaire des éléments internes 4a, 4a.

Un autre avantage de la dissipation thermique radiative décrite ci-dessus est de pouvoir refroidir le soufflet métallique 5 et la couche de revêtement 4c, de sorte que, sous l ' effet des contraintes thermiques, le premier ne rompe pas et le second ne perde pas ses propriétés de lubrification.

Par ailleurs, le dépôt de multiples couches nanométriques formant la couche de revêtement 4c permet de réduire le couple galvanique grâce à la migration des premières couches nanométriques vers le matériau de l ' enveloppe semi-sphérique 4 du raccord rotulaire. La couleur de la couche de revêtement 4c sur la surface externe de l ' élément externe est avantageusement comprise dans une gamme de gris de 0<R< 190 ; V et B de 94% à 100% de R; R, V, B étant les coordonnées du système colorimétrique RVB (acronyme anglais RGB , pour « Red Green Blue ») par synthèse additive, chaque coordonnée étant codée sur 8bits entre 0 et 255. On rappelle que dans un tel système RVB, le noir pur présente les coordonnées R=0, V=0 et B=0 tandis que le blanc pur présente les coordonnées R=255 , V=255 et B=255.

Alternativement, la couleur de la couche de revêtement 4c sur la surface externe de l ' élément externe est dans une gamme de gris de 0<T<255 , S<60, L < 100 dans le système chromatique teinte saturation lumière TSL (acronyme anglais TSH, pour « Tint Saturation Hue »), chaque coordonnée étant codée sur 8bits entre 0 et 255 . On rappelle que dans un tel système TSL, le noir pur présente les coordonnées T=255 , S=0 et L=0 tandis que le blanc pur présente les coordonnées T=255 , S=0 et L=255.

L ' homme du métier pourra aisément convertir les coordonnées présentées ci-dessous dans d' autres échelles de valeurs, notamment par conversion de systèmes numériques ou par changement de l ' échelle d' échantillonnage. On pourra ainsi utiliser des coordonnées en système numérique ou en système hexadécimal, codées sur 8 bits, 16 bits ou 32 bits.

Dans l ' exemple illustré, les éléments internes 4a, 4a ne comportent pas de revêtement spécifique. En variante, cependant, on peut recouvrir de la même manière l ' élément interne semi-sphérique sur toutes ses surfaces .

Le raccord rotulaire ainsi obtenu permet de concilier un faible poids de par la réduction du nombre d' éléments le constituant, avec une bonne tenue en température de par l ' évacuation radiative de la chaleur afin de maintenir l ' étanchéité et la lubrification du raccord. De plus, le dépôt uniforme de la couche de revêtement permet de simplifier le procédé de fabrication et donc de réduire le coût du raccord rotulaire.