Brevet FR2006484A1 — publié le 19691226

i 2006484 L'invention est relative aux dispositifs d'assemblage ou d' accouplement de tuyaux, et elle porte plus particulièrement sur un dispositif d'assemblage de tuyaux sans évasement pour réseaux de canalisations pour fluide hydraulique dans un avion» 5 Les problèmes de fuites dans les dispositifs d'assemblage de tuyaux des réseaux de canalisations de fluide hydraulique montés à bord d'avions ont été à l'origine d'importants travaux consacrés à l'amélioration des dispositifs d'accouplement et des procédés d'installation existants. 10 L'assemblage de tuyaux défini dans la norme MIL-S-18280 du Gouvernement des Etats Unis d'Amérique révèle un grand nombre de dispositifs de ce genre utilisés actuellement. Ces assemblages comportent l'utilisation d'un manchon, ou virole, qui s'adapte par-dessus l'extrémité du tuyau, d'un raccord et d'un ou de plu-15 sieurs écrous. Des essais ont montré que les fuites, dans de telles installations, sont essentiellement dues à des défauts dans la jonction du manchon au tuyau. Dans ces assemblages, le manchon est monté par coulissement par-dessus le tuyau et l'extrémité du tuyau est introduite à l'intérieur du raccord. Dans 20 cette position, le tuyau est maintenu contre une surface de butée tandis qu'un écrou est passé sur le raccord en étant soumis à un couple* Le fait de soumettre 1'écrou à un couple provoque la création, par le bord intérieur avant du manchon, d'une portée pénétrant à l'intérieur de la paroi du tuyau, établissant ainsi 25 une empreinte du manchon sur le tuyau. L'empreinte pratiquée à l'intérieur de la paroi du tuyau crée une zone d'étanchéité et le tuyau est ainsi retenu de façon rigide entre 1'empreinte et la butée du raccord. Dans ces assemblages antérieurs de nombreux facteurs peuvent 30 créer des problèmes de fuite et de retenue. L'extrémité du tuyau et la surface du raccord contre laquelle elle bute doivent être coupées d'équerre pour empêcher la détérioration du tuyau par des contraintes localisées d'appui et de dislocation.» De plus,il convient de choisir pour les tuyaux des épaisseurs et. des maté-35 riaux pouvant permettre l'empreinte du manchon sur le tuyau, et il faut donc écarter l'utilisation de certains tuyaux légers, à paroi mince, construits à partir de matériaux à grande résistance mais relativement fragiles ou sensibles aux entailles. En outre, ces dispositifs d'accouplement existants nécessitent un con-40 trôle attentif des tolérances au point de vue dimension , des 12265 2 2006484 propriétés métallurgiques et de la valeur du couple au montage appliqué à l'accouplement. Si ces paramètres ne sont pas étroitement contrôlés, ces dispositifs offrent de médiocres garanties de protection contre les fuites» 5 Cette invention a pour but de fournir un dispositif d' as semblage de tuyaux, qui réduise certains problèmes de fuites posés par les dispositifs antérieurs, ramène à un minimum les inconvénients de poids de tuyaux imposés par les techniques d'accouplement des tuyaux et permettent le retrait et la réinstalla-O tion répétés sans détérioration. Les objectifs précédents sont atteints par la création d'un accouplement permanent du manchon au tuyau avant l'installation du raccord et de 1'écrou de retenue, et par la formation de surfaces de butée s tir la périphérie externe du manchon, ainsi que 5 sur 1'écrou et le raccord, d'une manière telle que le fait de soumettre l'écrou à un couple provoque tin serrage rigide du man-chor^entre le raccord et l'écrou tout en n'imposant que des con 10 La fig. 1 est une vue complète en coupe d'une élévation de côté d'un mode de réalisation d'un dispositif d'assemblage selon 18 invention. La fig. 2 est une vue en élévation de côté du mode de réalisation de la fig. 1. 55 La figure 3 est une vue en coupe fragmentaire montrant la position des pièces du dispositif d'assemblage avant le- montage sur le raccord de 1'écrou par application d'un couple à ce dernier. La figure 4 est une vue en coupe fragmentaire du mode de tO réalisation préféré montrant le dispositif d'assemblage installé 12265 3 2006484 une fois que 1*écrou a été amené, sous l'action d'un couple, à sa position d'arrêt effective. La figure 5 est une vue en coupe fragmentaire du manchon en place par-dessus le tuyau avant l'opération d'emboutissage. 5 La figure 6 est une vue en élévation de côté d'une variante de réalisation du dispositif d'accouplement, représentée partiellement en coupe. La figure 1 représente, en coupe complète, un mode de réalisation préféré du dispositif d'accouplement dans lequel le 10 tuyau 10 a été accouplé au tuyau 18 au moyen d'un manchon 12, d'un écrou 14 à filetage interne et d'un raccord 16 à filetage externe. Le tuyau 10 est assujetti de façon rigide au manchon 12 par une opération d'emboutissage qui a été effectuée avant l'assem— 15 blage des éléments L'écrou 14 est en contact avec le manchon 12 en 26. Lorsque l'écrou est soumis à tin couple afin d'être vissé sur le raccord 16, une force de compression est engendrée à l'intérieur du man-25 chon par l'application d'une pression par l'intermédiaire de la surface de contact 26 avec l'écrou, et par la présence d'une réaction à cette pression exercée par la surface de contact 28 du raccord. La figure 2 est une vue en élévation classique de côté du 30 dispositif d'assemblage de la figure 1, qui présente l'aspect extérieur de ce dispositif d'assemblage et indique l'emplacement des parties hexagonales 14 et 19, destinées à recevoir les clefs de serrage, parties qui sont utilisées pour l'application du couple de montage et du couple de démontage. 35 La figure 3 est une vue en coupe fragmentaire qui montre la position des organes du dispositif d'assemblage juste avant l'application du couple de montage. Le tuyau 10 a été assujetti de façon rigide au manchon 12 par une opération d'emboutissage en 22. L'écrou 14 est vissé sur le raccord 16, cet. écrou ayant été 40 vissé sur les filets 30 jusqu'à ce que la surface 42 de l'écrou 69 12265 4 2006484 ait été amenée au contact de la surface 40 du manchon. La surface inclinée 34 du manchon a été amenée à un premier contact avec la surface inclinée 32 du raccord. Dans cette réalisaition, la surface 42 de l'épaulement de 5 l'écrou est inclinée à environ 45", tandis que la surface correspondante 40 de l'épaulement du manchon est de préférence inclinée à environ 55°, si bien que l'épaulement 41 du manchon est soumis à une déformation élastique forcée à mesure que le dispositif d'assemblage est serré. De même, la surface inclinée 32 du rac— 10 cord est inclinée à environ 12* tandis que la surface inclinée correspondante 34 du manchon est disposée et formée de telle manière qu'il se crée un contact de serrage et d'étanchéité par action de calage à mesure que le dispositif d'assemblage est serré. 15 La vue en coupe fragmentaire de la figure 4 montre la posi tion finale des éléments du dispositif d'assemblage une fois que l'écrou a été amené, par l'action d'un couple, à sa position d' arrêt effective. L'on remarquera que l'extrémité du tuyau 24 n* est pas en contact avec le raccord 16. L'épaulement 41 du manchon 20 a été déformé de façon élastique jusqu'à ce que la surface 40 du manchon ait été amenée en contact d'appui avec la surface 42 de l'écrou. La surface d'arrêt 38 du manchon est en contact d'appui avec la surface d'arrêt 36 du raccord. Dans cette position, l'on peut observer que le manchon est serré étroitement entre la sur-25 face d'arrêt 36 du raccord et la surface 42 de l'écrou, et qu'un mouvement supplémentaire de l'écrou n'est pas possible avec les forces normales imposées par l'action d'un couple. La déviation élastique de l'épaulement 41 apporte de l'élasticité à la jonction, ce qui empêche l'écrou de se desserrer 30 sous l'effet des vibrations. Il convient de remarquer que la profondeur et la forme de l'encoche 44 sont définies de façon à obtenir une caractéristique désirée de déviation élastique pour l'épaulement 41 et la surface 40. L'encoche 44 peut être réduite ou éliminée dans certains cas. 35 Dans le dispositif d'assemblage de la figure 4, le manchon et sa surface 34 ont été déformés é 1 as ciquesnent par act'ion de calage, si bien que cette surface se trouve à présent presqu'en total appui sur la surface 32 du raccord « Des forces de. serrage radiales ont été imprimées au manchon et au tuyau, par l'intermé— 40' ' diàire des surfaces inclinées 34 .si 40» Cas forces ainsi que ORIGINAL 69 12265 5 2006484 l'action de serrage longitudinal imprimée au manchon en 38 et 40 assurent le maintien rigide du dispositif d'assemblage et l'é-tanchéité du tuyau sans nécessiter une empreinte du manchon sur le tuyau ou un contact d'appui du tuyau sur le raccord. La forme 5 du manchon et les surfaces de contact mutuel du manchon, de l'écrou et des organes de raccordement décrits précédemment peuvent être disposées différemment et modifiées de façon expérimentale afin d'imposer un niveau différent de serrage ou de contrainte élastique au tuyau. Toutefois, afin de réduire au minimum les 10 problèmes de fuite, la contrainte imposée au tuyau doit être maintenue à une valeur prédéterminée se situant de préférence au-dessous de la limite d'élasticité du matériau constitutif du tuyau. La figure 5 illustre le manchon en position autour du tuyau 15 avant l'emboutissage. L'on peut utiliser les techniques classiques d'emboutissage ou de formage par choc. En outre, des travaux expérimentaux ont montré que dans de nombreuses installations, l'emboutissage par explosion peut être effectué de façon satisfaisante. Quoique le manchon 12 ait été représenté avec 20 deux gorges d'emboutissage annulaires 22, le nombre et la forme de ces gorges d'emboutissage peuvent, bien entendu, être adaptés au matériau et au calibre utilisés. La figure 6 représente une variante d'un dispositif d'assemblage à deux écrous selon laquelle les deux tubes à accoupler 25 sont maintenus par un manchon à la manière d'un tuyau 10 du mode de réalisation représenté à la figure 1. Cette variante est sensiblement plus lourde que la réalisation représentée à 3a figure 1 mais présente l'avantage d'être interchangeable avec les dispositifs d' assemblage actuellement en service. L'installation, à 30 titre de remplacement, de ces dispositifs d'assemblage au cours d'une révision ou d'une réparation d'un réseau de canalisations existant (notamment dans le cas d'applications aéronautiques) entraine un accroissement de la sécurité de fonctionnement tout en permettant l'utilisation de tuyauterie plus légère . 35 Si l'invention a été décrite et illustrée ici avec référence à des modes de réalisation préférés de celle-ci, il est évident pour les spécialistes de ce domaine que différentes modifications de forme et de détail peuvent être apportées à ces réalisations sans que l'on s'écarte de l'esprit et du domaine de l'invention. 69 12265 6 2006484 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage de tuyaux, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison : un tuyau 5 un manchon qui entoure ce tuyau et est fixé rigidement à celui-ci un raccord fileté extérieurement un écrou fileté intérieurement qui entoure à la fois le manchon et le raccord et qui se visse sur le manchon 10 le tuyau et le manchon étant solidaires l'un de l'autre et constituant un ensemble rigide quelle que soit la mesure dans laquelle l'écrou est vissé sur le raccord, le manchon ayant été fixé rigidement au tuyau avant l'installation de l'écrou sur le raccord ; 15 le manchon, le raccord et 1'écrou comprenant des moyens formés de surfaces de contact mutuel, qui permettent de contrôler le déplacement relatif de ces organes durant l'installation de 1' écrou ; les moyens, formés de surfaces de contact mutuel, comprenant 20 des moyens de serrage permettant d'engendrer une force de serrage contrôlée, dirigée û 2. Dispositif d'assemblage d© tuyauxselon la revendication. 1, caractérisé par le fait que les différents organes sont de forme -35 telle que les raoyens, formés de surfaces de contact mutuel, coopèrent également afin d'empêcher que la face terminale du tuyau ne vienne au contact du raccorde 3. Dispositif d'assemblage de tuyaux selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le manchon et l'écrou sont de formes 40 telles que les moyens formés de surfaces de contact mutuel coopè- BAD ORIGINAL 69 12265 7 2006484 rent également afin d'engendrer une force élastique qui agit sur l'écrou de manière à empêcher un desserrage de l'assemblage lorsque celui-ci est soumis à des vibrations. 4. Dispositif d'assemblage de tuyaux , caractérisé par le fait 5 qu'il comprend en combinaison : un manchon de forme générale cylindrique, s'étendant de façon axiale et comprenant des parois périphériques interne et externe, la paroi périphérique interne définissant une gorge annulaire à l'intérieur de ce manchon, ce manchon comprenant également des 10 parties avant et arrière et une partie intermédiaire s'étendant de façon radiale vers 1'extérieur au—delà des parois périphériques externes des parties terminales avant et arrière, cette partie intermédiaire du manchon comprenant des surfaces de butée faisant face à l'avant et à l'arrière, la paroi périphérique 15 externe de la partie arrière comprenant une surface de butée inclinée ; une extrémité de tuyau accouplée par emboutissage à la gorge annulaire de la paroi périphérique interne du manchon ; un raccord s'étendant dans son ensemble, de façon axiale, de 20 forme cylindrique, fileté extérieurement et comprenant une partie extrême avant entourant la partie extrême arrière du manchon, ce raccord comprenant une surface terminale faisant face à l'avant, placée en rapport de butée avec la surface terminale faisant face à l'arrière de la partie intermédiaire du manchon, ce 25 raccord comprenant également une surface faisant face à l'intérieur, placée en rapport de butée avec la surface inclinée de butée de la partie arrière du manchon ; et un écrou s'étendant dans son ensemble, de façon sociale, de forme cylindrique, fileté intérieurement, qui se visse sur le 30 raccord, cet écrou entourant la partie intermédiaire du manchon, cet écrou comprenant également un épaulement s'étendant de façon radiale vers l'intérieur, espacé de la star face terminale faisant face à l'avant du raccord et entourant une partie de la partie avant du manchon, cet épaulement et l'écrou comprenant une sur-35 face faisant face à l'arrière, placée en rapport de butée avec la surface faisant face à l'avant de la partie intermédiaire du manchon.