Brevet FR2238108A1 — publié le 19750214

L'invention concerne un raccord de haute sécurité à bague, opérant par pénétration limitée dans la paroi extérieure d'un tube de circulation de fluide à raccorder, notamment pour des circuits hydrauliques où la pression est supérieure à 400 bars, et soumis à des vibrations et des "coupes de bélier'10 On contact déjà des raccords à bague d'incru tation pour la jonction de tuyaux métalliques.Ces raccords se composent généralement d'un mamelon comportant9 un alésage cylindrique de guidage de 1' extrémité #u tube à raccorder, un siège sur lequel s'applique la surface extérieure de l'extrémité avant d'une bague constituant la deuxième pièce du raccord, une troisième pièce formant écrou se vissant sur un filetage du mamelon pour provoquer l'ancrage par incrustation de la partie avant de la bague et appliquer la partie arrière de cette bague sur la paroi extérieure du tube à raccorder. Ce type de raccord donne des résultats satisfaisants lorsqu'il est utilisé avec des fluides sous pression, dans un domaine compris entre 100 et 600 bars ;seules des vibrations peu importantes peuvent titre tolérées. L'expérience montre que lorsque les raccords de ce type sont soumis à des contraintes élevées résultant à la fois de pressions proches des limites ci-dessus, et de vibrations importantes, leur taux de défaillance croit sensiblement. On constate généralement dans ce cas, qVe, à la partie arrière de la bague du raccord, à l'endroit où l'ampli- tude des vibrations transmises est maximale, il se produit une détérioration pouvant aller jusqu'à l'amorce de rupture, et par conséquent, une tendance à solliciter au maximum la section résistance située à l'avant de la bague au niveau du bourrelet formé, ce qui peut créer des phénomènes indésirables allant de la simple fuite au déboîtage. L'invention a pour but de remédier i ces inconvénients et se propose de fournir un raccord pour circuits à très hautes pressions, égales ou supérieures à 600 bars, et soumis à des régimes vibratoires intermittents ou permanents, particulièrement intenses. L'invention a aussi pour but de créer un raccord dont ltétanchéité soit indépendante des-sollicita- tions mécaniques dues à l'action conjuguée de la pression et des vibrations. L'invention a également pour but de créer un raccord dans lequel l'étanchéité et lvancrage sont obtenus en supprimant tout risque de surserrage. A cet effet, l'invention concerne un raccord pour tubes, du type comportant une bague d'étanchéité et de blocage déformée élastiquement et sertie sur le tube à raccorder par les pressions exercées respectivement sur sa partie avant et sur sa partie arrière par un mamelon creux fileté et par un écrou vissé sur ce mamelon, dans des cavités prévues à l'intérieur de ces deux pièces et munies d'alésages coniques appuyant sur la bague, et d'alésages cylindriques pour guider le tube, la déformation de la bague créartun bourrelet annulaire sur la surface du tube, raccord caractérisé en ce que la bague est munie d'une part de moyens d'étanchéité et d'autre part de moyens de blocage, les moyens d'étanchéité comportant, à 1' extrémité avant de la bague, une arête d'estré- mité annulaire en contact avec le tube à raccorder et, à proximité de cette arque d'extrémité une arête d'incrustation sur le tube, annulaire et intérieure à la bague, les moyens de blocage étant constitués par une nervure de pénétration et de butée dans une gorge prévue sur le tube à raccorder. Cette nervure une fois en place dans la gorge du tube remplit trois offices a) frettage du tube en fond de gorge, absorbant toutes les vibrations b) appui de l'avant de la nervure contre 11 avant de la gorge s'opposant au recul créé par la pression ; c) indication dela fin du sertissage par une élévation rapide et brutale du couple de serrage assurant ainsi toute garantie de sécurité. Cette disposition particulièrement avantageuse permet de diminuer les contraintes inévitables au niveau de l'ancrage sur les déux surfaces de contact ; en effet, le contact de. la bague sur le fond de la rainure assure un frettage.et le contact sur la face avant de cette rainure assure une précontrainte s'opposant à la force de déboltement créée par la pression dans le tube les surfaces de contact sont dépourvues de crêtes en sillons coupants générateurs d'entailles. Selon une caractéristique de l1inven- tion, l'écrou et la bague comportent des surfaces-coniques respectivement intérieure et extérieure, coopérant de sorte que le vissage de l'écrou sur le mamelon provoque la pénétration de la nervure intérieure de la bague dans la gorge du tube à raccorder. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague d'étanchéité et de blocage est en métal traité pouvant subir des déformations élastiques. Ces caractéristiques rendent le raccord selon l'invention utilisable pour des tubes dont le diamètre peut être aussi bien de l'ordre de quelques millimètres, que pour des tubes dont le diamètre peut atteindre 50 millimètres - et méme plus, latempérature d'utilisation de ces raccords est comprise entre 4200 C et + 2500 C suivant la nature des matériaux utilisés. Un raccord selon l'invention est représenté à titre d1 exemple non limitatif sur les dessins cijoints dans lesquels - la figure I est une vue d'ensemble, en# coupe, d'un raccord selon l'invention, muni d'une bague selon une première forme de réalisation ; - - la figure 2 représente une deuxième forme de réalisation d'une bague pouvant convenir à un raccord selon l#invention ; - la figure 3 représente une troisième forme de réalIsation d 1une bague pouvant convenir à un raccord selon l'invention. Le raccord selon l'invention comporte un mamelon 1, une bague 2 et un écroui 3. Le mamelon i est muni dsun filetage 10 et alésages 11, 12, 13, concentriques. l'alésage 11, cylindriques a le plus petit diamètre et sert à la circulation du fluide, l'alésage 12 cylindrique lui- aussi, est destiné au guidage du tuyau à raccorder et est situé entre 11 alésage cylindrique il et un alésage conique 13 (ayant un angle voisin de 240) qui sert de surface de contact à la surface extérieure située à l'avant de la bague 2. La bague 2 comporte extérieurement à sa partie avant, une region courbe convexe 20 destinée à entrer en contact avec l'alésage conique 13 du mamelon ; cette région courbe 20 est reliée, par une succession de surfaces cylindriques et coniques, à une partie tronconique extérieure 21. Intérieurement, la bague 2 est munie d'une succession d'alésages cylindriques et coniques dont certains sont raccordés par des épaulements. La jonction des surfaces extérieures, et plus particulièrement de la région courbe 20 et de la surface intérieure, forme une arête d'extrémité annulaire 22 à l'avant de cette bague.La partie avant de la surface intérieure de la bague 2 comporte essentiellement un alésage cylindrique 23 relié à un épaulement 24 formant une arête d'incrustation 25 avec un outre alésage cylindrique 26 de plus petit diamètre ; cet alésage cylindrique 26 de petit diamètre est relié coniquement à un alésage de plus grand diamètre, relié luizmeme par un épaule- ment 27 à un alésage 28 de plus petit diamètre que le précédent. L'alésage 28 forme par conséquent une nervure annulaire à 1 'in- térieur de la bague 2. L'écrou 3 porte un taraudage 30 coopérant avec le filetage 10 du mamelon creux 1 ; ce taraudage 30 se prolonge par un alésage cylindrique 31, relié à un alésage conique 32 destiné à coopérer avec la partie tronconique 21 située à l'extrémité arrière de la bague l'alésage conique 32#est relié à la paroi arrière de 11 écrou 3 par un alésage cylindrique 33 lé- gèrement supérieur au diamètre du tube à raccorder et destiné au guidage de celui ci. le tube à raccorder doit être muni, pour être employé avec le raccord suivant l'invention, d'une gorge cylindrique situez à une distance judicieuse de son extrémité, et destinée à recevoir la nervure 28 de la bague 2. L'écrou 3 ainsi que la bague 2 étant montés sur le tube à raccorder au manchon 1, l'estremité de ce tube est amenée en contact avec l'épaulement situé entre les alésages cylindriques 11 et 12 du mamelon 1, l'écrou 3 est vissé sur le filetage 10 du mamelon 1, et sous l1effet du serrage, la bague est contrainte de s'engager dans le cône 13 et se déforme de telle manière qu'elle s'ajuste parfaitement par sa surface courbe 20, contre celui-ci, tandis que son arête 25 s'incruste dans la surface extérieure du tube pour y refouler un bourrelet annulaire. La poursuite du serrage de l'écrou pro voque une déformation de plus en plus grande de la bague 2, amenant la nervure arrière 28 dans la gorge du tube à raccorder créant ainsi un verrouillage élastique assurant un maintien parfait du tube. les configurations de l'écrou et de la bague sont évidemment définies de façon à permettre à -celle-ci une déformation radiale au moment de ltemboftement de sa nervure arrière 28 dans la gorge du tube à raccorder. Ce point de maintien arrière du tube fait office de barrage aux vibrations et soustrait à leurs effets nuisibles, la zone d'étanché#ït située à l'avant. Des formes géométriques retenues pour l'ensemble, dépend donc le positionnement automatique de la bague en fin de sertissage. Le frettage du tube à l'arrière du raccord, permet d'éviter un état de moindre résistance pour IW tube dans les conditions de service à pressions élevées. En conséquence, on obtient un contact, éntre-la face avant de la gorge du tube à raccorder et l'épau- lement avant de la nervure 28 de la bague 29 St opposant au recul sollicité par la pression. On obtient simultanément un contact, entre les deux mêmes pièces, au fond de la gorge du tube à raccorder, créant une véritable frette de renfort du tube à ce niveau. Il résulte de ces deux contacts, une élévation brutale de la résistance au serrage de l'opérateur, signifiant à celuici que le sertissage est terminé et qu'il offre toutes les garanties de sécurité attendues. la bague étant touJours en déformation élastique, aucun-risque de déserrage n'est à craindre dans les conditions de fonctionnement les plus dures, et de nombreux démontages et remontages sont possibles sans perdre les avant tages énoncés. Selon une première variante de réalisation, la partie -courbe située à l'avant de la bague 2 peut être constituée par un bourrelet annulaire 120 à section longitudinale circulaire dans la région de son contact avec la partie interne et conique 13 du mamelon 1, constituant ainsi un joint torique dans cette région. Cette configuration permet d'atteindre une étanchéité parfaite pour des pressions aussi faibles que 10-4 torr. Selon une seconde variante de réale sation, on peut obtenir une étanchéité aussi bien à l'arrière qu' à 1 'avant tout en conservant l'avantage du verrouillage é las- tique à l'aide d'une ardue vive, reliant9 à la place d'un épaulement 27 et d'un alésage cylindrique 28, deux alésages coniques 227 et 228. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Raccord pour tubes, du type comportant une bague (2) d'étanchéité et de blocage déformée élastiquement et sertie sur le tube à raccorder par les pressions exercées respectivement sur Sa partie avant (20) et sur sa partie arrière (21) par un mamelon -creux (1) fileté et par un écrou (3) vissé sur ce mamelon (1), dans des cavités prévues à l'intérieur de ces deux pièces et munies d'alésages coniques (13 32 ) appuyant sur la bague~(2) et a'alésages cylindriques (12, 33) pour guider le tube, la déformation de la bague (2) créant un bourrelet annulaire sur la surface du tube, raccord caractérisé en ce que la bague (2) est munie d'une part de moyens d'étanchéité et d'autre part de moyens de blocage, les moyens d'étanchéité comportant, à l'extrémité avant de la bague, une arête d'extrémité (22) annulaire en contact avec le tube à raccorder et, à proximité de cette arête d1extrémité i22), une arête d'incrustation (25) sur le tube annulaire et intérieure à la bague (2), les moyens de blocage étant constitués par une nervure (28) de pénétration et de butée dans une gorge prévue sur le tube à raccorder. 20) Raccord selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'écrou (3) et la bague (2) comportent des surfaces coniques respectivement intérieure (32) et exté- meure (21), coopérant de sorte que le vissage de l'écrou (3) sur le mamelon (1 ) provoque la pénétration de la nervure inté- rieure (28) de la bague (2) dans la gorge du tube à raccorder. 30-) Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arête d'extrémité (22) de la bague (2) est constituée par l'intersection d'un alésage cylindriçue d'unewsurface (20), annulaire et extérieure à la bague (1). 40)#Raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'arête d'extrémité (2?) de la bague (2) est constituée par l'intersection d'un alésage cylindrique (23) et d'une surface (120), annulaire et extérieure à la bague (2), à section longitudinale partiellement circulaire en forme de bourrelet constituant un joint torique dans la région de son contact avec l'alésage conique (13) du mamelon (1). 50) Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (2) d2étanchéité et de blocage comporte, comme moyen d'étanchéité auxiliaire, à sa partie arrière, une arête vive intérieure, servant aussi de nervure (28) de pénétration et de butée,- formée par l'in'ter- section de deux alésages coniques (227, 228). 60) Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce-que la bague (2) d'étanchéité et de blocage est en métal traité pouvant subir des défo#rmations élastiques.