Brevet FR2334905A1 — publié le 19770708

L'invention est relative à un manchon résistant aux tractions axiales, pour le raccordement de tubes, notamment de tubes en fonte, en acier ou en grès, dans lequel, de chaque côté de l'emplacement de raccordement, un collier de serrage de métal ferreux entoure l'un des tubes et les deux colliers de serrage sont reliés axialement. Dans les manchons résistant aux tractions axiales, en deux parties, connus de ce genre, les bandes des colliers de serrage sont réalisées de chaque côté dlun manchon de bande large, de matériau lisse, qui entoure l'interstice d'assemblage situé entre les deux tubes. Aussi bien le manchon de bande large que les bandes des colliers de serrage ne subissent que de faibles forces axiales, telles que celles qui interviennent pour une pression intérieure d'environ 0,6 à 0,7 bar et un diamètre intérieur de tubes d'environ 100 mm. Dans le cas où on exige aussi une étanchéité de 11 emplacement de raccordement pour une pression intérieure plus élevée, atteignant 5 atmosphères au-dessus de la pression atmosphérique, la résistance aux tractions axiales n'est plus satisfaisante.Des difficultés analogues peuvent se rencontrer lorsqu'on utilise ces manchons résistant aux tractions axiales connus dans d'autres raccordements de tubes. t' invention a donc pour but de réaliser un manchon résistant aux tractions axiales du genre décrit au préambule, qui résiste à des forces relativement élevées, sans queues éléments composants exigent de dimensionnement particulièrement fort. Ce problème est résolu, conformément à r'invention, par le fait que chaque bande de collier de serrage présente sur sa face intérieure des griffes trempées, au moins superficiellement, et est dimensionné de manière à présenter une certaine rigidité à la torsion. Les griffes trempées peuvent s'engager, par leurs arêtes ou par leurs pointes, dans le matériau mtme de tubes de grande dureté et donnent ainsi aux bandes de colliers de serrage une tenue sûre sur la surface extérieure des tubes, à l'encontre de forces de traction axiales. Lorsque les tubes, sous l'action de la pression intérieure, tendent à s'écarter axialement l'un de l'autre, le matériau constituant les tubes se trouve refoulé devant les griffes, ce qui oppose une résistance accrue aux griffes et empêche l'écartement axial des tubes. Si on se contentait de dimensionner plus fortement les colliers de serrage afin qu'ils exercent des forces de serrage plus intenses, il faudrait mettre en oeuvre une plus grande quantité, non négligeable, de matériau.Au contraire,les griffes assurent une tenue sûre aux colliers de serrage, même pour des forces de serrage relativement faibles de ceux-ci et sans que ceux-ci aient besoin d'être dimensionnés plus fortement. Il suffit de réaliser les bandes des colliers de serrage sous une forme présentant une certaine rigidité à la torsion. De préférence, les griffes sont formées par repliage du ma tériau constituant la bande de collier de serrage. Elles sont ainsi faciles à fabriquer d'une seule pièce avec la bande du collier de serrage, cette bande pouvant être estampée en même temps que les griffes. Après estampage et repliage,la bande de collier de serrage peut être soumise à un traitement de trempe superficielle ou de cémentation. Il est alors avantageux que les griffes forment une couronne sur chacun des bords de la bande de collier de serrage. Une telle couronne, d'une part, contribue à donner une certaine rigidité à la bande et, d'autre part, fournit une position axialement extérieure des griffes, de sorte qu'on peut se contenter d'un petit nombre de griffes et qu'en même temps le couple de torsion exercé par les forces axiales sur la bande de collier de serrage est transformé en forces radiales qui donnent aux griffes une tenue encore meilleure. Il est alors particulièrement avantageux que, dans des plans axiaux du tube, les griffes soient dirigées obliquement par rapport à un plan radial du tube. Lors de leur montage,les colliers de serrage peuvent alors être disposés de telle manière que les griffes soient dirigées en sens contraire de celui du mouvement relatif, entre la bande de collier de serrage et le tube, produit par des forces axiales. Si ces forces axiales sont très élevées, les griffes se redressent alors éventuellement jusque dans le plan radial, à l'encontre de la force permanente de serrage de la bande de collier de serrage, de sorte que la force radiale de serrage se trouve accrue. Ceci contribue également à améliorer la tenue des bandes de colliers de serrage.Dans ce cas, le montage est effectué de telle manière que les griffes de l'une des bandes de collier de serrage soient inclinées en sens contraire de celles de l'autre bande de collier de serrage. Les griffes se redressent alors sur les deux bandes de colliers de serrage sous l'action de forces axiales intenses. De préférence, les griffes de chaque bande de collier de serrage sont disposées obliquement en sens contraire l'une de l'autre. Ceci simplifie le montage car la position de la bande de collier de serrage relativement à la direction d'obliquité des griffes, n'entre pas en ligne de compte lors du montage. D'une manière avantageuse,les griffes sont épointées à peu près en dents de scie. On obtient ainsi des griffes à pointes aiguës qui sont faciles à estamper. Chaque bande de collier de serrage devrait comporter au moins trois parties assemblées par des vis. Un tel mode de réalisation en trois parties de la bande de collier de serrage, malgré une rigidité relativement élevée, s'adapte à des différences de diamètres des tubes, du fait qu'il faut mettre en oeuvre un nombre correspondant de liaisons à vis, qui permettent de s'adapter à un diamètre de tube relativement grand en serrant moins profondément les vis de liaison. Les éléments de liaison entre les colliers de serrage sont constitués de préférence par des barres profilées. Celles-ci résistent non seulement à des forces de traction élevées mais encore à des forces de flexion élevées, notamment dans le cas des embranchements de tubes. il est avantageux de prévoir au moins trois barres de liaison à peu près équidistantes angulairement. On est assuré ainsi que les forces de flexion s'exerçant sur les tubes sont absorbées dans tous les cas par au moins une barre de liaison, de sorte que tout échappement latéral ou tout pliage des tubes, à leur emplacement de- liaison, se trouve empêché, même pour une pression intérieure très élevée. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un de ses modes de réalisation préférentiels,pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue à échelle 1/1 en perspective d'un raccordement de tubes comportant un manchon résistant aux tractions axiales conforme à l'invention, et - la figure 2 est une vue, à un peu plus grande échelle, en coupe, suivant la ligne A-A de la figure 1. Sur la figure 1,on distingue deux tubes, 1 et 2, dont les extrémités sont-assemblées bout à bout, qui sont raccordés à l'aide d'un manchon en bande large 3, de type usuel, dont les extrémités recouvrent les deux tubes 1 et 2. Sur la surface intérieure du manchon en bande large 3 est prévu un manchon d'étanchéité, en matériau élastique, non visible sur la figure, qui recouvre également les deux extrémités de tubes. Ce raccordement de tubes doit résister à une pression inté rieur d'environ 5 atmosphères au-dessus de la pression atmosphérique, pour un diamètre de tube d'environ 100 mm. Dans ce cas, il peut se produire des forces axiales très élevées qui tendent à écarter l'un de l'autre les deux tubes 1 et 2. En outre,les forces de pression intérieures tendent à incurver ou plier les tubes à leur emplacement de raccordement, de sorte que ceux-ci tendent à échapper latéralement. Aussi bien l'écartement que l'incurvation des tubes se trouvent empêchés par un manchon résistant aux tractionsaxiales qui recouvre l'emplacement de raccordement des tubes. Ce manchon se compose d'un collier de serrage, entourant le tube 1 et comportant une bande de collier de serrage 5 en trois parties 4, et un collier de serrage analogue, entourant le tube 2 et comportant une bande de collier de serrage 5 également en trois parties 4. force de serrage des bandes de collier de serrage 5 est exercée par des vis 6 et des écrous 7 qui agissent sur des brides radiales 8 prévues aux extrémités des parties 4 de bandes de colliers de serrage 5. ils vis 6 traversent non seulement des trous formés dans lesdites brides 8 mais encore des trous formés aux extrémités de trois barres de liaision 9, profilées en forme de L, en acier, qui s'étendent entre les colliers de serrage disposées aux deux extrémités de l'emplacement de raccordement, c'est-à-dire aux deux extrémités du manchon en bande large 3. La troisième barre de liaison se trouve du coté, non visible sur la figure 1, des tubes 1 et 2. Les barres de liaison sont espacées d'environ 1200 sur le pourtour des tubes. Il en va de même pour les trois parties 4 des bandes de collier de serrage 5. Cette subdivision périphérique symétrique des bandes de colliers de serrage 5 et cette disposition périphérique symétrique des barres de liaison 9 assurent que les tubes I et 2, à leur emplacement de raccordement, ne peuvent échapper ou plier transversalement par rapport à leur direction longitudinale, comme ce peut être le cas avec des bandes de colliers de serrage en une seule partie, utilisartune seule barre de liaison, ou en deux parties, utilisant deux barres de liaison, lorsque le fluide contenu dans les tubes présente une pression très élevée.Dans le cas des bandes de collier de serrage en deux parties utilisant deux barres de liaison, et se présentant sous forme symétrique, c'est-à-dire à espacement angulaire de 1800 des barres de liaison, les tubes risquent moins de se plier ou de se couder à l'empla- cement de raccordement, mais une légère dissymétrie de construction du manchon résistant aux tractions axiales ou des conditions intérieures de pression peut produire un échappement latéral des tubes. Le profilage des barres de liaison 9 fournit une rigidité supplémentaire à l'emplacement de raccordement relativement à toute dissymétrie des forces radiales. Les bandes de colliers de serrage 5 sont munies, sur leurs bords, de griffes 10, repliées vers l'intérieur à la manière de brides, en forme de dents de scie et de longueurs de branches égales, qui sont inclinées, alternativement en sens contraire, par rapport à un plan radial du tube dans un plan axial de celuici, d'un angle a d'environ 100, comme on le voit sur la figure 2 qui représente à plus grande échelle une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1. Les bandes de colliers de serrage 5 sont réalisées en acier cémenté ou trempé superficiellement de sorte que les pointes des griffes 10 peuvent pénétrer même dans des tubes de matériau dur et résister ainsi, sans déraper, à des forces axiales importantes tendant à écarter l'un de l'autre les tubes 1 et 2 à leur emplacement de raccordement. Lorsqu'il se produit, suivant la direction des flèches Il et 12, des forces axiales supérieures à la résistance à la flexion des griffes 10, les griffes 10, inclinées en direction de l'emplacement de raccordement, c'est-àdire du manchon en bande large 3, se dressent à 11 encontre de la force de serrage indiquée par la flèche 13, de sorte que la pression radiale exercée sur ces griffes 10 est augmentée, ce qui améliore la tenue de ces griffes 10 sur les tubes.Bien qu'en ce qui concerne llamélioration de l'action de serrage des bandes de colliers de serrage 5, il puisse être avantageux que toutes les griffes 10 d'une bande de collier de serrage 5 soient inclinées suivant la même direction, l'inclinaison alternativement en sens contraire des griffes d'une bande de collier de serrage 5 présente l'avantage qu'au cours du montage des bandes de collier de serrage 5 on n'a pas besoin de tenir compte d'une direction particulere d'inclinaison des griffes 10. On peut cependant aussi, pour chaque bande de collier de serrage 5, incliner les griffes 10 d'un desbords suivant une direction axiale, de préférence vers l'extérieur par rapport au plan axial médian de la bande 5, et incliner en direction contraire les griffes 10 de l'autre bord. de la bande 5. Le domaine d'application préférentiel de ces manchons résistant aux tractions axiales englobe les raccordements de tubes sans manchon, tels que les raccordements à serrage ou à brides à bague de serrage. Mais ils conviennent aussi aux raccorde ment à manchons. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVEIXDICAGIONS 1. Manchon résistant aux tractions axiales, pour le raccordement de tubes, notamment de tubes en fonte, en acier ou en grès, dans lequel, de chaque côté de l'emplacement de raccordement, un collier de serrage de métal ferreux entoure l'un des tubes et les deux colliers de serrage sont reliés axialement, lequel manchon est caractérisé en ce que chaque bande de collier de serrage (5) présente sur sa face intérieure des griffes (10), trempées, au moins superficiellement, et est dimensionné de mani ère à présenter une certaine rigidité à la torsion. 2. Manchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que les griffes (10) sont formées par repliage du matériau constituant la bande de collier de serrage (5). 3. Manchon selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la bande de collier de serrage (5) est cémentée ou trempée superficiellement. 4. Manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les griffes (10) forment une couronne sur chacun des bords de la bande de collier de serrage (5). 5. Manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans des plans axiaux du tube, les griffes (1C) sont dirigées obliquement par rapport à un plan radial du tube. 6. Manchon selon la revendication 5, caractérisé en ce que les griffes (10) de l'une des bandes de collier de serrage (5) sont inclinées en sens contraire de celles dé l'autre bande de collier de serrage. 7. Manchon selon la revendication 5, caractérisé en ce que les griffes (10) de chaque bande de collier de serrage (5) sont disposées obliquement en sens contraire l'une de l'autre. 8. Manchon selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce que les griffes (10) sont épointées à peu près en dents de scie. 9. Manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque bande de collier de serrage (5) comporte au moins trois parties/a4semblées par des vis (6, 7). 10. Manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les éléments de liaison entre les colliers de serrage (5, 6, 7) sont constitués par des barres profilées (9). 11. Manchon selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins trois barres de liaison (9) à peu près équidistantes angulairement.