Brevet FR2442392A1 — publié le 19800620

On sait qu'il existe différents types de raccords démontables servant à réunir entre eux deux tubes ou tuyaux à extrémité lisse, qui ne sont pas terminés par des collerettes rabattues. On connaît, par exemple, par le brevet français 1 302 363 des raccords qui consistent en un manchon dont les deux embouts filetés cylindriques coopèrent chacun avec un écrou de serrage. Ce dernier prend appui par une portée conique sur une bague fendue et par vissage de l'écrou autour du manchon, la bague précitée est rétreinte par la pression de l'écrou. Un raccord de ce genre est ~gaiement pourvu de chaque caté du manchon, d'un joint torique d'étanchéité qui est inséré entre le tube à assembler et l'alésage du manchon et comprimé dans son logement par une rondelle poussée par l'écrou. La présente invention vise, en premier lieu, à proposer un raccord démontable perfectionné du type ci-dessus indiqué qui ne comporte qu'un nombre très réduit de pièces et présente une grande facilité de montage et de démontage. Selon l'invention, les embouts du manchon et les écrous de serrage associés sont filetés coniques, chaque embout étant pourvu d'au moins une fente radiale, de sorte que l'embout peut être directement rétreint autour du tube à assembler par la pression de l'écrou de serrage. Ainsi, le raccord selon l'invention ne comporte, en dehors des joints d'étanchéité, que trois pièces : un manchon à embout fileté conique et deux écrous filetés coniques.La conicité des embouts filetés du manchon et des écrous de serrage et les dimensions du filetage sont calculées de façon à permettre à la fois, d'une part, un serrage radial important de l'embout fileté autour du tube à assembler et, d'autre part, l'existence d'un nombre de filets en prise suffisant pour obtenir une bonne résistance au cisaillement de ces filets. En outre, les risques de déformation des tubes à assembler lors du montage du raccord selon l'invention sont réduits étant donné que l'embout est progressivement déformé par l'écrou de serrage au cours du vissage de celui-ci, si bien qutà un accroissement du serrage radial du tube correspond une augmentation de la surface d'appui de l'embout autour du tube. La présente invention vise en outre à réaliser un raccord à étanchéité absolue apte à résister à des pression de fluide très élevées Selon l'invention, le joint torique qui assure l'étanchéité entre le manchon et un tube assemblé est inséré dans un logement annulaire qui a pour caractéristique essentielle de de comporter entre deux parois d'extrémité, un fond conique dont le diamètre va croissant vers l'intérieur du manchon. Une telle configuration présente un double fntéret : au montage, la mise en place de l'extrémité du tube à assembler à l'intérieur du manchon du raccord peut être effectuée sans risque de détérior;tion du joint torique d'étanchéité car ce dernier peut être poussé par le tube en direction de la zone de plus grand diamètre du logement.En outre, après montage, la pression de fluide à l'intérieur des tubes assemblés et du manchon a pour effet de comprimer le joint torique dans la zone de plus petit diamètre du logement et, plus la pression de fluide à l'intérieur des deux tubes assemblés est élevée, plus le joint torique est comprimé dans la zone de plus petit diamètre du logement et meilleure est, par conséquent, l'é- tanchéité qui en résulte. La présente invention a donc pour objet le produit industriel nouveau que constitue un raccord démontable, servant notamment à réunir deux tubes, de même diamètre ou de diamètres différents, un tel raccord comportant un manchon sensiblement cylindrique, à l'intérieur de l'alésage duquel sont enfilées les extrémités des deux tubes qu'il s'agit d'assembler, le manchon précité comportant, à l'une au moins de ses extrémités, d'une part, un embout pourvu d'un filetage extérieur qui est destiné à coopé- rer avec le filetage correspondant d'un écrou de serrage et, d'autre part, un joint torique d'étanchéité, ledit joint étant inséré à l'intérieur de l'alésage du manchon dans un logement annulaire pratiqué sur la paroi dudit alésage, l'étanchéité étant obtenue par compression dudit joint entre un tube à assembler et l'alésage du manchon, caractérisé par le fait que l'embout et l'écrou de serrage sont filetés coniques, ledit embout comportant au moins une fente sensiblement radiale débouchant à son extrémité libre et per mettant ----- la réduction de son diamètre intérieur lors du vissage de l'écrou de serrage. Dans un mode préféré de réalisation, l'angle de conicité de l'écrou fileté conique est sensiblement égal ou légèrement supé- rieur à l'angle de conicité de l'embout fileté conique qui lui est associé ; l'angle de conicité de l'écrou fileté conique est d'environ 12* tandis que l'angle de conicité de l'embout fileté conique associé est d'environ 100 ; le diamètre extérieur de l'embout fileté conique, mesuré à fond de filet ou aux sommets des filets, va décroissant en direction de son extrémité libre ; l'embout fileté conique est muni de plusieurs fentes radiales qui s'étendent sensiblement sur toute sa longueur, ces fentes étant angulairement régulièrement espacées les unes des autres ; les filetages de éventuellement à profil rond l'écrou et de l'embout associé sont à profil triangulaire ou/ ; la profondeur du filetage de l'écrou et de l'embout associé est suffisante pour que le vissage de l'écrou sur l'embout s'effectue sans déformation de l'embout jusqu'à ce que de 1 à 10 filets soient en prise ; l'alésage du manchon est, au droit de sa partie qui constitue au moins l'extrémité de l'embout fileté conique, sensiblement en forme de tronc de cdne dont le diamètre croit légère- ment depuis la zone de raccordement de l'embout avec le corps du manchon jusqu'à l'extrémité libre dudit embout, une nervure périphérique,de préférence à profil triangulaire, étant prévue en relief sur la paroi de l'alésage, au voisinage de l'extrémité libre de l'embout fileté conique ; le manchon se prolonge, à chacune de ses extrémités, par un embout fileté conique ; les deux embouts précités sont séparés par une partie centrale de manchon, dont la paroi extérieure forme un six pans. La présente invention a en outre pour objet un raccord démontable servant notamment à réunir deux tubes, un tel raccord comportant un manchon sensiblement cylindrique, à l'intérieur de l'alésage duquel sont enfilées les extrémités des deux tubes qu'il s'agit d'assembler, le manchon précité comportant, à l'une au moins de ses extrémités, d'une part, un embout pour d'un filetage extrieur qui est destiné à coopérer avec le filetage correspondant d'un écrou de serrage et, d'autre part, un joint torique d'étant chdit~,ledit joint étant inséré à l'intérieur de l'alésage du manchon équipant le raccord, dans un logement annulaire pratiqué sur la paroi dudit alésage, caractérisé par le fait que la section transversale du logement annulaire est supérieure à la section transversale du joint torique qui y est inséré, ce logement annulaire comportant, entre deux parois d'extrérnité, un fond sensiblement conique dont le diamètre va croissant vers l'intérieur du manchon Le joint torique étant susceptible d'8tre déplacé axialement dans son logement par la pression de fluide régnant à l'inté- rieur du raccord, après son montage, depuis la zone de plus grand diamètre du logement vers sa zone de plus petit diamètre, de façon à assurer par compression du joint, l'étanchéité entre le tube assemblé et le manchon. Avantageusement, les deux parois d'extrémité du logement annulaire sont sensiblement parallèles et perpendiculaires à l'axe de l'alésage du manchon ; le manchon du raccord est pourvu, à chacune de ses extrémités, d'un logement annulaire recevant un joint torique, qui assure l'étanchéité entre l'un des deux tubes assemblés et le manchon. Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre d'exemple purement jilus- tratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 représente, partiellement en coupe axiale et partiellement en élévation, un raccord démontable selon l'in- vention, l'un des deux écrous de serrage du raccord ayant été enlevé - la figure 2 représente, à une plus grande échelle, une variante de réalisation de l'extrémité intérieure du manchon qui pant le raccord de la figure 1. En se référant au dessin annexé, on voit que l'on a dési- gné par 1 dans son ensemble un raccord démontable qui sert, dans cet exemple de réalisation, à réunir deux tubes métalliques 2 de meine diamètre Il est bien entendu que le raccord 1 peut être modifié de façon à permettre l'assemblage de deux tubes de diamètres différents, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Un tel raccord consiste en un manchon 3 de forme générale cylindrique dans l'alésage 4 duquel sont introduites les extrémités des deux tubes 2 à assembler, et en deux écrous de serrage 5 à six pans, qui sont vissés sur chacune des extrémités du manchon 3. Pour des questions de facilité de compréhension, seul l'un des deux écrous de serrage 5 a été représenté sur la figure 1. Le manchon 3 constitue une pièce symétrique, qui est divisée en deux moitiés semblables par son plan médian transversal. Leal~sage 4 qui traverse de part en part le manchon 3 a un diamètre qui est légèrement supérieur au diamètre extérieur des deux tubes 2 à assembler. Extérieurement, la partie centrale 16 du manchon 3 présente une paroi prismatique définissant une portée d'é- crou à six pans. De partet d'autre de la partie centrale 16, le manchon 3 se prolonge par un embout fileté 7 sur lequel vient se visser l'un des deux écrous de serrage 5. L'une des caractéristiques essentielles du raccord 1 provient de ce que chaque embout 7 est fileté conique : le filetage extérieur que porte chaque embout 7 est ménagé non pas sur une surface cylindrique à base circulaire, mais sur une surface conique dont l'angle de conicité est, dans cet exemple de réalisation d'environ 100. Les filets 8 portés par chaque embout 7 ont un profil triangulaire et une profondeur de 0,75 mm, leur pas est de 1,5 mm ; la longueur de la zone filetée mesurée selon l'axe du manchon est de 17 min, Le diamètre extérieur de chaque embout 7 va décroissant vers l'extérieur du manchon 3. Quatre fentes radiales 9 sont entaillées dans la paroi des embouts 7.Les fentes radiales 9 s'é- tendent sensiblement sur toute la longueur de chaque embout 7 et elles sont sensiblement disposées à 900 les unes des autres. Comme chaque embout 7 est délimité intérieurement par une surface cylindrique à base circulaire formée par l'alésage 4 du manchon et extérieurement par une surface conique sur laquelle a été ménagé le filetage, l'dpaisseur de paroi des embouts est progressivement décroissante vers l'extérieur du manchon. Les deux écrous de serrage 5 sont de type classique, à cette différence près qu'ils sont, comme les embouts 7, filetés coniques. L'angle de conicité du filetage des écrous 5 est, dans cet exemple de réalisation, d'environ 120 soit une valeur légè- rement supérieure à l'angle de conicité des embouts 7. Le filetage des écrous 5 a les mimes caractéristiques que celui des embouts 7. En position d'assemblage, lorsque les extrémités des deux tubes 2 ont été enfilées à l'intérieur de l'alésage 4 du manchon, chaque écrou de serrage 5 peut titre embouts, sans vissage, sur l'embout fileté correspondant, cette translation pouvant être poursuivie jusqu'au moment où le sommet d'un ----- filet de 1'~- crou 5 vient en appui contre le Sommet d'un filet de l'embout 7. L'emboftement de l'écrou 5 sur l'embout 7 ne peut plus, dès lors, se faire par une simple translation et, si l'on désire le poursuivre, il est alors indispensable de visser l'écrou en lui im- primant un mouvement de rotation. Le vissage de l'écrou peut titre effectué manuellement jusqu'au moment où le sommet d'un -------- filet de l'écrou vient en butée dans le fond d'un sillon du filetage de l'embout 7. La valeur du déplacement précité dépend & a fois de la hauteur des filets 8 et de l'angle de conicité. On voit en effet que, Si l'embout 7 et l'écrou 5 étaient filetés cylindriques, le nombre de filets en prise pourrait titre gal au nombre de filets de l'~crou, mais le serrage radial de embout sur le tube 2 serait nul.Inversement, si l'angle de conicité du filetage de embout 7 et de l'écrou de serrage 5 est grand, la distance selon laquelle l'écrou 5 pourra être vissé sur l'embout 7, sans déformation de l'embout, sera très courte et, par conséquent, le nombre de filets 8 en prise sera très faible. Or, si le nombre de filets en prise est très réduit, les efforts de cisaillement du filetage, lorsque l'on visse l'écrou en déformant l'embout, ne sont répartis que sur un petit nombre de filets, d'où un risque important de rupture. Selon l'invention, il a été constaté que pour permettre un serrage radial important, il était nécessaire que le nombre de filets en prise soit supérieur à 1 ; dans cet exemple il est égal à 3.Bien entendu, on peut augmenter le nombre de filets en prise au début de la déformation de l'embout, par exemple jusqu'à 10, en diminuant la conicité mais alors la longueur du raccord devient, en général, excessive. Après avoir vissé manuellement l'écrou 5 sur l'embout 7, jusqu'à ce que l'écrou 5 vienne en butée contre l'embout, le serrage est poursuivi à l'aide d'un organe de manoeuvre tel qu'une cré, et provoque la contraction du manchon 7 en raison de la pré- sence des quatre fentes radiales 9. La somme des largeurs des fentes radiales 9 détermine la réduction maximum du périmètre de l'embout 7. En effet, la contraction du diamètre de l'embout 7 peut, en principe, être effectuée jusqu'au moment où les quatre ailes de l'embout 7 qui sont séparées par les fentes radiales 9, deviennent au voisinage de leur extrémité libre sensiblement jointives.En vissant par conséquent l'écrou 5 à l'aide d'un organe de manoeuvre, on provoque la contraction du diamètre inté- rieur de l'embout 7 et par suite le serrage de ce dernier autour du tube 2 à assembler. Etant donné que l'angle de conicité du filetage de l'é- crou 5 est légèrement supérieur à celui de l'embout 7, la contraction de ce dernier s'effectue progressivement, depuis sa zone d'extrdmitd libre en direction de sa zone de raccordement avec la partie centrale du manchon 3. De ce fait, la zone de l'embout 7 qui est, en premier lieu, soumise à une contraction de diamètre, est celle qui présente la plus faible épaisseur et, au fur et à mesure de l'avancement de l'écrou 5 sur le manchon, des zones de paroi de plus en plus épaisses sont déformées. Il s'en suit un effort de serrage progressif de l'écrou 5 autour de l'embout 7, puisque la résistance au serrage croft progressivement au cours du déplacement de l'écrou 5 autour de l'embout 7.Ce phénomène est favorable à la résistance du filetage puisque l'effort de cisaillement croît en même temps que le nombre de filets en prise. Au début du vissage de l'écrou 5 autour de embout 7, seule une zone périphérique étroite de l'embout 7 est déformée et vient en appui sur la paroi du tube 2 à assembler. Au fur et à mesure que progresse le vissage de l'écrou 5 et que s'accroft par conséquent le serrage radial de l'embout 7 autour du tube 2, la zone de paroi g gorm~e de l'embout 7, qui vient en appui sur le tube 2, aùgmente également.Il en résulte un double avantage : en premier lieu, celui de permettre une bonne liaison mécanique entre embout 7 et le tube 2 car les efforts radiaux exercés par 1'~- crou 5 provoquent l'appui de embout 7 sur le tube 2, le maintien étant d'autant meilleur que la surface d'appui de ltembout 7 sur le tube 2 est plus grande ; en second lieu, les efforts de serrage radiaux qui résultent du vissage de l'écrou 5 peuvent être très importants, sans risque de déformation excessive du tube 2, étant donné qu'au fur et à mesure que les efforts de serrage radiaux s'accroissent, la surface d'appui de l'embout conique 7 sur le tube 2 augmente également. Sur la figure 2 du dessin, on a représenté une variante de réalisation1 dans laquelle la paroi intérieure Il de l'embout 7, au lieu d'ttre cylindrique à base circulaire, est légèrement conique et présente un diamètre croissant sensiblement en direction de l'extérieur du manchon 3.L'angle de conicité est de l'ordre de 1-. Au voisinage de sa bordure d'extrémité libre, la paroi intérieure de l'embout 7 présente une nervure périphérique 10 à profil triangulaire dont la hauteur est d'environ 0,5 mm. Comme le métal en lequel est réalisé le manchon est un peu plus résistant que celui en lequel est fait le tube 2 à assembler, le vissage de l'écrou 5 provoque l'enfoncementde la nervure périphérique 10 dans la paroi extérieure du tube 2 jusqu la mise en appui de la zone de paroi intérieure 11 de l'embout contre la paroi correspondante du tube. Cette variante de réalisation a pour effet d'améliorer la liaison axiale entre le tube et le manchon 3 du raccord sans trop entamer la paroi du tube pour éviter de constituer une amorce de rupture. A l'intérieur de l'alésage 4 et dans la partie centrale du manchon 3 sont ménagées deux gorges périphériques 12 destinées, chacune, à recevoir un joint torique d'étanchéité 13. Ces deux gorges périphériques 12 sont identiques et symétriques par rapport au plan médian transversal du manchon. Le Joint 13 a un diamètre extérieur de 27,6 mm et un diamètre de section droite de 6,8 m, pour un alésage 4 ayant 22 mm de diamètre. Une autre oaractéristique essentielle du raccord selon l'invention résulte de la configuration des gorges 12 s ainsi qu'il est visible sur le dessin, chaque gorge 12 comporte deux parois parallèles 14J 14b qui sont sensiblement perpendiculaires à l'axe du manchon et un fond conique 14c dont le diamètre inte- rieur va en augmentant depuis la paroi d'extrémité 14b Jusqu'à la paroi d'extrémité 14 > qui est tournée vers l'intérieur du manchon. La section de la gorge 12 est supérieure à la section du Joint torique 13 qui y est logé, de façon que le Joint torique puisse venir en contact alternativement, ou bien avec la paroi d'extrémité 14a, ou bien avec la paroi d'extrémité 14b.Dans ltexen- ple numérique décrit, le fond conique 14c a un grand diamètre d'environ 27,7 mm au voisinage de la paroi 14a et un petit diamètre d'environ 25,2 mm au voisinage de la paroi 14b. L'introduction de l'extrémité du tube 2 à l'intérieur du manchon 3 peut strie effectuée sans risque de détérioration du Joint torique 13 correspondant, car ce dernier peut être poussé par le tube 2 en direction de la zone de plus grand diamètre de la gorge 12, du c8- té de la paroi d'extrémité 14a.Après la mise en place du raccord et vissage des deux écrous 5, la pression de fluide à l'intrieur des deux tubes 2 assemblés a pour effet de pousser, comme représenté sur la figure 1 du dessin, le Joint torique 13 dans la zone de plus petit diamètre de la gorge 12, contre sa paroi d'extrémité 14b. Ainsi, plus la pression régnant à l'intérieur des deux tubes 2 assemblés est élevée, plus le Joint torique 13 est comprimé autour du tube dans la zone de plus petit diamètre de la la gorge 12 et meilleure est, par conséquent, l'étanchéité qui en résulte entre le tube 2 et le manchon 3. Le raccord démontable qui vient d'être décrit permet de résister à des pressions de fluide très élevées pouvant aller Jusqu'à 320 bars. Il convient de souligner que le raccord selon l'invention est réalisé avec un nombre extrêmement réduit de pièces puisqu'il ne comporte qu'un manehon associé à deux écrous de serrage et à deux Joints toriques d'étanchéité. On conçoit que le prix de revient du raccord selon l'invention soit, par conséquent, réduit et que son montage puisse être effectué rapidement car les seules opérations d'assemblage consistent à visser les deux écrous de serrage 5 autour du manchon une fois que les extrémités des deux tubes sont enfilées à l'intérieur de ce dernier. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention ; en particulier, le raccord peut être utilisé pour assurer la liaison entre un appareil et une tuyauterie auquel cas le manchon vient s'adapter par un de ses #ôtds sur l'appareil et se raccorde par l'autre côté à la tuyauterie en mettant en oeuvre les moyens de l'invention ; le manchon peut aus- si avoir la forme d'un T, d'un Y, d'une équerre ou dd'une croix pour le raccordement de deux, trois ou quatre tubes. REVENDICATIONS 1 - Raccord démontable servant notamment à réunir deux tubes, un tel raccord comportant un manchon sensiblement cylindrique, à l'intérieur de l'alésage duquel sont enfilées les extri tés des deux tubes qu'il s'agit d'assembler, le manchon précité comportant, à l'une au moins de ses extrémités, d'une part, un embout pourvu d'un filetage extérieur qui est destiné à coopérer avec le filetage correspondant d'un écrou de serrage et, d'autre part, un joint torique d'étanchéité, ledit joint étant inséré à l'intérieur de l'alésage du manchon dans un logement annulaire pratiqué sur la paroi dudit alésage, l'étanchéité étant obtenue par compression dudit joint entre un tube à assembler et l'alésage du manchon, caractérisé par le fait que l'embout et l'écrou de serrage sont filetés coniques, ledit embout comportant au moins une fente sensiblement radiale débouchant à son extrémité libre et permettant la réduction de son diamètre intérieur par vissage de l'écrou de serrage. 2 - Raccord selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section transversale du logement annulaire est supérieure à la section transversale du joint torique qui y est inséré, ce logement annulaire comportant entre deux parois d'extrémité un fond sensiblement conique dont le diamètre va croissant vers l'intérieur du manchon, le joint torique étant susceptible d'être déplacé axialement dans son logement. 3 - Raccord selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'angle de conicité de l'écrou fileté conique est sensiblement égal ou légèrement supérieur à l'angle de conicité de l'embout fileté conique qui lui est associé. 4 - Raccord selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'angle de conicité de l'écrou fileté conique est d'environ 120, tandis que l'angle de conicité de l'embout fileté conique associé est d'environ 100. 5 - Raccord selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le diamètre extérieur de l'embout fileté conique, mesuré à fond de filet ou aux sommets des filets, va décroissant en direction de son extrémité libre. 6 - Raccord selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'embout fileté conique est muni de plusieurs fentes radiales qui s'étendent sensiblement sur toute sa longueur, ces fentes étant angulairement régulibrement espacées les unes des autres. 7 - Raccord selon l'une des revendications I à 6, caractérisé par le fait que le filetage de l'écrou et de l'embout associé est à profil triangulaire. 8 - Raccord selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la profondeur du filetage de l'écrou et de embout associé est suffisante pour que le vissage de l'écrou sur l'embout s'effectue jusqu'à ce que de 1 à 10 filets soient en prise. 9 - Raccord selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'alésage du manchon est, au droit de sa partie qui constitue l'embout fileté conique, sensiblement en forme de tronc de cane dont le diamètre croit légèrement depuis la zone de raccordement de l'embout avec le corps du manchon jusqu l'extrémité libre dudit embout, une nervure périphérique étant prévue en relief sur la paroi de l'alésage, au voisinage de l'extrémité libre de l'embout fileté conique. 10 - Raccord selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le manchon se prolonge à chacune de ses extrémités par un embout fileté conique et est équipé intérieurement de deux joints toriques d'étanchéité disposés chacun dans un logement annulaire pratiqué sur la paroi de l'alésage, chaque joint torique assurant l'étanchéité entre l'un des deux tubes assemblés et le manchon.