Brevet FR2450403A1 — publié le 19800926

L'invention conce-nze les raccords pour tuyaux et elle s'applique particulièrement, mais non exclusivement à la formation de raccords entre des matières thermoplastiques rigides, On peut effectuer des raccords entre les extrémités de tuyaux en matière thermoplastique rigide de diverses manières, par exemple au moyen de ciments solvants ou par adaptation des raccords d'extrémité moulés par injection sur les tuyaux et assemblage des tuyaux par fixation des raccords entre eux. L'emploi de ciments solvants pour former des joints entre des tuyaux en matière thermoplastique rigide empêche le démontage ultérieur sans dégâts des parties cimentaes, entrasse un laps de temps inévitable avant qu'un joint soit prêt à l'emploi, et il ntest pas applicable à certains types de matières thermoplastiques. De plus, à moins d'utiliser des raccords d'extrémité, il est difficile de réaliser au moyen de ciments solvants entre des tuyaux -thermoplastiques de même diamètre un joint bout-d-bout présentant la robustesse nécessaire pour résister aux forces axiaLes entre les tuyaux assemblés ou pour résister aux forces transversaLes de flexion qui s'exercent sur un joint. L'emploi de raccords d'extrémité moulés par injection peut éviter cet inconvénient mais entraîne des frais supplémentaires. L'invention a pour but un raccord pour tuyaux qui évite les inconvénients précités et qui soit simple et bon marché à fabriquer, L'invention a pour Objet un raccord mécanique pour tuyaux, caractérisé en ce qu'use partie d'extrémité d'un premier tuyau stembotte étroitement dans une partie d'extrémité d'un deuxième tuyau, chacun desdits tuyaux comportant sur sa face extérieure, à une certaine distance de ltextrémité définie par la partie d'extrémité respective, une nervure annulaire coaxiale au tuyau, lesdits tuyaux étant empêchés de se séparer axiaLement par une bride de serrage qui les entoure au niveau du raccord et encadre les nervures annuLaires des deux tuyaux, la bride de serrage comportant à ses extrémités axiales opposées des rebords orientés en direction de l'axe des tuyaux, chacun desdits rebords venant en contact avec le flanc de l'une des nervures le plus éloigné de l'autre nervure. Be dewrième tuyau au moins comporte avantageusement une gorge annulaire intérieure dont la position axiale correspond à la nervure annulaire extérieure, les longueurs relatives des portions d'extrémité des deux tuyaux étant telles que la portion d'extrémité du premier tuyau s'étend au moins en partie dans la gorge annulaire du deuxième tuyau, un joint annulaire étant disposé dans ltespace annulaire défini entre la paroi de la gorge annulaire du deuxième tuyau et la partie adjacente de la face extérieure de la portion d'extrémité du premier tuyau. La bride de serrage est avantageusement constituée par deux parties courbes reliées de façon flexible à l'une de leurs extrémités, par exemple par un système de charnière, et qui comportent, à leur autre extrémité des formations qui, une fois le raccord mis en place, viennent en engagement avec un couvre-joint en forme de gouttière enfilé sur lesdites formations dans une direction sensiblement parallèle aux axes longitudinaux des tuyaux au niveau du raccord. Bes flancs des nervures annulaires qui viennent en contact avec les rebords de la bride de serrage sont avantageusement inclinés par rapport à l'axe du raccord et les rebords de la bride de serrage sont inclinés de façon correspondante, de manière qu'une force de serrage circonférentielle appliquée sur la bride de serrage ait pour effet de serrer les deux tuyaux en direction l'un de l'autre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à ltexamen des dessins annexés, qui représelltent, à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisasion de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un raccord de tuyaux suivant l'invention. La figure 2 est une vue en demi-coupe axiåle d'une variante du raccord suivant l'invention. La figure 5 est une vue en coupe, suivant la ligne III-III de la figure 1, de la bride de serrage et du couvre-joint qui font partie du raccord de tuyauKdes figures 1 et 2. La figure 4 est une vue de côté d'un couvre-joint utilisé pour bloquer la bride de serrage. Le raccord représenté sur la figure 1, entre les extrémités de deux tuyaux cylindriques 10 et 12 en matière thermoplastique rigide est obtenu par déformation des portions d'extrémité respectives des tuyaux 10 et 12, alors qu'elles sont ramollies par application de chaleur, aux formes respectives représentées. Be tuyau 12 comporte une portion d'extrémité cylindrique 14 de même diamètre que le reste du tuyau 12, mais qui en est séparée par une déformation annulaire 15. Be tuyau 10 comporte une portion d'extrémité cylindrique 16 de plus grand diamètre que le reste du tuyau 10, dont elle est séparée par une déformation annulaire 17. Le diamètre intérieur de la portion d'extrémité 16 est calculé de faucon que la portion d'extrémité 14 s'embosse étroitement dans la portion 16. Bes déformations annulaires 15 et 17 définissent chacune sur la face extérieure du tuyau 12, 10 respectif, une nervure annulaire dont la crête forme une courte surface cylindrique axiale externe, sensiblement coaxiale au tuyau d'où partent des flancs qui s'étendent en oblique respectivement vers la surface cylindrique du reste du tuyau et vers la portion dlex- trématé respective 14 ou 16. De façon analogue, chaque déforma- tion annulaire 15, 17 forme sur sa face interne une gorge annulaire de configuration complémentaire de celle de la nervure sur lsextérieur du tuyau correspondant. Chaque gorge annulaire comprend donc une courte surface axiale cylindrique par rapport à ltaxe du tuyau, formant le fond de la gorge, et des parois qui relient obliquement le fond de la gorge, respectivement au reste du tuyau et à la portion d'extrémité du tuyau correspondant. Sur la figure 1, le fond de la gorge définie par la déformation 17 porte la référence 24, la paroi conique- qui s'étend vers le reste du tuyau porte la référence 26 et la paroi conique qui s'étend vers la portion d'extrémité 14 porte la référence 22. I1 est à noter que la déformation annulaire 15 du tuyau 12 forme, sur la face extérieure du tuyau, dans sa zone de transition avec la portion d'extrémité 14, un épaulement radial 20 orienté vers ltextrémité libre de la portion 14. L'extrémité li- bre de la portion d'extrémité 16 du tuyau 10 porte contre cet épaulement 20, ce qui limite l'emboi*ement des tuyaux 10 et 12 (figure 1). Bes longueurs relatives des portions d'extrémité 14 et 16 sont calculées de façon que, dans la position représentée sur la figure 1, la portion d'extrémité 14 s'étende partiellement, à l'intérieur du tuyau 10, dans la gorge annulaire définie par la déformation 17 et de façon notamment tutelle s'étende audelà de la paroi oblique 22 et du fond 24, sur une partie de l'autre paroi oblique 26 de la gorge.I1 se forme ainsi entre l'extrémité de la portion d'extrémité 14 et la gorge un évidement annulaire dans lequel est monté un joint annulaire élastomère 26, de section en forme de U dont les branches sont orientées en direction de la paroi oblique 26. La branche extérieure du U s'applique étroitement contre le fond 24 de la gorge tandis que sa branche intérieure stappuie étroitement contre la surface ex térieure cylindrique de la portion d'extrémité 14. Bes deux tuyaux 10 et 12 sont maintenus raccordés par une bride de serrage 30 qui entoure le raccord et coiffe les deux déformations 15 et 17. Comme représenté sur la figure 3, la bride de serrage est constituée par deux parties courbes analogues 30a et 30b qui sont formées par emboutissage d'une t81e d'acier, et qui sont articulées entre elles par un système de charnière 40. Chaque partie courbe comprend une portion princi- pale semi-cylindrique 32 dont l'axe de courbure est parallèle à l'axe de pivotement du système de charnière 40, les axes de courbure des portions 32 coïncidant dans la position représentée sur la figure 3 où ils portent la référence 31. Chaque portion 32 comporte à ses extrémités axiales et sur la majeure partie de sa courbure un rebord oblique 34, 36 dont l'axe de courbure correspond à celui de la portion 32 respective. Les rebords 34, 36 s'étendent de la portion 32 en direction de son axe de courbure . Ainsi, chaque partie courbe 30a, 30b constitue sur sa face concave un segment de passage annulaire autour de l'axe de courbure, le passage étant ouvert en direction dudit axe. Lorsque la bride de serrage est en position fermée autour des tuyaux 10, 12, les axes de courbure des portions 32 des parties 30a et 30b colncident sensiblement entre eux et avec l'axe des tuyaux 10, 12, de sorte que les parties 30a et 30b constituent les segments respectifs d'un mtme passage annulaire autour du raccord, ledit passage recouvrant les nervures formées par les déformations annulaires 15 et 17. Comme représenté sur la figure 1, la majeure partie de la longueur axiale de la bride de serrage est formée par les portions cylindriques 32 qui, dans le raccord assemblé, sont sensiblement coaxiales aux tuyawi 10 et 12, s'étendent de la déformation 15 à la déformation 17, dont elles sont espacées radialement vers ltextérieur, les rebords obliques 34 et 36 portant contre les nervures formées par ces déformations.Le rebord 36 a 12 même inclinaison, par rapport à l'axe du raccord, que le flanc oblique de la déformation 17 qui est le plus éloigné de la déformation 15 et il porte contre la surface externe de ce flanc. De façon anaLogue, le rebord 34 a la même inclinaison que le flanc de la déformation annulaire 15 qui est le plus éloigné de la déformation 17, et il porte contre ce flanc.Grâce à l'inclinaison des rebords 34, 36 et des flancs contre lesquels ils portent, une tension circonférentielle dans la bride de serrage 30 produit des forces qui tendent à enfoncer davantage la portion die trémité 14 dans le tuyau 10 et pressent ainsi ltex- trématé de la portion 16 contre ltépaulement 20. De ce fait, les forces qui pressent les tuyaux 10 et 12 axialement en direction l'un de l'autre sont absorbées en compression par la venue en butée de l'extrémité de la portion 16 contre 1' épaulement 20, tandis que les forces qui tendent à séparer les tuyau axialement sont absorbées par la bride de serrage en acier 30. A ltextrémité circonférentielle de chaque partie courbe 30~, 30b ,adjacente au système de charnière 40, la portion 32 se prolonge au delà des extrémités circonférentielles adjacentes des rebords 34, 36 et est recollrbée à ses extrémités de façon à former l'articulation 40 avec ltextrémité recourbée de manière correspondante de la portion 32 de l'autre partie courbe et avec une broche 42. Se système de charnière ou articulation 40 permet d'ouvrir la bride de serrage, de la glisser sur les tuyaux raccordés et de la refermer autour de leur raccord. La façon dont la bride de serrage est maintenue fermée autour du raccord est illustrée par les figures 3 et 4. A ltextrémité circonférentielle le chaque partie courbe 30a, 30b opposée au système de charnière 40, la portion respective 32 se prolonge au delà des extrémités circonférentielles adjacentes des rebords 34, 36 et ce prolongement est recourbé vers l'extérieur, en sens inverse de la courbure de la partie courbe respective, de façon à former une gouttière 44 qui s'étend sensiblement parallèlement à l'axe de courbure de la portion respective 32, la paroi 46 de chaaue gouttière 44 qui est la plus éloignée de la charnière 40 se terminant par un bord libre 48.Les bords 48 des parois 46 des deux parties courbes sont formés de façon que lorsque la bride de serrage est en position fermée (fig. 3) ces bords 48, vus dans le sens de la flèche 50 sur la figure 3, soient inclinés également mais en sens opposé par rapport à la direction des axes de courbure des parties 30a, 30b . Ainsi, dans la position fermée de la bride représentée sur la figure 3, les bords 48 se rapprochent l'un de l'autre d'une extrémité axiale de la bride à l'autre, vus dans le sens de la flèche 50 de la figure 3. La bride de serrage est maintenue serrée circonférentielle- ment autour du raccord par un couvre-joint sensiblement en forme de gouttière 52 qui comprend une paroi plate 53 formant la base de la gouttière et des parois latérales 54 qui sont recourbées sur elles-mêmes à leur extrémité libre (fig.3) de manière que le couvre-joint soit plus étroit à son entrée qutà un niveau intermédiaire entre l'entrée et la base.Chaque paroi latérale 54 a une section transversale sensiblement uniforme d'une extrématé à l'autre du couv-re-joint 52, mais la base 53 de la gouttière s'effile d'une extrémité à l'autre du couvre-joint 52 et ses deux parois latérales 54 sont inclinées en direction l'une de l'autre dans le sens longitudinal (fig.4), leur inclinaison mutuelle correspondant à celle des bords 48 lorsque la bride est en-position fermée. Une fois la bride de serrage refermée autour d'un raccord de tuyaux, on fait glisser le courre-joint sur les parois 46, paral lèlement à l'axe du raccord, en engageant la partie la plus large de la gouttière constituée par le couvre-joint 52 sur les parois 46 à l'extrémité axiale de la bride où les bords libres 48 sont le plus proches l'un de l'autre. On fait glisser le couvre-joint 52 axialement sur la bride, les bords 48 portant contre les surfaces intérieures des parois latérales 54 et se rapprochant l'un de l'autre au fur et à mesure que le courre-joint glisse sur la bride, le couvre-joint étant retenu par les parties de bord libre recourbées vers l'intérieur des parois latérales 54 qui sont engagées dans les gouttières 44. Dans le raccord de la figure 1, les flancs obliques des dé- formations 15 et 17 et les rebords correspondants 54 et 36 forment un angle de 45 avec l'axe du raccord. Be raccord de la figure 2 est analogue à celui de la figure 1, si ce n'est que les flancs des déformations 15 et 17 et les rebords correspondants 34, 36 forment un angle de 30 avec l'axe du raccord. I1 ressort de la figure 1 que toute pression de fluide stexerçant à l'intérieur d'un système de tuyaux comprenant un raccord suivant la figure 1 ou la figure 2 tend à écarter les Sèvres du joint d'étanchéité 28 en U, et tend également à pousser ce joint dans la partie rétrécie de l'espace annulaire qui le reçoit, cette partie rétrécie étant délimitée par la paroi inclinée 22 et par la face extérieure de la portion 14. Le joint est de ce fait pressé plus étroitement contre les surfaces avec lesquelles il est destiné à venir en contact étanche, ce qui assure une bonne étanchéité. Comme indiqué plus haut, bien qu'une pression stexerçant à l'intérieur de tuyaux comprenant un raccord suivant l'invention produise une force tendant à séparer axialement les tuyaux 10 et 12, une telle force est contrecarrée par la bride de serrage 300 En outre, la longueur asiale des surfaces des portions d'extrémité 14 et 16 qui sont en engagement mutuel dans le raccord , est suffisante pour assurer au raccord un degré de rigidité élevé lui permettant de résister aux efforts transversaux de flexion, Cette meme largeur axiale assure également l'auto- alignement des tuyaux 10 et 12 au niveau du raccord. Be raccord suivant ltinwention présente de plus l'avantage dl8tre facile à assembler et tout aussi facile 0 démonter, sans aucun dommage pour ses divers éléments. Bien entendu, l'invention ntest nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans quton s'écarte pour cela du cadre de l'invention. C'est ainsi que la bride de serrage peut prendre diverses autres formes coepatibles avec sa fonction, notamment en ce qui concerne les moyens prévus pour l'ouvrir suffisamment afin de la placer sur le raccord, et les moyens prévus pour la mettre circonférentiellement sous tension. Toutefois, pour les tuyaux du type représenté, le mode de réalisation de bride de serrage représenté aus figures 1 et 2 est préférable. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Raccord mécanique pour tuyaux, caractérisé en ce qu'une portion d'extrémité d'un premier tuyau stemboSte étroitement dans une portion d'extrémité d'un deuxième tuyau, chacun desdits tuWraux comportant sur sa face extérieure, à une certaine distance de l'extrémité définie par la portion d'extrémité respective, une nervure annulaire coaxiaLe au tuyau, lesdits tuyaux étant empêchés de se séparer axialement par une bride de serrage qui les entoure au niveau du raccord et encadre les nervures annu- laires des deux tuyaux, la bride de serrage comportant à ses extrémités axiales opposées des rebords orientés-en direction de l'axe des tuyaux, chacun desdits rebords venant en contact avec le flanc de l'une des nervures le plus éloigné de l'autre nervurez 20- Raccord suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième tuyau au moins comporte une gorge annulaire intérieure dont la position axiale correspond à la nervure annulaire extérieure, les longueurs relatives des portions d'es- trémité des deux tuyaux étant telles que la portion d'extrémité du premier tuyau s'étend au moins en partie dans la gorge annulaize du deuxième tuyau, un joint annulaire étant disposé dans l'espace annulaire défini entre la paroi de la gorge annulaire du deuxième tuyau et la partie adjacente de la face extérieure de la portion d'extrémité du premier tuyau. 3.- Raccord suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la bride de serrage est constituée par deux parties courbes reliées de façon flexible à l'une de leurs extrémités et comportant, à leur autre extrémité des formations qui, une fois le raccord mis en place, viennent en engagement avec un couvre-joint en forme de gouttière enfilé sur lesdites formations dans une direction sensiblement parallèle aux axes longitudinaus des tuyaux-au niveau du raccord. 4.- Raccord suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les flancs des nervures annulaires qui viennent en contact avec les rebords de la bride de serrage sont avantageusement inclinés par rapport à l'axe du raccord et en ce que les rebords de la bride de serrage sont inclinés de façon correspondante, de manière qu'une force de serrage circonférentielle appliquée sur la bride de serrage ait pour effet de serrer les deux tuyaux en direction l'un de l'autre.