Brevet FR2489472A1 — publié le 19820305

La présente invention se rapporte à un dispositif de sécurité pour empêcher le déplacement axial de liaisons pour manchons de conduits tubulaires en matière synthétique, ce dispositif comportant, d'une part, une bague de serrage subdivisée en au moins deux segments entourant l'extrémité de l'un des tubes engagée dans un manchon et qui présente une denture sur sa face intérieure s'appliquant contre la surface de l'extrémité du tube et, d'autre part, une bague de retenue également subdivisée en au moins deux segments et qui s'engage derrière une partie du manchon et dont les segments de retenue sont reliés aux segments de la bague de serrage, les segments de la barre de serrage et les segmente de la bague de retenue présentant aux deux extrémités des pattes de fixation permettant l'assemblage et le serrage des segments au moyen de vis. pour des conduits tubulaires en fonte ou autres matières ductiles, notamment des tubes à manchon pour fluides sous pression, on utilise des dispositifs de sécurité en fonte ou autre matière ductile qui empêchent l'extrémité de l'un des tubes engagée dans le manchon de l'autre tube de se dégager du manchon. Ces dispositifs de sécurité comportent une bague de serrage qui, en fonction du diamètre du tube, est subdivisée en au moins deux segments entourant l'extrémité du tube engagée dans le manchon. Les dispositifs de sécurité de ce type comportent, en outre, un organe de retenue qui s'engage derrière une partie du manchon, par exemple derrière un collet annulaire ou derrière une saillie prévue sur la surface du manchon ou encore derrière une partie de plus faible diamètre du manchon qui forme la transition entre le manchon et le tube.L'organe de retenue peut être composé de plusieurs éléments en forme de griffe ou d'une bague de retenue organe qui est subdivisé en au moins deux segements. Les éléments ou les segments de retenue sont reliés avec les segments de la bague de serrage au moyen de pattes de fixation gracie auxquelles les segments sont assemblés et serrés un intervalle subsistant à l'état serré de la bague de serrage entre les pattes de fixation, L'importance de la force de poussée ou de la force de traction qui peut être absorbée par le dispositif de sécurité et être transmise à la liaison par manchon dépend non seulement de la grandeur de la force de serrage avec laquelle la bague de serrage est appliquée sur l'extrémité du tube par les vis traversant les pattes de fixation mais cette importance de la force de poussée absorbée dépend également de la grandeur de la friction ou de l'adhérence entre la bague de serrage et l'extrémité du tube. pour cette raison on a augmenté l'adhérence de la bague de serrage sur l'extrémité du tube en prévoyant une conformation particulière de la face intérieure de la bague de serrage s'appliquant sur la surface de l'extrémité du tube. Dans ce but la face intérieure de la bague de serrage a été réalisée de façon à présenter une structure à gros grains, rugueuse ou des rugosités par exemple une denture oblique ou rectiligne dont les dents pénètrent dans la surface de l'extrémité du tube. Les dents ont été réalisées directement lors du moulage des segments de la bague de serrage ou elles ont été réalisées séparément sous forme de garnitures qui ont été rapportées ensuite dans les segments.Lorsqu'on se réfère ci-après à la face intérieure de la bague de serrage ou de sa denture, les bagues de serrage à garniture amovible sont également comprises, La force de poussée qui peut être absorbée par les dispositifs de sécurité grâce aux mesures ci-dessus sans que l'extrémité du tube soit retirée de la bague de serrage dépend également de la grandeur de la partie de la face intérieure de la bague de serrage qui est appliquée sur la surface de l'extrémité du tube avec une force telle que les mesures mentionnées ci-dessus puissent agir pleinement,-par exemple, par pénétration de la denture dans la surface de l'extrémité du tube, Les tubes réalisés en fonte ou en fonte ductile présentent des tolérances en ce qui concerne leur diamètre extérieur ainsi que des sections transversales qui ne sont pas exactement circulaires. Afin d'obtenir une bonne application de la bague de serrage sur tout le pourtour de l'extrémité du tube malgré la section non circulaire et les diamètres diffé- rents des tubes on a réalisé les segments de la bague de serrage avec une courbure dont le rayon est supérieur au plus grand rayon de courbure des tubes et on a subdivisé la surface intérieure en plusieurs surfaces de pression en forme de secteurs grâce à des intervalles, les segments de la bague de serrage présentant alors des emplacements de pliage de consigne aux intervalles délimités par les surfaces de pression en forme de secteurs, on obtient ainsi lors du blocage de la bague de serrage que les surfaces de pression situées au milieu ou dans la zone du sommet de chaque segment de la bague, s'appliquent d'abord contre la surface de l'extrémité du tube.Lorsque la force d'application désirée est obtenue au niveau de ces surfaces de pression, il se produit au cours du serrage subséquent des vis, une flexion des segments aux endroits de pliage de consigne prévus de part et d'autre des surfaces de pression de sorte que les surfaces de pression voisines sont approchées de la surface du tube et appliquées à force sur l'extrémité de ce dernier. En fonction du nombre des surfaces de pression en forme de secteurs et des endroits de pliage de consigne le processus continue de la manière décrite ce qui permet d'obtenir une application maximale de la bague de serrage sur tout son pourtour mSme lorsqu'il s'agit de tubes de section non circulaire et de diamètres différents. Dans beaucoup d'installations destinées au transport de fluides sous pression on utilise à la place de tubes manchonnés en fonte également des tubes en matière synthétique, Cependant les dispositifs de sécurité en fonte venant d'être décrits et destinés à des tubes en fonte ne conviennent pas à des tubes en matière synthétique.Les tubes en matière synthétique qui sont d'une très grande pré- cision ne présentent pas les faux-ronds et les tolérances de diamètre des tubes en fonte mais contrairement à la rigidité de ces derniers les tubes en matière synthétique sont facilement déformables de façon que l'extrémité risque d'être déformée ou même d'être détériorée lors de l'assemblage à force de la bague de serrage. pour ces raisons il n'est pas possible lors du serrage des segments de la bague d'approcher ces derniers par flexion de la surface de l'extrémité du tube de la façon décrite ci-dessus en vue d'obtenir l'application parfaite des segments sur toute leur longueur contre la surface du tube et la pénétration des dents dans cette dernière.Etant donné que dans les dispositifs de sécurité connus les pattes de fixation délimitent à l'état serré des segments un intervalle entre elles on risque que le tube cède à la longue par fluage à froid sous la pression non uniforme exercée par les segments de la bague de serrage et que le tube prenne la forme de cette dernière ce qui a pour effet de réduire l'adhérence de la bague sur l'extrémité du tube et que le dispositif de sécurité ne remplisse plus sa fonction. La présente invention a pour objet de créer un dispositif de sécurité fiable pour empêcher tout déplacement axial de tubes en matière synthétique reliés les uns aux autres au moyen de manchons. Il s'agit, d'une part, de créer l'adhérence nécessaire du dispositif de sécurité sur l'extrémité du tube sans pour autant détériorer, d'autre part, le tube en matière synthétique par des forces de serrage trop élevées. pour obtenir cette grande adhérence le dispositif de sécurité doit pouvoir s'appliquer sur tout le pourtour de l'extrémité du tube swtLs cependant déformer ce tube. Les problèmes ci-dessus sont résolus conformément à l'invention par un dispositif de sécurité du type décrit qui est caractérisé en ce que les pattes de fixation formant butées, des segments de la bague de serrage s'appliquent les unes contre les autres à l'état serré de la bague de serrage formée par des segments et résistant à toute flexion et dont le diamètre intérieur mesuré au sommet des dents de la denture est inférieur au diamètre extérieur de l'extrémité du tube tandis que le diamètre intérieur de cette bague de serrage mesuré à la base des dents de la denture est au moins égal au diamètre extérieur de l'extrémité du tube et en ce que les dents de la denture s'étendent dans le sens circonférentiel de l'extrémité du tube au moins dans les zones des segments de serrage voisines des pattes de fixation et qui se déplacent à peu près tangentiellement par rapport à la surface de l'extrémité du tube lors de l'assemblage à force de la bague de serrage, Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit, Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemple non limitatifs, aux dessins annexés, La fig. 1 montre en élévation latérale une liaison par manchon de tubes en matière synthétique et le dispositif de sécurité suivant l'invention à l'état mont!, La fig. 2 est une coupe suivant la ligne Il-Il de la fig. 1. La fig. 3 est une vue de l'intérieur du dispositif de sécurité suivant la fig. 1. La fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est une élévation latérale partiellement en coupe d'une forme de réalisation particulière d'un dispositif de sécurité suivant la fig. 1. Le dispositif de sécurité comprend une bague de serrage 3 et une bague de retenue 5 qui, suivant l'importance du diamètre des tubes sont subdivisées en au moins deux ou davantage de segments de serrage et de segments de retenue, nanas l'exemple de réalisation représenté le dispositif de sécurité comporte deux segments de serrage et deux segments de retenue, ta bague de serrage s entoure l'extrémité 2 de l'un des tubes engagée dans le manchon 7 de l'autre tube en matière synthétique (fig. 1), La bague desserrage 3 présente une denture 14 sur sa face intérieure s'appliquant contre la surface de l'extrémité 2 du tube (fig. 3)0 La bague de retenue 5 s'engage derrière une partie du manchon 1. Dans le présent exemple de réalisation la bague de retenue 5 s'engage derrière un bourrelet prévu sur le manchon 1. La bague de retenue 5 pourrait aussi bien être placée derrière la transition conique entre le tube et le manchon 1. Les segments de serrage de la bague 3 et les segments de la bague de retenue 5 comportent à leurs extrémités des pattes de fixation 4, 6 pour le passage de vis de serrage il (fig. 1 et 2). Les pattes de fixation 4, 6 des bagues de serrage et de retenue 3, 5 sont reliées les unes aux autres par des pattes de liaison 7 résistant à la traction (fig. 1 et 3). A l'état serré de la bague de serrage 3 les pattes de fixation 4 s'appliquent les unes sur les autres (fig. 2) en formant ainsi des butées 12 limitant la course de serrage. Les segments dé la bague de serrage 3 et leurs pattes de fixation 4 sont réalisés pour résister à la flexion et comportent à cet efet, dans-l'exemple représenté, des nervures de renforcement 13. De ce fait, les segments de serrage forment une bague de serrage 3 fermée, résistant à toute flexion et présente un diamètre intérieur prédéterminé qui correspond exactement au diamètre extérieur de ltextré- mité 2 du tube.En conséquence, le tube 2 ne peut se déf or- mer ni pendant le serrage de la bague 3 ni à l'intérieur de la bague 3 après le serrage de celle-ei et les segments de serrage sont pressés contre la surface de l'extrémité 2 du tube avec une force de serrage qui peut être prédétermi- née avec précision de façon à ne pas détériorer le tube. Afin d'obtenir, d'une part, l'effet ci-dessus, et d'autre part, que les segments de la bague de serrage 3 assurent une adhérence optimale sur toute leur longueur sur l'extrémité 2 du tube, les segments de serrage de la bague 3 présentent sur leur face intérieure une courbure 8 qui est réalisée par rapport à la courbure 9 de la surface du tube 2 (fig. 2 et 4) de façon que le diamètre intérieur de la bague 3 serrée, mesuré au niveau des som- mets des dents de la denture 14 soit inférieur au diamètre extérieur du tube 2 et que le diamètre intérieur de la bague de serrage 3 mesuré au niveau de la base des dents de la denture 14 soit au moins égal ou légèrement supérieur au diamètre extérieur de l'extrémité 2 du tube.De ce fait, seules les dents dures et pointues de la denture 14 pénètrent dans la matière synthétique tendre du tube 2 lors du serrage de la bague 3. Les pattes de fixation 4 s'appliquant les unes contre les autres et agissant en tant que butées 12 empêchent une compression trop forte et une détérioration du tube 2.La hauteur des dents de la denture 14 résultant de la différence des deux diamètres intérieure mentionnés de la bague de serrage 3 est alors calculée de façon que, d'une part, les dents pénètrent le plus profondément possible et de manière store dans le tube 2 pour obtenir une adhérence optimale de la bague de serrage 3 sur l'extrémité du tube et pour permettre au dispositif de sécurité d'absorber des forces de poussé de la grandeur désirée mais que, d'autre part, la profondeur de pénétration ne soit pas trop importante pour affaiblir de façon inadmissible la paroi du tube en raison des entailles produites par les dents de la denture 14. Comme cela ressort de la fig. 4 la partie de la denture 14 située au milieu ou au sommet du segment de la bague de serrage 3, est approchée radialement du tube 2 et est pressée perpendiculaire sur la surface du tube lors du serrage de la bague 3. Pour cette raison le segment de serrage peut présenter dans cette zone une denture en forme de dents de lime qui peut alors pénétrer perpendiculairement dans la surface du tube. Les zones du segment de la bague de serrage 3 voisines des pattes de fixation 4 se déplacent, par contre, tangentiellement par rapport aux parties latérales 10 de la surface du tube lors du serrage de la bague 3 et au moins dans ces zones les segments de la bague de serrage 3 présentent une denture 14 dont les dents s'étendent dans le sens périphérique de l'extrémité 2 du tube, De ce fait, la denture 14 ne déforme pas le tube 2 lors du serrage de la bague 3 et les dents n'enlèvent pas de matière par rabotage au cours de leur passage par glissement sur la surface du tube quoique le diamètre intérieur mesuré au sommet des dents, soit inférieur au diamètre extérieur du tube 2 comme cela est expliqué dans ce qui précède. Les dents s'étendant dans le sens périphérique du tube 2 glissent plutôt suivant leur sens longitudinal sur la surface du tube et pénètrent à la manière des filets d'une filière dans la matière synthétique plus tendre de la surface du tube, De cette façon, on obtient que la denture 14 des zones latérales pénètre également dans la surface du tube en créant ainsi une excellente adhérence sans qu'il soit nécessaire d'inflèchir les parties latérales des segments de serrage 3 en direction du tube comme cela était le cas dans les dispositifs de sécurité décrits au début et destinés à des tubes en fonte. Dans l'exemple de réalisation représenté à la fig. 3 les segments de serrage comportent une denture 14 qui présente dans toutes les zones des dents s'étendant dans le sens périphérique du tube 2 ; cependant cette denture 14 est subdivisée en un grande nombre de surfaces de pression etles dents de chacune des surfaces de pression arrivent avec leurs extrémités à proximité immédiate des extrémités des dents des surfaces de pression voisines en étant décalées dans le sens axial du tube 2 de la moitié d'un entredents par rapport aux dents des surfaces de pression voisines. A l'état serré de la bague de retenue 5 (fig. 1) les pattes de fixation 6 des segments de la bague de retenue 5 s'appliquent les unes contre les autres et agissent ainsi en tant que butées de sorte que la bague de retenue fermée ne peut exercer aucune force de serrage sur le tube en matière synthétique ou sur le manchon 1 de celui-ci pouvant provoquer des détériorationsS pour des conduits tubulaires composés de tubes en matière synthétique on utilise également des raccords de tuyauterie en fonte et dont les manchons. présentent un diamètre qui est supérieur à celui des tubes en matière synthétique. pour cette raison, les segments de la bague de retenue 5 présentent, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, un rayon de courbure 15 tel, que le diamètre intérieur de la bague de retenue 5 à l'état assemblé soit inférieur au diamètre extérieur de la partie du manchon 1 derrière laquelle s'engage la bague de retenue 5 et que le diamètre intérieur de la bague de retenue 5 soit supérieur au diamètre extérieur de la partie du tube ou du manchon 16 qui est entourée par la bague de retenue 5 De cette manière on crée entre la bague de retenue 5 et la partie 16 du tube en matière synthétique, une fente annulaire 17 dont la largeur permet à la bague de retenue 5 dtépouser également un raccord de tuyauterie d'un plus grand diamètre de façon que le dispositif de sécurité puisse également être utilisé pour relier des tubes en matière synthétique avec des raccords de tuyauterie en fonte. Lorsqu'on crée de façon habituelle par expansion un manchon sur l'extrémité de tubes cylindriques en matière synthétique on fait uniquement attention à ce que la section intérieure du manchon 1 permette l'introduction de l'extrémité cylindrique 2 de l'autre tube ainsi que la mise en place du joint annulaire assurant l'étanchéité de l'extrémité du tube par rapport au manchon et de ce fait la surface extérieure du manchon derrière laquelle doit s'engager la bague de retenue 5 du dispositif de sécurité peut présenter des contours différents, Ces contours différents de la surface extérieure du manchon résultant de la réalisation de ce dernier se produisent de façon arbitraire et ne peuvent pas être prédéterminés lors de la fabrication de la bague de retenue du dispositif de sécurité, En raison de cette configuration différente de la surface extérieure du manchon il peut se produire que la bague de retenue ne s'applique que sur certains endroits de la surface extérieure du manchon, De ce fait la force de poussée se trouve concentrée sur ces quelques endroits de contact et on se trouve confronté au risque que la matière synthétique du manchon soit détériorée à ces endroits de contact ponctuels de la bague de retenue et que le manchon soit arraché du tube lorsque des forces de traction élevées apparaissent au niveau de la liaison par manchon, Afin d'exclure ce danger l'invention prévoit, comme cela est représenté à la fig. 5, d'insérer radialement et de l'intérieur dans chacun des segments de la bague de retenue 5 un segment 18, de section sensiblement en U, d'une bague d'appui. Cette bague d'appui est réalisée en une matière résistant à la pression et pouvant être déformée élastiquement de préférence en caoutchouc synthétique ou en un autre caoutchouc résistant au vieillissement ou encore en une matière synthétique élastiquement déformable. Les segments de la bague d'appui 18 sont réalisés de façon à s'appuyer axialement par leurs deux branches 19 et 20 de part et d'autre sur les segments de la bague de retenue 5 afin qu'ils ne puissent pas être déplacés axialement et être soulevés radialement.De ce fait les segments de la bague d'appui 18 restent accrochés aux segments de la bague de retenue 5 et ne peuvent pas se dégager involontairement lors de l'établissement de la liaison par manchon, Avec l'une des branches 20 qui est réalisée plus épaisse et particulièrement déformable, les segments de la bague d'appui recouvrent la totalité de la surface de l'épaulement des segments de retenue 5 coopérant avec le manchon 1 de sorte que les segments d'appui forment un tampon annulaire entre la bague de retenue 5 et le manchon 1 qui transmet sur la bague de retenue la force de traction axiale exercée par le manchon. Le tampon annulaire de la bague d'appui compense les différences de l'intervalle délimité par la bague de retenue et le manchon et grâce à ce tampon la bague de retenue est appliquée sur toute sa circonférence et avec une répartition uniforme de la pression sur le c8té extérieur du manchon de façon à éviter à coup sûr une détérioration de la matière synthé- tique du manchon et un arrachement de ce dernier, Des organes d'une configuration particulière prévus au niveau de la bague de retenue et/ou au niveau de la bague d'appui assurent l'insertion correcte -8es segments d'appui dans les segments de retenue afin que la branche 20 servant de tampon soit toujours en regard de la surface du manchon derrière laquelle doit s'engager la bague de retenue. REVENDICAXIONS 1 - Dispositif de sécurité pour empêcher le déplacement axial de liaisons par manchon de conduits tubulaires en matière synthétique, ce dispositif comportant, d'une part, une bague de serrage subdivisée en au moins deux segments entourant l'extrémité de l'un des tubes engagée dans un manchon et qui présente une denture sur sa face intérieure s'appliquant contre la surface de l'extrémité du tube et d'autre part, une bague de retenue également subdivisée en au moins deux segments et qui s'engage derrière une partie du manchon et dont les segments de retenue sont reliés aux segments de la bague de serrage, les segments de la bague de serrage et les segments de la bague de retenue présentant aux deux extrémités des pattes de fixation permettant l'assemblage et le serrage des segments au moyen de vis, caractérisé en ce que les pattes de fixation (4)formant butées, des segments de la bague de serrage (3) s'appliquent les unes contre les autres à l'état serré de la bague de serrage (3)formée par des segments et résis- tant à toute flexion et dont le diamètre intérieur mesuré au sommet des dents de la denture (14) est inférieur au diamètre extérieur de l'extrémité (2) du tube, tandis que le diamètre intérieur de cette bague de serrage (3) mesuré à la base des dents de la denture (14) est au moins égal au diamètre extérieur de l'extrémité (2) du tube et en ce que les dents de la denture (14) s'étendent dans le sens circonférentiel de l'extrémité (2) du tube au moins dans les zones des segments de serrage (4) voisines des pattes de fixation et quise-déplacent à peu près tangentiellement par rapport à la surface de l'extrémité (2) du tube lors de l'assemblage à force de la bague de serrage (3). 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pattes de fixation (6) des segme#nts de la bague de retenue (5) servant de butées s'appliquent les unes contre les autres à l'état'serré de la bague de retenue 5 dont le diamètre intérieur estinféneur au diamètre extérieurde la partie du manchon (i) derrière laquelle s'engage la bague de retenue (5) et dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre extérieur de la partie du tube ou du manchon qui entoure la bague de retenue (5). 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on insère dans chaque segment de la bague de retenue (5) une bague d'appui (18) de section sensiblement en U et qui est réalisée en un caoutchouc élastique et résistant au vieillissement ou en une autre matière déformable élastiquement et dont les segments (18) s'appuient par leurs deux branches (19,20) sur les segments de la bague de retenue (5) afin d'empocher tout déplacement axial et par serrage tout soulèvement radial et en ce que les segments de la bague d'appui (18) recouvrent avec l'une de leurs branches (20) toute la surface de l'épaulement, coopérant avec le manchon (i), des segments de la bague de retenue (5) en formant un tampon annulaire déformable qui transmet la force de traction axiale exercée par le manchon (i) sur la bague de retenue (5).