Brevet FR2511114A1 — publié le 19830211

La présente invention concerne un système de vissage en vue d'assembler un tube d'une manière étanche à la pression, ce système comportant une tubulure de vissage ayant un alésage conique partant d'une face frontale et se transfor- mant en un alésage cylindrique jusqu'à une butée s'étendant radialement et suivie de l'alésage de la tubulure, ce système comportant également un écrou d'accouplement pouvant être vissé sur la tubulure de vissage, de même qu'une bague inter- médiaire ayant une surface conique qui, après montage, est adjacente à la surface intérieure tubulaire d'une extrémité bordée du tube, cette surface conique se transformant en une autre surface conique d'une inclinaison opposée qui, après montage, est adjacente à l'alésage conique de la tubulure de vissage. Un système de vissage du type indiqué ci- dessus est connu, par exemple, d'après la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne DT-OS 26 23 157 Afin d'empêcher un élargissement intolérable du corps ou de la tubulure de vissage, dans ce système connu, à partir du plus grand diamètre du cône extérieur tourné vers la tubulure de vissage, la bague intermédiaire comporte une surface de butée s'étendant perpendiculairement à son axe et-coopérant avec la face frontale de la tubulure de vissage Pour assurer l'étanchéité de ce système de vissage connu, il est nécessaire de pratiquer, au moins sur une surface conique de la pièce intermédiaire, une rainure annulaire destinée à recevoir un joint torique Avec ce système connu, lors du serrage de l'écrou d'accouplement, il convient que le parcours axial de la bague intermédiaire et, partant du tube, soit limité afin que le tube ne subisse pas une extension au-delà de la dimension normale ou que le cône de bordage du tube reste inchangé En outre, avec cette forme de réalisation connue, la bague intermédiaire doit être empêchée de glisser dans la gorge conique de la tubulure de vissage, ce qui aurait pour effet de provoquer un élargissement intolérable de celle-ci. Une de ces formes de réalisation connues présente un inconvénient du fait que la face frontale de la bague intermédiaire ne vient pas s'appliquer au ras de la face intérieure de butée de la tubulure de vissage, si bien qu'il se forme une rainure annulaire imprimant des mouvements tourbillonnaires au milieu d'écoulement, exerçant ainsi une influence défavorable sur les conditions d'écoulement En outre, toutes les formes de réalisation connues de la demande de brevet mentionnée dans l'introduction ci-dessus présentent un inconvénient du fait que la bague intermédiaire doit com- porter au moins une rainure annulaire destinée à recevoir un joint torique pour assurer une étanchéité suffisante du système Lorsque des conditions plus rigoureuses sont imposées en ce qui concerne l'étanchéité, il est avantageux de prévoir deux joints toriques, ce qui provoque des frais supplémen- taires d'usinage et de montage En outre, un système comportant des joints toriques réalisés en matière synthétique ou en caoutchouc ne peut être utilisé pour des températures très élevées et pour des milieux déterminés qui attaquent la matière des joints Un autre inconvénient du système connu réside dans le fait que les bagues intermédiaires ne sont pas réalisées de manière imperdable avec les tubulures, si bien qu'il peut en résulter des difficultés lors du montage ou du démontage d'un système de vissage de ce type De plus, la fixation de la bague intermédiaire doit chaque fois être adaptée au diamètre intérieur du tube en fonction de l'épaisseur de paroi de ce dernier. D'après le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2 332 354, on connaît un système de vissage en vue d'assem- bler un tube à une tubulure de vissage de manière étanche à la pression, système dans lequel on utilise une bague inter- médiaire installée de manière imperdable En l'occurrence la bague intermédiaire est soudée à la tubulure de vissage ou elle est assemblée à cette dernière au moyen d'une lèvre déformable qui est pressée dans un alésage dégagé au tour dans la tubulure de vissage Avant le montage, la lèvre de la bague intermédiaire est dirigée radialement vers l'axe central de celle-ci La lèvre déformable est disposée à la suite d'une réduction d'épaisseur de paroi se trouvant à l'extrémité d'une surface conique qui, après montage, est tournée vers la tubulure de vissage La gorge conique de la tubulure de vissage rejoint l'alésage dégagé au tour jusqu'à une butée s'étendant radialement En conséquence, après avoir installé la bague intermédiaire dans l'alésage de la tubulure de vissage, il est nécessaire de presser, à l'aide d'un outil, les lèvres de la bague intermédiaire qui sont dirigées radialement vers l'intérieur, dans l'alésage dégagé au tour. Outre le fait qu'il est difficile de réaliser un alésage dégagé au tour dans la tubulure de vissage, il convient également de prévoir un outil spécial pour presser les lèvres dans cet alésage. En conséquence, la présente invention a pour objet de prévoir un système de vissage comportant une bague intermédiaire réalisée de manière imperdable et ne nécessitant aucun joint torique ni aucun joint comportant des éléments en matière synthétique ou en caoutchouc, même lorsqu'on atteint des valeurs maxima d'étanchéité Un autre objet de l'invention est de réaliser ce système de vissage de telle sortequ'il résiste aux secousses et aux oscillations, tout en permettant un montage centré sans devoir recourir à des outils spéciaux, des zones de transition favorables à l'écoulement étant pré- vues sur la section transversale de l'alésage dans la zone de ce système de vissage. La réalisation de cet objet réside dans le fait que, dans le système de vissage indiqué dans l'introduction ci-dessus, à la suite d'une gorge tournée dans la masse et se trouvant à l'extrémité de la surface conique qui, après montage, est tournée vers la tubulure de vissage, la bague intermédiaire comporte une ou plusieurs lèvres déformables, la lèvre d'étanchéité ayant un rayon plus grand que le rayon de l'alésage cylindrique de la tubulure de vissage se trou- vant entre la butée s'étendant radialement et l'alésage coni- que, tandis que les dimensions de la gorge sont calculées de telle sorte qu'au cours de sa déformation lors du montage, la lèvre d'étanchéité puisse être pressée dans cette gorge. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention à l'extrémité de sa surface conique qui, après montage, est iq tournée vers la gorge conique de la tubulure de vissage, la bague intermédiaire comporte, derrière la gorge, un moletage déformable s'étendant axialement sur la périphérie, ce moletage comportant, dès lors, des lèvres d'étanchéité s'étendant axialement Le rayon de la bague intermédiaire à son extrémité située dans la zone de moletage, y compris ce dernier, est plus grand que le rayon de l'alésage cylindrique de la tubulure de vissage se trouvant entre la butée s'étendant radialement et l'alésage conique En outre, suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, avant le montage, on place une bague de brasage sur la butée de la tubulure de vissage de sorte que, au terme du processus de pressage et après un brasa- ge, on obtient un assemblage métallique complet entre la bague intermédiaire et la gorge conique de la tubulure de vissage. Afin de compléter davantage le joint métallique entre la bague intermédiaire et la tubulure de vissage, suivant une caractéristique avantageuse, la face frontale de la bague intermédiaire qui, après montage, est tournée vers la tubulure de vissage, est réalisée en forme de toit à deux versants. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, pour r 4 aliser une transition favorable à l'écoulé- ment, l'alésage de la bague intermédiaire comporte un élargis- sement en forme de trompette à l'extrémité qui, après montage, est tournée vers l'écrou d'accouplement. L'invention sera décrite ci-après plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels la fig l représente, par une coupe axiale et une vue latérale, le système de vissage constitué d'un écrou d'accouplement, d'une bague intermédiaire et d'une tubulure de vissage, de mémc qu'une bague de pression et un élément tubulaire avant le montage; la fig 2 représente les éléments du système de vissage illustré en fig l après le montage; la fig 3 représente, par une coupe axiale et une vue latérale, une forme de réalisation d'une bague intermé- diaire, et la fig 4 représente, par une coupe axiale et une vue latérale, une autre forme de réalisation d'une bague intermédiaire. A la fig 1, le système de vissage est représenté avant l'introduction de la bague intermédiaire 1 par pression, la moitié supérieure de cette figure étant une vue en coupe, tandis que la moitié inférieure est une vue en plan Le système de vissage est constitué de la tubulure de vissage 2, de la bague intermédiaire 1 déjà mentionnée et de l'écrou d'accouplement 13 avec une bague de pression 15 et le tube à assembler 16, lequel comporte un bordage 17. La tubulure de vissage 2 comporte un alésage conique 6 suivi d'un alésage cylindrique 7 jusqu'à une butée 5 s'étendant radialement, laquelle est suivie de l'alésage 18. L'écrou d'accouplement 13 comporte un filet intérieur 19 pouvant être vissé sur le filet extérieur 20 de la tubulure de vissage 2 Le filet intérieur 19 de l'écrou d'accouplement 13 est suivi d'une partie cylindrique 22 qui se termine à une butée 21 s'étendant radialement Contre cette butée 21, après montage, vient appuyer une butée 23 de la bague de pression 15 qui, sur sa face opposée, comporte une surface conique 24 adjacente à la surface extérieure bordée du tube 16. A l'extrémité de sa surface conique 3 qui, après montage, est tournée vers la tubulure de vissage 2, la bague intermédiaire 1 comporte un lèvre d'étanchéité 4 dont le rayon R 1 est plus grand que le rayon r de l'alésage cylindrique 7 de la tubulure de vissage 2 Cet alésage cylindrique 7 se trouve entre la butée 5 s'étendant radialement et l'alésage conique 6 Devant la lèvre d'étanchéité 4, est pratiqué un alésage 9 dont les dimensions sont calculées de telle sorte qu'au cours de sa déformation lors du montage, la lèvre d'étan- chéité 4 soit pressée dans cette gorge 9 La face frontale 12 (voir la fig 3) de la bague intermédiaire 9 qui, après montage, est tournée vers la tubulure de vissage 2, est réalisée à peu près en forme de toit à deux versants A l'ex- trémité 14 qui, après montage, est tournée vers l'écrou d'ac- couplement 13, l'alésage de la bague intermédiaire 1 comporte un élargissement en forme de trompette. La fig 2 illustre les éléments représentés à la fig 1 après le montage du système En l'occurrence, l'écrou d'accouplement 13 est vissé, par son filet intérieur 19, sur le filet extérieur 20 de la tubulure de vissage 2 Au cours du processus de montage, la lèvre d'étanchéité 4 (qui est encore représentée en traits discontinus) de la bague intermédiaire 1 est pressée dans la gorge 9, réalisant ainsi, à cet endroit, un joint métallique entre la bague intermédiaire 1 et la tubulure de vissage 2 De plus, lors du processus de montage, la face frontale 12 en forme de toit à deux versants est pressée avec la butée 5 de la tubulure de vissage 2, réalisant ainsi, à cet endroit, un joint métal- lique radial, tandis que la lèvre d'étanchéité déformée 4 forme un joint métallique s'étendant axialement Après le montage, la surface conique 25 de la bague intermédiaire 1 est pressée contre la surface intérieure bordée 17 du tube 16 qui, à son tour, est pressée, via la bague de pression 15, contre la butée de l'écrou d'accouplement. Suite au pressage et à la déformation de la lèvre d'étanchéité 4 de la bague intermédiaire 1 sur l'alésage cylin- drique 7 de la tubulure de vissage 2, non seulement on obtient un joint métallique pour des hautes et très hautes pressions, mais on assure également un assemblage imperdable entre la bague intermédiaire 1 et la tubulure de vissage 2 Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'utiliser des joints toriques en matière synthétique ou en caoutchouc ou des joints d'une nature correspondante, si bien que le système de vissage est particulièrement approprié pour des températures élevées et des milieux agressifs pour lesquels on ne peut utiliser des matières synthétiques ou du caoutchouc Grâce à l'assemblage métallique axial qui est encore complété par le joint métal- lique de la face frontale 12 en forme de toit à deux versants avec la butée 5, on obtient un assemblage résistant aux secousses et aux oscillations La surface conique 3 de la bague intermédiaire 1 qui est réalisée, par exemple, sous forme d'un cône de 24 , empêche, en outre, la constriction du cône de vissage 6 lors du processus de montage En conséquence, on 251-1114 évite un bombement ou une déformation intempestive De plus, les surfaces coniques 3 et 25 de la bague intermédiaire 1 assurent un montage centré Grâce à l'élargissement en forme de trompette 14 de l'alésage de la bague intermédiaire 1 à l'extrémité qui, après montage, est tournée vers l'écrou d'accouplement 13, on obtient une transition favorable à l'écoulement, si bien qu'il ne peut se créer aucun mouvement tourbillonnaire et qu'il n'y a aucune accumulation d'impuretés. La fig 3 illustre une bague intermédiaire à une échelle légèrement agrandie Les chiffres de référence des différents éléments correspondent à ceux des fig 1 et 2. La fig 4 illustre un autre exemple de réalisation de l'invention comportant une bague intermédiaire il ayant, à l'extrémité de sa surface conique 3 qui, après montage, est tournée vers la gorge conique 6 de la tubulure de vissage 2, un moletage 10 s'étendant axialement sur sa périphérie et formant de nombreuses lèvres d'étanchéité La bague inter- médiaire 11 est pressée avec la tubulure de vissage 2 à l'intervention des lèvres d'étanchéité ou du moletage 10, for- mant ainsi un joint métallique axial entre l'alésage cylindri- que 7 de la tubulure de vissage 2 et le moletage 10 Dans la zone du moletage 10, y compris ce dernier, le rayon ii existant à l'extrémité de la bague intermédiaire 11 est plus grand que le rayon r 1 de l'alésage cylindrique 7 de la tubulure de vissage 2 se trouvant entre la butée 5 s'étendant radialement et l'alésage conique 6, assurant ainsi un pressage correspon- dant. Avant le montage, on installe, sur la butée 5 de la tubulure de vissage 2, une bague de brasage 26 de telle sorte que, par l'effet de capillarité se manifestant lors du brasage, les espaces libres subsistant éventuellement entre les diffé- rentes lèvres d'étanchéité ou les pointes du moletage soient comblées par la matière de brasage En outre, dans cette forme de réalisation, la faxe frontale de la bague intermédiaire il peut ètre réalisée quelque peu sous forme d'un toit à deux versants, réalisant ainsi un joint métallique radial avec la butée 5 de la tubulure de vissage 2 lors du processus de montage ou lors du pressage. f, IM 13 FMOF'I', 1 - Les formes de réalisation illustrées des bagues intermédiaires 1 et 11 peuvent déjà être pressées en usine avec la tubulure de vissage 2 de laquelle elles sont ainsi solidaires de manière imperdable de sorte que, sur le lieu de montage, il suffit simplement de prévoir un élément tubu- laire pour réaliser le système de vissage. REVENDICATIONS 1 Système de vissage en vue d'assembler un tube d'une manière étanche à la pression, ce système comportant une tubulure de vissage ayant un alésage conique partant d'une face frontale et se transformant en un alésage cylindrique jusqu'à une butée s'étendant radialement et suivie de l'alésage de la tubulure, ce système comportant également un écrou d'accouplement pouvant être vissé sur la tubulure de vissage, de même qu'une bague intermédiaire ayant une surface conique qui, après montage, est adjacente à la surface intérieure tubulaire d'une extrémité bordée du tube, cette surface conique se transformant en une autre surface conique d'une inclinaison opposée qui, après montage, est adjacente à l'alésage conique de la tubulure de vissage, caractérisé en ce qu'à la suite d'une gorge ( 9) se trouvant à l'extrémité de la surface conique ( 3) qui, après montage, est tournée vers la tubulure de vissage ( 2), la bague intermédiaire ( 1, 11) comporte une ou plusieurs lèvres déformables ( 4, 10), la lèvre d'étanché- ité ( 4, 10) ayant un rayon (R 1) plus grand que le rayon (r 1) de l'alésage cylindrique ( 7) de la tubulure de vissage ( 2) se trouvant entre la butée ( 5) s'étendant radialement et l'alésage conique ( 6) tandis que les dimensions de la gorge ( 9) sont calculées de telle sorte qu'au cours de sa déformation lors du montage, la lèvre d'étanchéité puisse être pressée dans cette gorge. 2 Système de vissage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que à l'extrémité de sa surface conique ( 3) qui, après montage, est tournée vers l'alésage conique de la tubulure de vissage ( 2), la bague intermédiaire ( 11) comporte derrière la gorge ( 9), un moletage ( 10) déformable s'étendant axialement sur la périphérie, tandis que le rayon (R 3) de la bague intermédiaire ( 11) à son extrémité située dans la zone du moletage ( 10), y compris ce dernier, est plus grand que le rayon (r 1) de l'alésage cylindrique ( 7) de la tubulure de vissage ( 2) se trouvant entre la butée ( 5) s'étendant radiale- ment et l'alésage conique ( 6). 3 Système de vissage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que avant le montage on place une bague de brasage ( 26) sur la butée ( 5) de la tubulure de vissage ( 2). 4 Système de vissage suivant l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la face frontale ( 12) de la bague intermédiaire ( 1, 11) qui, après montage, est tournée vers la tubulure de vissage ( 2), est réalisée en forme de toit à deux versants. Système de vissage suivant l'une des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que l'alésage de la bague inter- médiaire ( 1, 11) comporte un élargissement en forme de trompette à l'extrémité ( 14) qui, après montage, est tournée vers l'écrou d'accouplement ( 13).