Brevet FR2538074A1 — publié le 19840622

Procédé et raccords pour connecter un tube en matière piastique usr une pièce à bride. L'invention a pour objet un procedé et des raccords pour connecter une extrémité d'un tube en matière plastique sur une pièce a bride. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des accessoires de robinetterie. On connaît les collets battus qui coopèrent avec une pièce filetée ou avec une pièce à bride pour connecter une extrémité d'un tube en métal sur une autre pièce à bride ou filetée. Dans le cas des tubes en matière plastique, les propriétés physiques du matériau ne permettent pas de former des collets battus. Pour remédier à cet inconvénient, on a réalisé des raccords à bride métallo-plastique comportant un embout en matière plastique muni d'une collerette formant un epaulement. Cet embout est fixe par soudure ou par collage sur l'extremite d'un tube en matiere plastique. Une bride tournante metallique est disposée à l'arrière de la collerette et cette bride tournante sert a fixer l'embout sur un raccord a bride équipant un autre bute ou un appareil de robinetterie. Ce type de connexion presente des inconvénients, notamment dans le cas des tubes en matiere plastique de gros diamètre qui sont utilisés pour transporter des gaz, par exemple du gaz combustible. En effet, la collerette en matière plastique est comprimée entre les deux brides. Or la matière plastique flue et elle a un coefficient de dilatation beaucoup plus élevé que celui des métaux. Le fluage et les dilatations entraînent des variations de la tension de serrage des boulons qui risquent d'entratner un défaut d'étanchéité qui est particulierement dangereux dans le cas de conduites de gaz combustible ou de gaz ou liquides corrosifs. Un objectif de la présente invention est de procurer des moyens pour connecter un tube en matière plastique sur un raccord a bride qui remédient aux défauts des raccords à collerette connus et notamment des moyens qui permettent dsobtenir une connexion ne comportant aucune collerette en matière plastique qui soit comprimée entre deux brides et qui soit soumise a des efforts de compression importants pouvant amener un fluage de la matière plastique. L'objectif de l'invention est atteint par les moyens définis dans les revendications annexées. Un procédé selon l'invention sert à connecter une extrémité d'un tube en matiere plastique sur une piece a bride métallique. Ce procédé comporte les opérations suivantes - on fabrique un embout en matière plastique ayant le même diamètre externe que ledit tube et comportant, à une extrémité, une surépaisseur externe cylindrique prolongée par une portée conique; - on serre en usine ladite surépaisseur entre une bride métallique comportant un épaulement contre lequel l!extrémité de l'embout comportant ladite surépaisseur vient en butée et une contre-bride métallique qui est solidarisée avec ladite bride et qui comporte un alésage conique venant en appui contre ladite portée conique; - et on connecte ladite bride et ladite contre-bride sur ladite pièce a bride au moyen de boulons. Dans le cas où la matière plastique n'est pas suffisamment rigide, on engagè l'intérieur dudit embout une douille métallique rigide, dont le diamètre externe est sensiblement -égal au diametre interne dudit embout, avant de serrer ladite surépaisseur entre la bride et la contre-bride. Un raccord métallo-plastique à bride selon l'inventi'cncom- porte - un embout en matiere plastique qui est fixé sur une extrémité de tube a connecter, qui a un diamètre externe égal a celui dudit tube et qui comporte, a son extrémité libretune surépaisseur externe cylindrique prolongée par une portée conique; - une paire de brides métalliques comprenant une bride ayant un épaulement interne contre lequel.-l'extrématé libre dudit embout est en butée, une contre-bride ayant un alésage conique qui vient s'appuyer contre ladite portée. conique et des moyens pour fixer ladite bride sur ladite contre-bride, tout en serrant entre elles ladite surépaisseur cylindro-conique;; - et un joint d'etanchéité qui est disposé dans une gorge. périphérique située à la partie interne du plan de jonction de ladite bride et de ladite contre-bride et qui est appliqué contre la partie cylindrique de ladite surépaisseur. L'invention a pour résultat un nouveau raccord métallo plastique'à bride permettant de connecter un tube en matière plastique sur une bride équipant un autre tube ou un accessoire de robinetterie, lequel accessoire peut être un raccord du même type ou être constitué par une bride métallique normalisée ou non équipant une pièce à bride. Les raccords selon l'invention remplissent une fonction analogue à celle des raccords connus comportant #n collet plastique et une bride tournante. Par rapport à cèux-ci, ils présentent l'avantage de permettre de réaliser un couple de serrage des boulons de fixation des brides des deux raccords sans craindre un fluage de la matière plastique dans le temps. Le couple de serrage exercé est le couple normalisé en robinetterie métallique. Il n'est pas nécessaire, dans le temps, d'intervenir pour un nouveau serrage comme c'est souvent le cas avec les embouts à collet en matière plastique existants. De plus, les dilatations dues aux variations de température qui affectent l'étanchéité et la résistance mécanique des raccords à collets en matièrè plastique sont sans influence notable sur le comportement des raccords selon l'invention. Par rapport aux raccords métalliques connus qui permettent de connecter une tuyauterie en matière plastique sur un appareil de robinetterie conventionnel,-le raccord selon l'invention est plus simple, plus léger et plus économique à dimensions de tube égales. En prolongeant la contre-bride par une collerette conique, il est possible de fabriquer des raccords selon l'invention ayant une portée conique dont la surface est suffisamment grande pour que les pressions de contact restent faibles, même lorsque les tubes sont soumis à des efforts de traction importants. Le joint placé en usine dans une gorge située à la jonction entre la bride et la contre-bride d'un raccord selon la demande assure une bonne étanchéité entre les parties métalliques et l'embout en matière plastique. ta description suivante se repère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisa tion d'un raccord selon l'invention. La figure I est une coupe axiale d'un raccord selon l'invention passant par la ligne oblique I-I de la figure 2. La figure 2 est une demi vue de face d'un raccord selon l'invention. La figure I représente un tube I, en matière plas we d'axe x xl. Le probleme à résoudre est de connecter ce tube sur une pièce à bride métallique,par exemple sur un accessoire de robinnetterie tel que vanne, clapet, sortie ou entrée d'un appareil muni d'une bride métallique, normalisée ou non, ou sur un raccord à bride equipant une extrémité d'un autre tube, lequel raccord à bride peut être du même type que le raccord selon l'invention ou d'un autre type. Pour effectuer ce raccordement, on prépare en usine un raccord métalloplastique qui comporte un embout 2, en matière plastique, ayant un diamètre externe égal au diamètre externe du tube 1. L'embout 2 comporte, à une de ses extrémités, une surépaisseur externe 3 qui comporte une partie cylindrique 3a, ayant un diamètre externe supérieur au diamètre externe de l'embout 2, qui est prolongée vers l'arrière par une portée conique 3b qui relie entre elles les deux parties cylindriques de l'embout ayant des diamètres différents. Comme on peut le voir sur la figure 1, l'angle a que forment les génératrices de la portée conique 3b avec l'axe x xl est relativement faible, de l'ordre de 100, et la portée conique a donc une surface relativement grande. Le raccord comporte, en outre, une paire de brides métalliques 4 et 5. La bride 4 correspond à la bride du raccord ou de l'appareil sur lequel on veut se connecter. Elle comporte un alésage 4a et un contre-alésage 4b qui définissent un épaulement 6 contre lequel l'extrémité de l'embout 2 portant la surépaisseur 3 vient en butée. La bride 4 comporte des trous 7, par exemple huit trous, pour le passage des boulons de fixation sur un raccord à bride. La contre-bride 5 comporte le même nombre de trous 8, qui sont placés en face des trous 7. La contre-bride 5 comporte un alésage coniqle Sa ayant le même angle au, sommet a que la portée conique 3b. Dans l'exemple représenté, il s'agit d'un raccord destiné à des tubes de diamètre relativement grand, par exemple des tubes ayant un diamètre supérieur à 100 mm. Dans ce cas, la largeur axiale de la portée conique 3b est nettement supérieure à l'épaisseur de la contre-bride 5 et celle-ci est prolongée vers l'arrière par une collerette tronconique 9 qui comporte un alésage conique 9a qui prolonge l'alésage Sa de la contre-bride. La longueur axiale totale des alésages Sa et 9a est légèrement inférieure à la longueur axiale de la portée conique 3h. Les figures 1 et 2 représentent un mode de réalisation d'un raccord comportant un embout 2 qui n'est pas suffisamment rigide. Dans ce cas, le raccord comporte une douille métallique rigide 10 qui a un diamètre externe sensiblement égal au diamètre interne de l'embout 2 et qui est engagée en usine à l'intérieur de l'extrémité de l'embout portant la surépaisseur 3. La longueur axiale de la douil le 10 est sensiblement égale à la longueur axiale de la Surépais- seur 3. Lorsque des efforts de traction sont exercés sur le tube 1 ou en cas de retrait du tube du à des différences de température, la douille 10 s'oppose à la déformation vers l'intérieur de la surépais seur 3. Par exemple, si le tube sert à transporter un gaz fortement comprimé, une détente brutale du gaz à proximité du raccord prosoque une chute de température qui peut entraîner une contraction importante de l'embout en plastique 2. Sans la présence de la douille 10, cette contraction risquerait d'entratner des défauts d'accrochage mécaniques des brides 4 et 5 sur l'embout 2 et tetanchelté de l'assemblage. Les dimensions de la douille 10 et le jeu entre celle-ci et l'embout 2 sont choisis en fonction des variations de température auxquelles le raccord risque d'être soumis de telle sorte que celles-ci n' aient aucune influence sur l'étanchéité et sur la résistance mécanique. La contre-bride 5 comporte une gorge interne 11 qui débouche sur la face d'appui de la contre-bride contre la bride 4. Cette gorge contient un joint d'étanchéité 12, par exemple un joint torique ou un joint à lèves ou tout autre joint équivalent. En variante, la gorge il pourrait se trouver sur la bride 4 et déboucher sur la face d'appui de la bride sur la contre-bride. La gorge 11 pourrait également se trouver placée à cheval sur la jonction entre la bride et la contre-bride. L'épaisseur axiale du joint 12 est légèrement Supérieure à la profondeur axiale de la gorge 11, de sorte que lorsque la bride et la contre-bride sont as semblées, le joint 12 est écrasé asialement et déformé radialement, de sorte qu'il rend étanche la jonction entre la bride et la contre bride et il réalise en même temps# l'étanchéite entre les brides et l'embout 2. La longueur axiale de la surépaisseur cylindrique 3a est légèrement Supérieure#à la longueur axiale de l'alésage 4a plus la profondeur de la gorge 11 dans le cas où celle-ci se trouve dans la contre-bride 5, de sorte que lorsque le joint 12 est déformé radialement, il vient en appui contre la portée cylindrique 3a. En cas de retrait de l'embout 2, le joint 12 reste appliqué contre la portée cylindrique et l'étanchéité de l'assemblage reste assuree. Dans tous les cas, la gorge 11 et le joint 12 sont situés à la partie interne du plan de jonction entre la bride 4 et la contrebride 5. On assemble en usine l'embout 2, avec les brides 4 et 5 et la douille 10. Pour cela, on engage la douille 10 dans l'embout 2 et on engage la surépaisseur 3 dans l'alésage 4a de la bride 4 jusqu a ce qu'il vienne en butée contre l'épaulement 6. On enfile ensuite la contre-bride 5 sur l'embout et on l'-applique contre la face arrière de la bride 4 en comprimant le joint d'étan- cherté 12. Pendant cette opération de serrage de la contre-bride contre la bride, l'alésage conique Sa, 9a vient s'appuyer contre la portée conique 3b. La bague 10 évite toute déformation vers l'intérieur de la" zone en surépaisseur 3. On solidarise alors la contre-bride 5 avec la bride 4 par tout moyen. Par exemple au moyen de vis 13 qui se vissent dans des trous filetés 14 intercalés entre les trous 7, 8 de passage des boulons. Le serrage des vis 13 applique la contrebride contre la portée conique 3b et écrase le joint 12. La portée conique 3b a pour fonction de réaliser l'accrochage mécanique des brides sur l'embout et la résistance .aux efforts de traction. Les efforts de compression sont transmis aux brides par l'appui de l'extrémité de la surépaisseur sur l'épaulement 6. Grâce à la surépaisseur 3, l'épaulement 6 et la portée conique 3b ont une surface suffisante pour que l'embout supporte les contraintes de traction ou de compression qui ne dépassent pas les limites de rupture du matériau plastique composant l'embout 2. Une fois le raccord métalloplastique préparé en usine, on fixe sur le chantier l'extrémité libre de l'embout 2 sur l'extrémité d'un tube 1 par tout moyen connu, par exemple par soudure, par collage ou par tout autre raccord conventionnel. Après quoi on connecte la bride 4 et la contre-bride 5 sur un raccord à bride non représenté ou sur une bride équipant un appareil au moyen de boulons passant dans lès trous alignés 7 et 8. Un joint d'étanchéité traditionnel est intercalé entre la bride 4 et la bride sur laquelle on vient se connecter. On voit que la connexion est réalisée entre deux brides métalliques sans que le couple de serrage des boulons d'assemblage n'exerce aucun effort de compression sur l'embout en matière plastique 2 et on peut donc exercer un couple de serrage correspondant au couple normalisé pour des assemblages de brides métalliques sans risquer d'écraser la matière plastique de l'embout et sans avoir à resserrer les boulons dans le temps. REVENDICATIONS r 1. Procédé pour connecter une extrémité d'un tube en ma tière plastique (1) sur une pièce à bride métallique, caractérisé par les opérations suivantes - on fabrique un embout en matière plastique (2) ayant le même diamètre externe que ledit tube et comportant à une extrémité une surépaisseur externe (3) cylindrique (3a), prolongee par une portee conique (3b); - on serre en usine ladite surépaisseur entre une bride métallique (4) comportant un épaulement (6) contre lequel l'extrémité de l'embout (2) comportant ladite surépaisseur (3) vient en butée et une contre-bride métallique (5) qui est solidarisée avec ladite bride et qui comporte un alésage conique (5a) venant en appui contre ladite portée conique (3b); - et on connecte ladite bride (4) et ladite contre-bride (5) sur ledit raccord à bride au moyen de boulons. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que, avant de serrer en usine ladite surépaisseur cylindro-conique (3) entre ladite bride (4) et ladite contre-bride (5), on engage à I'inté- rieur dudit embout, une douille métallique rigide (10) dont le diamètre externe est sensiblement égal au diamètre interne dudit embout. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la jon#ction entre ladite bride et ladite contre-bride comporte une gorge périphérique interne (11) et lton-pla- ce dans ladite gorge un joint (12) qui est comprimé entre ladite bride, ladite contre-bride et la partie cylindrique de ladite surépaisseur (3). 4. Raccord métalloplastique à bride permettant de connecter de façon étanche une extrémité diun tube (1) en matière plastique sur uneapièce à bride, caractérisé en ce qu'il comporte - un embout #(2) en matière'plastique, qui est fixé sur ladite extrémité, qui a un diamètre externe égal à celui dudit tube (1) et qui comporte, à son extrémité libre, une surépaisseur externe (3) cylindrique (3a), prolongée par une portée conique (3b);; - une paire de brides métalliques comprenant une bride (4)ayant un épaulement interne (6) contre lequel l'extrémité libre dudit embout (2) est en butée, une contre-bride (5) ayant un alésage conique (Sa)- qui vient s'appuyer contre ladite portée conique (3b) et des moyens de fixation de ladite bride sur ladite contre-bride en serrant entre elles ladite surépaisseur cylindro-conique (3) ; - et un joint d'étanchéité (12) qui est disposé dans une gorge périphérique (11) située à la partie interne du plan de jonction de ladite bride et de ladite contre-bride et qui est appliqué contre la partie cylindrique (3a) de ladite surépaisseur (3). 5. Raccord à bride selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une douille métallique rigide (10) ayant un diamètre externe sensiblement égal au diamètre internè dudit embout (2) dans lequel elle est engagée. 6. Raccord à bride selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite contre-bride (5) est prolongée vers. l'arrière par une collerette tronconique (9), qui comporte un alésage conique (9a) prenant appui contre ladite portée conique (3b). 7. Raccord à bride selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite contre-bride (5) est fixée ladite bride (4) par des vis qui permettent de serrer ledit embout cylindro-conique entre ladite bride et la contre-bride et ladite bride et la contre-bride comportent des trous alignés pour le passage des boulons de fixation sur ladite pièce à bride. 8. Raccord selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite douille (10) a une longueur sensiblement égale à la longueur de ladite surépaisseur cylindro-conique (3), dans laquelle elle est engagée. 9. -Raccord selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite bride comporte un alésage cylindrique (4a) et un contrealésage cylindrique (4b) qui définissent ledit- épaulement (6) et la contre-bride (5) comporte ladite gorge (11) et la somme de la longueur axiale dudit alésage (4a) et de la profondeur axiale de ladite gorge (11) est légèrement inférieure à la longueur axiale de ladite portée cylindrique (3a). 10. Raccord selon l'une quelconque des revendications 4. à 9, caractérisé en ce que ladite portée conique (3b) a un demi angle au sommet ta) de l'ordre de 100.