Brevet FR2595434A1 — publié le 19870911

DisDositif de jonction entre tuvaux comportant un bout mâle et un emboîtement. L'invention concerne un dispositif de jonction entre tuyaux comportant un bout mâle et un emboîtement présentant respectivement des dispositifs d'appui en regard, le dispositif d'appui de l'emboîtement étant défini par une collerette radialement en saillie inté- rieurement à celui-ci, et le dispositif d'appui du bout mâle étant défini par une couronne d'appui appliquée, par une face interne, contre un épaulement radial dudit bout mâle, une masse incompressible, constituée par exemple d'un matériau granulaire, étant contenue dans un espace annulaire, étanche audit matériau granulaire, formé entre la surface interne de l'emboîtement et la surface externe de la couronne d'appui, celle-ci étant fendue et présentant une élasticité suffisante pour être de diamètre variable, cette couronne demeurant ouverte une fois le joint verrouillé grâce à un dispositif d'écartement maintenant l'espacement de la fente ménagée entre les deux extrémités de la couronne. Il est en particulier connu de réaliser un dis- positif d'écartement constitué par un vérin à vis à tiges filetées à pas inversés dont les extrémités dis- tales prennent appui respectivement sur des plaques d'appui prévues aux extrémités en regard de la couronne d'appui, et dont les extrémités proximales coopèrent avec les taraudages à pas inversés correspondants d'un écrou central de réglage. Un tel dispositif d'écartement est satisfaisant mais perfectible. En effet, la force que peut engendrer un vérin à vis est relativement limitée, et ce vérin subit en permanence l'effort d'écartement. Par suite, on n'est pas assuré que la couronne d'appui soit réellement et fermement appliquée par toute sa périphérie externe sur la surface interne de l'emboitement. Le but de la présente invention est donc de perfectionner ce dispositif et d'obtenir une force d'écartement notablement plus importante, sans que cela nécessite l'action permanente d'un vérin. A cet effet, un dispositif de jonction du type défini au début sera, conformément à l'invention, essen- tiellement caractérisé en ce que ledit dispositif d'é- cartement comporte deux étriers disposés dans ladite fente de la couronne d'appui, à savoir dans l'espace qui sépare ses deux extrémités, ces étriers présentant cha- cun une butée pour l'extrémité correspondante de la cou- ronne, et en ce que chaque étrier est assujetti à l'em- boitement par un moyen de blocage. Grâce à cette disposition générale de l'inven- tion, on pourra serrer beaucoup plus fortement qu'aupa- ravant la périphérie externe de la couronne d'appui contre la surface interne de l'emboîtement, car on pourra utiliser un vérin hydraulique, disposé entre les faces en regard des deux étriers, pour écarter ceux-ci au maximum l'un de l'autre et ainsi dilater au maximum la couronne d'appui. Lorsque cette opération sera réali- sée, on mettra en place les moyens de blocage précités, bloquant chaque étrier sur l'emboîtement, ensuite de quoi on pourra retirer le vérin hydraulique. On atteint donc bien le but fixé, puisque l'on peut ainsi obtenir une plus grande force d'écartement qu'avec un vérin à vis, et que le vérin hydraulique uti- lisé n'a plus besoin d'être maintenu en place en perma- nence; il n'est utilisé que d'une façon transitoire, lors du montage du joint. Les moyens de blocage peuvent être de tout type approprié, et être constitués par exemple, pour chaque étrier, par une clavette, propre à être engagée dans une ouverture de l'étrier, et à être coincée entre la paroi supérieure de celle-ci et la surface périphérique exté- rieure de l'emboîtement. Ces clavettes pourront être bloquées très faci- lement, à l'aide d'une masse. Pour éviter d'être écarté axialement de l'emboî- tement lors de l'opération de coinsage de la clavette, chaque étrier est constitué essentiellement d'un corps s'étendant perpendiculairement à une base destinée à venir sensiblement au niveau de la couronne d'appui, ce corps étant traversé par l'ouverture destinée à la clavette, une gorge étant ménagée entre ce corps et un rebord de ladite base, pour la réception de la collerette de l'emboîtement. On comprend que c'est grâce à ce rebord que chaque étrier sera axialement maintenu en place lors du coinsage de la clavette, puisque ce rebord viendra alors en butée contre la collerette de l'emboîtement, plus précisément contre sa paroi radiale arrière. En outre, pour faire en sorte que les clavettes soient correctement guidées lors de l'opération de coin- çage, on prévoit que chaque étrier comporte, parallèle- ment à ladite base, un surplomb présentant une cannelure de guidage de la clavette, le fond de cette cannelure, de préférence incliné, venant dans le prolongement de ladite paroi supérieure de l'ouverture. L'invention présente, outre les avantages évo- qués plus haut, l'avantage supplémentaire de permettre une mise en place commode de la masse de billes, gre- naille métallique ou analogue, intercalée entre la face cylindrique interne de l'emboîtement et la surface cylindrique externe de la couronne d'appui; pour ce faire, on pourra utiliser avantageusement un passage traversant le corps de chacun des étriers. A cet effet, un dispositif conforme à la pré- sente invention pourra donc encore être caractérisé en ce que, du côté des faces des étriers qui sont destinées à venir en regard l'une de l'autre, la largeur de ladite gorge est telle qu'elle est entièrement obturée par la collerette de l'emboîtement, tandis que du côté des faces opposées, la largeur de sortie de la gorge est su- périeure à la section transversale de ladite collerette, de sorte qu'une communication soit établie entre une cuvette ménagée au fond de l'étrier considéré, au-des- sous de ladite collerette, et l'espace annulaire prévu pour ladite masse incompressible, cette cuvette pouvant être alimentée en matériau granulaire par un passage traversant le corps dudit étrier. Cette disposition, ainsi que celles qui ont été évoquées ci-dessus, sera d'ailleurs mieux comprise à la lecture de la description donnée ci-dessous d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre unique- ment illustratif, et ceci avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en demi-coupe axiale d'un dispositif de jonction conforme à l'invention, par le plan axial de l'étrier de gauche de la figure 8; - la figure 1a est une vue suivant la flèche F de la figure 1; - la figure 2 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 1, mais partielle, par le plan II-II de la figure 4; - la figure 3 est une vue en coupe axiale par- tielle par le plan III-III de la figure 8; - la figure 4 est une vue en coupe horizontale d'un étrier, par la ligne IV-IV de la figure 2; - la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un étrier, par la ligne V-V de la figure 2; - la figure 6 est une vue en élévation de l'ar- rière d'un étrier, avec coupe partielle; - la figure 7 est une vue en perspective de trois-quarts arrière d'un étrier; et - la figure 8 est une vue partielle en perspec- tive d'un dispositif de jonction conforme à l'invention, après sa mise en place. Sur les figures on a référencé en 1 un emboîte- ment, d'un premier tuyau, et en 2 un bout mâle, d'un deuxième tuyau, qu'un dispositif de jonction conforme à l'invention a pour but de relier de façon étanche mais avec un certain degré de liberté (l'un des tuyaux peut être angulairement dévié par rapport à l'autre). A cet effet, une garniture d'étanchéité 3 à ta- lon d'ancrage 4 est radialement comprimée entre le bout mâle 2 et l'emboîtement 1, en étant axialement en appui contre une nervure radiale 5 de ce dernier. L'appui axial de l'emboîtement 1 sur le bout mâle 2 est assuré par la coopération d'une couronne d'appui 6 solidaire de l'emboîtement et d'un épaulement radial 7 solidaire du bout mâle par un cordon de soudure annulaire 8, couronne et épaulement étant en appui l'une sur l'autre par l'intermédiaire de leurs surfaces tron- coniques respectives 9 et 10. Pour permettre le passage de la bride 11 de la couronne 6 derrière une collerette radiale 12 que comporte l'emboîtement 1, la couronne 6 est fendue, comme bien visible sur la figure 8, et est réalisée en un matériau élastique, par exemple de l'acier ou de la fonte ductile. Ainsi la couronne 6 est-elle suffisamment déformable pour que son diamètre soit réduit jusqu'à une dimension permettant le passage de la bride 11 à l'intérieur de la collerette 12, le relâchement de la couronne permettant alors sa dilata- tion, suffisamment pour que la bride 11 vienne s'ap- puyer, par toute sa périphérie, contre la surface interne 13 de l'emboîtement (voir figure 1). Il est à noter qu'alors la collerette 12 vient s'appuyer contre la surface périphérique extérieure 14 de la couronne d'appui 6 (figure 3). On conçoit qu'un espace annulaire 15 puisse alors être ménagé entre la bride 11 et la collerette 12 et entre les surfaces 13 et 14. Le dispositif de jonction ainsi constitué, et dont on vient de décrire les parties connues, comporte encore un dispositif de verrouillage ou dispositif d'é- cartement, propre à maintenir en toutes circonstances la couronne d'appui 6 à pleine ouverture, et à appliquer fermement sa bride 11 contre la surface interne 13 de l'emboîtement 1. Ce dispositif de verrouillage de la jonction et donc de maintien de l'expansion maximale de la couronne d'appui 6, comporte essentiellement deux étriers 16, bloqués sur le rebord périphérique externe 17 de l'em- boitement 1, et qui servent de butées aux bords de la fente de la couronne d'appui 6, à savoir à ses extrémi- tés en forme d'encoches 18, lesquelles s'emboîtent sur des butées ou talons de formes complémentaires 19 des étriers (voir figures 4 à 7). Ceux-ci sont disposés symétriquement l'un de l'autre par rapport au plan axial médian qui les sépare, comme bien visible sur la figure 8. Le blocage de chaque étrier 16 sur le rebord 17 de l'emboîtement est réalisé grâce à une clavette 20 engagée dans une ouverture 21 de l'étrier, dont la forme est bien visible sur la figure 7, cette clavette étant coincée entre la paroi supérieure 22 de l'ouverture 21 et la surface périphérique extérieure du rebord 17, laquelle affleure pratiquement la paroi inférieure 23 de l'ouverture. Pour l'obtention d'une assise suffisante pour la clavette 20, chaque étrier 16 comporte, à la perpendiculaire de sa partie centrale ou corps 24, lui- même perpendiculaire à l'axe 25 de la jonction, un surplomb 26 dans lequel est ménagée une cannelure 27 de guidage de la clavette, le fond incliné de cette canne- lure se situant dans le prolongement de la paroi supé- rieure 22 de l'ouverture 21. Quant à la base 28 de l'étrier, elle se termine par un rebord radial 29 ménageant entre lui et le corps 24 une gorge 30 pour la réception de la collerette 12 de l'emboîtement 1. Comme cela est bien visible sur différentes figures et en particulier sur la figure 4, du côté des faces des étriers qui sont destinées à venir en regard l'une de l'autre, la largeur de la gorge 30 est telle qu'elle est entièrement obturée par la collerette 12 de l'emboîtement (figure 2), tandis que du côté des faces opposées, destinées à venir en contact avec les encoches 18 de la couronne d'appui 6, la largeur de sortie de la gorge 30 est supérieure à la section transversale de la collerette 12 (figure 1). De la sorte, une communication est établie entre une cuvette 31 (figures 4 et 5) ména- gée au fond de chaque étrier, au-dessous de la colle- rette 12 lorsque l'étrier est en place, et l'espace annulaire 15 mentionné plus haut. Par suite, il est très facile de remplir cet espace 15 de billes d'acier ou autre matériau granulaire 32, en utilisant un passage 33 traversant la partie inférieure du corps 24 de l'étrier et débouchant au niveau du fond de la cuvette 31. On voit qu'un dispositif de jonction conforme à l'invention peut être mis en place très simplement: en frettant la couronne d'appui fendue 6, on peut réduire suffisamment son diamètre pour que sa bride 11 passe derrière la collerette 12 de l'emboîtement 1. On relâche alors la couronne 6, qui se dilate au maximum, la sur- face périphérique extérieure de la bride 11 venant au contact de la surface interne 13 de l'emboîtement, l'es- pace annulaire 15 précité étant ménagé entre les deux, et la surface tronconique 9 étant amenée au contact de la surface tronconique 10 de l'épaulement radial 7. On met alors en place les deux étriers 16, en emboîtant leur talon 19 dans l'extrémité correspondante 18 de la couronne 6, et en faisant passer leur rebord radial 29 derrière la collerette 12 de l'emboîtement. Il est à noter que les étriers une fois posi- tionnés ne peuvent entrer en contact avec l'épaulement radial 7, qui comporte à cet effet, sur la partie cor- respondante de sa longueur, un dégagement 7a (voir figures 1, 1, et 2). Lorsque les étriers 16 ont été ainsi mis en place, on introduit un vérin hydraulique entre eux, les tiges de vérin venant prendre appui au fond d'alvéoles 34 ménagés sur les faces en regard des étriers. On peut écarter ainsi les deux étriers 16 au maximum et appli- quer avec une pression considérable la surface périphé- rique externe de la bride 11 de la couronne 6 contre la surface interne 13 de l'emboîtement 1. A l'aide des cla- vettes 20, on peut ensuite bloquer les deux étriers 16 sur le rebord périphérique externe 17 de l'emboîtement. On peut alors relâcher la pression dans le vérin hydrau- lique et l'enlever. Enfin, on remplit l'espace annulaire de billes ou analogues, en utilisant les passages 33 des étriers. Lorsque cet espace est plein, il n'est pas nécessaire de boucher ces passages 33, puisque les billes restent en place du fait de la pesanteur, les étriers étant bien entendu positionnés au point le plus haut de la jonction. Pour démonter le dispositif et le réparer ou l'inspecter, les opérations sont de même très simples, puisqu'il suffit de faire sauter les clavettes 20 pour extraire les étriers 16, puis de fretter la couronne 6 pour la comprimer et la faire repasser sous la colle- rette 12 et ainsi la retirer, les billes s'échappant alors librement de l'espace 15. REVENDICATIONS 1. Dispositif de jonction entre tuyaux compor- tant un bout mâle (2) et un emboîtement (1) présentant respectivement des dispositifs d'appui (12,6) en regard, le dispositif d'appui de l'emboîtement (1) étant défini par une collerette (12) radialement en saillie intérieu- rement à celui-ci, et le dispositif d'appui du bout mâle (2) étant défini par une couronne d'appui (6) appliquée, par une face interne (9), contre un épaulement radial (7) dudit bout mâle (2), une masse incompressible (32), constituée par un matériau granulaire, étant contenue dans un espace annulaire (15), étanche audit matériau granulaire, formé entre la surface interne (13) de l'em- boitement (1) et la surface externe (14) de la couronne d'appui (6), celle-ci étant fendue et présentant une élasticité suffisante pour être de diamètre variable, cette couronne demeurant ouverte une fois le joint ver- rouillé grâce à un dispositif d'écartement maintenant l'espacement de la fente entre les deux extrémités de la couronne, caractérisé en ce que ledit dispositif d'écar- tement comporte deux étriers (16) disposés dans ladite fente de la couronne d'appui (6), à savoir dans l'espace qui sépare ses deux extrémités (18), ces étriers présen- tant chacun une butée (19) pour l'extrémité (18) corres- pondante de la couronne, et en ce que chaque étrier (16) est assujetti à l'emboîtement (1) par un moyen de blo- cage (20). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit moyen de blocage est constitué pour chaque étrier (16) par une clavette (20), propre à être engagée dans une ouverture (21) de l'étrier, et à être coincée entre la paroi supérieure de celle-ci et la sur- face périphérique extérieure (17) de l'emboîtement (1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que pour éviter d'être écarté axialement de l'emboîtement (1) lors de l'opération de coinçage de la clavette (20), chaque étrier (16) est constitué essen- tiellement d'un corps (24) s'étendant perpendiculaire- ment & une base (28) destinée à venir au niveau de la couronne d'appui (6) , ce corps (24) étant traversé par l'ouverture (21) destinée à la clavette, une gorge (30) étant ménagée entre ce corps (24) et un rebord (29) de ladite base, pour la réception de la collerette (12) de l'emboîtement (1). 4. Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que chaque étrier (16) comporte en outre, parallèlement à ladite base, un surplomb (26) présentant une cannelure (27) de guidage de la clavette (20), le fond de cette cannelure, de préférence incliné, venant dans le prolongement de ladite paroi supérieure (22) de l'ouverture (21). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, ca- ractérisé en ce que, du côté des faces des étriers (16) qui sont destinées à venir en regard l'une de l'autre, la largeur de ladite gorge (30) est telle qu'elle est entièrement obturée par la collerette (12) de l'emboîte- ment (1), tandis que du côté des faces opposées la lar- geur de sortie de la gorge (30) est supérieure à la sec- tion transversale de ladite collerette (12), de sorte qu'une communication soit établie entre une cuvette (31) ménagée au fond de l'étrier (16) considéré, au-dessous de ladite collerette (12), et l'espace annulaire (15) prévu pour ladite masse incompressible (23), cette cuvette (31) pouvant être alimentée en matériau granu- laire (32) par un passage (33) traversant le corps (24) dudit étrier (16).