Brevet FR2597188A1 — publié le 19871016

L'invention concerne un système de raccordement rapide et autobloquant pour conduites tubulaires en matière synthétique comprenant un bottier de raccordement équipé intérieurement d'un élément d'ancrage élastique et d'un seul joint d'étanchéité. Les éléments d'ancrage élastique connus sous forme de bague fendue à surface interne en dents de scie et surface externe tronconique concentrique à la surface interne permettent un ancrage satisfaisant sur des conduites en matière tendre (nylon par exemple) mais ne mordent pas sur des matières dures (PVC par exemple) compte-tenu du faible effort spécifique par unité linéaire sur les dents de scie eu égard à la résistance à la compression de la matière des tubulures. Les éléments d'ancrage élastique connus sous forme de pinces à une saillie interne permettent l'accrochage sur des tubulures en matière dure mais n'offrent pas une résistance à l'arrachement de la tubulure suffisante eu égard aux contraintes importantes développées dans ce sens dans le cas de canalisations véhiculant un fluide sous pression élevée. D'autre part les systèmes de raccordement pour canalisation en matière synthétique font appel àaumoins deux joints d'étanchéité - autour de la canalisation, - l'autre ou les autres au droit des solutions de continuité issues de la construction mécanique du raccord. L'invention a pour objet de réaliser un système de raccordement rapide et autobloquant à un seul joint d'étanchéité pour les canalisations en matière synthétique quelques soient leurs caractéristiques de dureté superficielle et leurs tolérances sur le diamètre pourvu que celles-ci 8 |inscrivent dans les plages fixées par les normes. D'après l'invention le résultat cherché est obtenu grâce au fait que la bague d'ancrage a sa surface externe tronconique excentrée par rapport à sa surface interne crantée alos que la forme tronconique associée du bottier du raccord est centrée sur l'axe de la canalisation et que le joint d'étanchéité coopérant avec la tubulure est logé dans une bague prisonnière des pièces constitutives du bottier du raccord par deux troncs de cône opposés. La bague d'ancrage excentrée est rendue élastique par une fente longitudinale situé dans sa partie la plus de ressort épaisse : la partie mince joue plus facilement le rôle/et les lèvres externes de la fente sont les premières parties agissantes lors d'une tentative de débottage de la conduite.La bague porte-joint d'étanchéité, réalisée en matière plastique adaptée au fluide véhiculé par la conduite ou en métal, laiton de préférence, est définie intérieurevent par au moins une dent de scie, puis une gorge pour le joint suivie d'un alésage cylindrique, compris entre la dite gorge et une collerette intérieure formant arrêt de tube, suffisamment long pour le glissement du tube lors du serrage de la bague d'ancrage, extérieurelent par une forme cylindrique comprise entre deux parties tronconiques opposées venant coopérer par serrage avec deux formes complémentaires formant sièges dans le boîtierconstitutif du raccord à la manière des soupapes sur leurs sièges dans certains robinets.Lors de l'introduction du tube dans le raccord, la bague d'ancrage s'élardit grâce à son élasticité et en fonction des tolérances de la canalisation. Néanmoins, elle est entrainée par le tube jusqu'au contact avec la bague porte-joint d'étanchéité alors que le tube progresse jusqu'à la butée interne de la bague porte-joint d'étanchéité. Une tentative de déboîtage du tube entrain la bague d'ancrage au contact du cône femelle du bottier. Compte-tenu de l'excentration de son cône extérieur, la bague d'ancrage ne porte sur le cône femelle que par les génératrices formant le bord de la fente longitudinale.La résultante radiale de la force de traction de débitage est alors appliquée sur les points d'intersection des dents de scie internes de la bague d'ancrage et des parois de la fente longitudinale; elle développe donc en ces points des contraintes de pénétration très élevées dans la paroi de la tubulure ce qui permet à ces points de "mordre" dans le matériau de la dite tubulure. Si la force de traction de débottage est suffisante, entraînée par le tube la bague d'ancrage poursuit son glissement dans le cône femelle du bottier en étendant la pénétration de ses dents sur la périphérie de la tubulure de part et d'autre de la fente longitudinale et tend à dévier le tube pour l'excentrer par rapport à l'axe du bottier de raccordement (axe initial de pénétration).Losque les actions conjuguées de pénétration des dents de scie de la bague d'ancrage et de déviation de l'axe de la tubulure sont suffisantes, la bague d'ancrage se trouve en position de portance totale de son cône extérieur dans le cône femelle du bottier du raccord. A partir de ce moment la composante radiale de la force de traction de déboîtage fait fermer la bague d'ancrage jusqu'à la jonction des deux lèvres de la fente longitudinale. Concomitamment, dès que la tubulure est chassée latéralement par la bague d'ancrage, sa partie comprise dans la bague porte-joint d'étanchéité tend à s'excentrer et rient porter sur un arc de circonférence contre la (ou les) dent(s) de scie qui constitue(nt) l'entrée de la dite bague porte-joint d'étanchéité. L'action de la (ou des) dite(s) dent(s) sur la paroi de la tubulure vient renforcer l'ancrage commence par la bague d'ancrage et ceci d'autant plus efficacement que les efforts sur les dents des deux bagues sont diamétralement opposés dans deux plans différents créant ainsi un couple de basculement.Pour que cette action soit efficace et pour que le joint d'étanchéité assume correctement sa fonction, l'alésage cylindrique compris entre le joint d'étanchéité et la collerette butée de tube, ainsi que la (ou les) dent(s) d'entrée, ont un diamètre à peine supérieur au diamètre maximum découlant du respect des tolérances normalisées des tubulures. Les efforts importants, résultant de la tentative de dévoltage de la tubulure, qui s'appliquent sur la bague porte-joint d'étanchéité imposent une fixation rigide de la dite bague porte-joint d'étanchéité dans le bottier du raccord.Le serrage à refus de deux parties du bottier du raccord sur les ressauts tronconiques opposés de l'extérieur de la bague porte-joint d'étanchéité assurent cette rigidité; le choix de surfaces tronconiques de faible importance garantit en même temps une excellente étanchéité vers l'extérieur. Une série de dessins annexés décrit un mode, parmi d'autres, de réalisation de l'invention à titre d'exemple non limitatif : - la figure 7 montre en coupe le bottier de raccordement avec le tube dans sa position de fin d'introduction. - la figure 2 représente la bague conique d'ancrage en coupe par l'axe de révolution. - la figure 3 représente la bague conique d'ancrage en vue par le dessus. - la figure 4 représente la bague conique d'ancrage en perspective. - la figure 5 représente la bague porte-joint d'étanchéité en coupe par l'axe de révolution. - la figure 6 montre en coupe le boitier de raccordement avec le tube en phase de dévoltage au moment de l'accrochage de la bague d'ancrage. - la figure 7 montre le bottier de raccordement avec le tube en phase de débitage au moment de l'excentration de la tubulure. - la figure 8 montre en coupe le bottier de raccordement avec le tube en phase ultime de déboftage au moment de la fermeture complète de la bague d'encrage. Sur la figure 1 on a représenté un système de raccordement rapide et autobloquant suivant l'invention, la tubulure étant représentée en position de fin d'introduction. Ce système comprend un bolier constitué d'un nez vissé 1 et d'un corps 2. A l'intérieur du nez 1 est disposée une bague d'ancrage 3 coopérant avec le nez 1 par une forme tronconique 8. La figure 2 donne la forme générale de la bague d'ancrage 3 dont l'extérieur est un tronc de cône 4 et l'intérieur une suite de redans à angle vif 5 dont le diamètre de passage est légèrement inférieur au diamètre mini du tube normalisé. La figure 3 montre que le centre de révolution 4a de la surface tronconique 4 est différent du centre de révolution 5a de la forme intérierue 5 et que cette bague d'ancrage est rendue élastique par une fente 6 pratiquée dans l'axe formé par l'alignement des centres 4a, 5a du côté du centre 4a de façon qu'à l'opposé de cette fente 6 se situe la partie la plus mince 7 de la bague d'ancrage excentrée 3.La figure 4 donnant la bague d'ancrage 3 en vue perspective-montre les arêtes 6a et 6b formées par l'intersection de la fente 6 avec la forme tronconique 4 et les points 5b et 5c résultant de l'intersection de la fente 6 avec les dents de la forme 5. Sur la figure 1 on a aussi représenté le tube 9 dans sa position de fin d'introduction dans le dispositif de raccordement ainsi que la bague porte-joint d'étanchéité 10 et le joint d'étanchéité Il. La figure 5 donnant en coupe la bague porte-joint d'étanchéité 10 fait apparaître un arrêt de tube 12 fermant partiellement cette" bague et délimitant par là meme avec la paroi 13a de la gorge destinée au joint 11 un espace cylindrique de longueur supérieure au débottage maxi du tube. On voit également que l'entrée intérieure de cette bague est un cône formant dent de scie 20 avec la paroi 13b de la gorge destinée au joint 11. L'extérieur de la bague 10 de forme générale cylindrique comprend une partie cylindrique i8 de diamètre plus grand que la forme générale et délimitée par deux parties tronconiques opposées 14 et 15. Sur la figure 1 on voit que la partie tronconique mâle 14 de la bague porte-joint d'étanchéité 10 coopère avec une partie complémentaire femelle 16 du nez vissé 1. La partie cylindrique 18 de la bague porte-joint d'étanchéité 10 pénètre en ajustement serré dans la partie 19 du nez vissé 1. La partie tronconique mâle 15 de la bague porte-joint d'étanchéité 10 coopère avec une partie complémentaire femelle 17 du corps 2. A l'exécution, les tolérances de réalisation sont telles que les cônes 16 et 17 compriment fortement les cônes 14 et 15 au moment de l'assemblage à refus du nez vissé 1 dans le corps 2. La figure 6 représente le dispositif de raccordement dans la phase de tentative de débortage du tube 9 au moment où la bague d'ancrage 3 touche la portée tronconique 8 du nez vissé 1 par les arêtes 6a et 6b de sa fente 6. Le tube 9 est toujours centré par rapport au dispositif de raccordement tout en étant au contact des arêtes 5 des dents de scie de la bague d'ancrage 3. La figure 7 montre la deuxième étape dans la phase de tentative de dévoltage du tube 9 du dispositif de raccprdement. Par la réaction des arêtes 6a et 6b glissant sur le cône 8, les points 5b et 5c, intersections des dents 5 et de la fente 6, ont pénétré dans le tube tout en exerçant une contrainte radiale de déplacement du tube 9 dans le dispositif de raccordement. La pénétration des dents 5 dans le tube 9 s'est élargie à partir des points 5b et 5c et l'excentration du tube s'est poursuivie, l'amenant au contact de la dent 20 sur ses génératrices opposées aux points d'action des points 5b et 5c; la dent 20 "mord" à son tour le tube 9.Il en résulte l'action d'un moment de flexion exercé sur le tube 9 favorisant la pénétration des dents 5 de part et d'autre des points 5b et 5c et de la dent 20 et réalisant ainsi l'ancrage du tube dans le dispositif de raccordement. La bague porte-joint d'étanchéité 10, fortement ancrée dans le dispositif de raccordement par les cônes 14, 15 et t6, 17 et l'ajustement serré 18, 19 résiste à la réaction du moment de basculement du tube 9. La figure 8 représente le dispositif en position limite dans le cas d'essai destructif de déboîtage du tube 9. La bague d'ancrage 3 fortement solidaire du tube 9 par la phase précédente comme indiqué figure 7 a été entralnée jusqu'à épouser complètement la forme 8 puis s'est resserrée sur elle-même en glissant dans cette forme 8, les dents 5 pénétrant dans le tube jusqu'à ce que la fente 6 ait ses deux lèvres jointives. La dent 20 a poursuivi sa pénétration circulaire dans le tube 9 tout en arrachant ou refoulant de la matière du tube selon la nature de cette matière. REVENDICATIONS 1 - Système de raccordement rapide et autobloquant pour conduites tubulaires en matière synthétique comprenant un bottier de raccordement équipé intérieurement d'un élément d'ancrage élastique 3 et d'un joint annulaire d'étanchéité 11 et caractérisé en ce que l'élément d'ancrage élastique 3 a une surface conique extérieure 4 excentrée par rapport à la surface intérieure crantée 5 coopérant avec la conduite 9. 2 - Système suivant la revendication 1, caractérisé par l'exécution de la fente 6 dans la partie la plus épaisse de l'élément d'ancrage élastique 3. 3 - Système suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le joint annulaire d'étanchéité Il est logé dans une bague 10 dont deux troncs de c8ne extérieurs et opposés 14 et 15 sont bloqués axialement par les troncs de cône inverses 16 et 17 des éléments du boutiez 1 et 2. 4 - Système suivant les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'entrée de la bague 10 porte-joint d'étanchéité comporte au moins une dent de scie 20 de même sens que celle 5 de la bague d'ancrage 3.