Brevet FR2604756A1 — publié le 19880408

DISPOSITIF DE SERRAGE POUR RELIER DEUX BRIDES PAR DES PIECES D'ASSEMBLAGE MAINTENUES RADIALEMENT.- La présente invention se rapporte à un dispositif de serrage pour relier deux brides par des pièces d'assemblage maintenues radialement et réparties sur le pourtour, avec une rainure intérieure, lesquelles, en position fermée, enserrent les bords des brides et les pressent l'une contre l'autre, et par une chaîne de serrage formée de plusieurs pièces disposées autour des pièces d'assemblage, pour maintenir les pièces d'assemblage. La présente invention se réfère à des liaisons de brides pour des tuyaux de diamètres égaux ou supérieurs à un mètre, et pour des pressions d'au moins 80 bars. Les constructions connues avec seulement un élément de serrage ne sont pas appropriées pour être utilisées dans le cas de grands diamètres et de fortes pressions, du fait des forces de serrage indéterminables crées par ce type de construction. Par le document DE-PS 30 48 903, un dispositif de serrage est connu pour relier deux brides, par lequel le frettage est réalisé par des éléments ou des pièces d'assemblage avec une rainure intérieure, haubanés en direction radiale et répartis sur le pourtour, le frettage, en position de fermeture, enserrant les bords des brides et les pressant l'une contre l'autre, et par une chaîne de serrage formée de plusieurs pièces disposées autour des pièces d'assemblage pour le frettage des pièces d'assemblage elles-mêmes. Dans cette conception, les pièces de serrage sont cependant liées par les formes avec la -2- chaîne de serrage, de sorte que, d'un côté il se forme dans la chaîne des forces de frottement importantes, et de l'autre côté, les pièces d'assemblage, du fait de leur liaison par les formes avec la chaîne de serrage, peuvent présenter un frottement de glissement très important sur la surface des brides. De ce fait, dans cette conception, seules les pièces d'assemblage au voisinage de la fermeture du serrage peuvent exécuter le déplacement radial parfait désiré. En partant de cet état de la technique, la présente invention a donc pour objet de créer un dispositif de serrage manoeuvrable à distance, qui présente un frottement minimal et par lequel les pièces d'assemblage se déplacent de façon exactement radiale, sans exercer d'autres forces de frottement par le frettage sur la bride. Le dispositif de serrage doit être approprié pour des tuyaux de grands diamètres et sous fortes pressions, et pouvoir être très facilement manoeuvré par une fermeture de serrage pouvant être commandée à distance. Pour réaliser cet objet, la présente invention propose alors un dispositif de serrage du type décrit ci-dessus, dans lequel la chaSne de serrage et les pièces d'assemblage sont couplées ensemble uniquement par des forces, et sont chaque fois séparées, levées ou posées. Un développement particulièrement avantageux de la présente invention résulte des caractéristiques suivantes: - a) la chaîne de serrage présente des rouleaux de serrage répartis sur le pourtour, dont l'axe s'étend parallèlement à l'axe central des brides; - b) les rouleaux de serrage tournent dans une rainure extérieure en forme d'arc de cercle ou ligne de guidage, qui est pratiquée radialement dans la surface située -3- vers l'extérieur des pièces d'assemblage, grâce à quoi à chaque pièce d'assemblage est associé au moins un rouleau de serrage; - c) la chaîne de serrage présente un dispositif de serrage, au moyen duquel ses pièces de serrage peuvent être déplacées l'une contre l'autre pour le serrage et le desserrage de la chaîne. D'autres développements de l'invention résultent des caractéristiques suivantes: - d) les pièces d'assemblage sont disposées sur l'un de leur côté contre un anneau de maintien, de façon à pouvoir être poussées radialement au moyen d'un rouleau de guidage et de plusieurs rouleaux de roulement, l'anneau de maintien étant fixé de façon rigide sur la bride; e) sur les rouleaux sont situés d'autres rouleaux qui glissent dans des fentes en forme de coulisses avec des élargissements, qui sont pratiquées dans une ceinture de serrage pouvant tourner par rapport à l'anneau de maintien, et qui déplacent radialement les pièces d'assemblage; - f) entre l'anneau de maintien et la ceinture de serrage est montée une vis sans fin comme dispositif de serrage, au moyen duquel la ceinture de serrage peut tourner contre l'anneau de maintien; - g) la pièce libre de serrage de la chaîne de serrage est fixée à la ceinture de serrage, mais la pièce fixe de serrage de la chaîne de serrage est fixée à l'anneau de maintien. Un tel développement du dispositif de serrage permet alors que l'assemblage et le désaccouplement des brides, ainsi que le levage ou l'abaissement automatiques des pièces d'assemblage soient exécutables de façon rationnelle en fonction du serrage ou de la longueur de la chaine de serrage, -4- à partir d'un seul dispositif de serrage. Dans ce but apparait la nécessité que les forces de serrage soient définissables de façon précise, et que tout le raccordement des brides soit manoeuvrable à distance. L'avantage particulier de la construction réside dans le fait que, par suite des forces de serrage définissables de façon précise, on peut éviter un surdimensionnement, et les pièces du montage peuvent être limitées à un minimum dans leurs dimensions. De ce fait, les deux brides ne nécessitent en aucune façon des spécifications particulières concernant le maintien des dimensions et la qualité de surface. Le point essentiel de l'invention est que les pièces d'assemblage sont séparées de la chaîne de serrage et que chaque pièce d'assemblage peut occuper sa propre place indépendemment des autres pièces et de la chaîne. D'autres détails de la présente invention seront décrits de façon détaillée à l'aide des figures 1 à 6. Elles montrent: - Figures 1 et 2: le côté avant de l'accouplement des brides, en position découplée et en position d'accouplement (vues selon la flèche A des figures 5et 6); - Figures 3 et 4: le côté arrière de l'accouplement des brides, en détail partiel à plus grande échelle, également en position découplée et en position d'accouplement (vues selon la flèche B des figures 5 et 6); et - Figures 5 et 6: les coupes selon CD et CE indiqués sur la figure 2. Les brides 1 et 2 à relier ensemble par le dispositif de serrage présentent des contours différents. La bride 1 possède un côté arrière 20 -5- droit, l'autre bride 2 possède un côté arrière 21 en biseau. Derrière la bride 1 et à une certaine distance du côté arrière 20 est soudé un anneau de maintien 3, sur la bande 22 duquel repose un roulement à billes 15 maintenu par la bande de serrage 8, grâce auquel la ceinture de serrage 6 peut tourner par rapport à la bride 2 ou par rapport à l'anneau de maintien 3. La rotation est produite par la rotation de la vis sans fin 7, qui tourne dans la denture 23 d'un anneau de guidage 24, lequel, de son côté, constitue une partie de la base pour le roulement à billes 15, et est fixé à la ceinture de serrage 6. La ceinture de serrage 6 est constituée par une zone annulaire, dans laquelle se trouvent des fentes de déplacements 12 (voir figures 5 et 6). Le côté arrière en biseau 21 de l'autre bride 2 possède le contour intérieur en biseau 25 des pièces d'assemblage 4 qui, avec leur rainure intérieure 26, enserrent les deux brides 1 et 2 et, par un mouvement radial, les pressent l'une contre l'autre ou à nouveau les libèrent. Ainsi, la bride 2 peut s'adapter au raccordement avec la bride 1, correspondant au moment de résistance de son tuyau. Dans la surface 27, située radialement vers l'extérieur des pièces d'assemblage 4, est pratiquée une rainure extérieure ou ligne de guidage 16, en forme d'arc de cercle, qui s'étend de façon circulaire autour de toutes les pièces d'assemblage 4 entourant les brides 1 et 2. Par la ligne de guidage 16 sont alors appliquées sur les pièces d'assemblage 4 les forces de serrage au moyen de la cha ne de serrage et de ses rouleaux de serrage 31. Ceci se produit purement en fonction des forces, c'est-à- dire que la cha ne de serrage 5 et les pièces d'assemblage 4 sont chaque fois séparées, tenues ou posées. Pour -6- cela, les pièces d'assemblage 4 sont fixées à l'anneau de maintien 3 avec un jeu de mouvement radial, auquel est également fixée la pièce fixe de serrage 13 de la chaîne de serrage 5. Le maintien des pièces d'assemblage 4 sur l'anneau de maintien 3 se fait par le rouleau fixe 17 et la paire de rouleaux réglables 18 qui sont fixés dans la zone inférieure des pièces d'assemblage 4 ou sur une pièce allongée 28, et qui s'étendent des deux côtés de l'anneau de maintien 3. Le guidage radial est réalisé par un autre rouleau de guidage 9, dont l'axe 30 est situé dans la pièce d'assemblage 4, et qui roule dans une fente radiale de guidage 11 dans l'anneau de maintien 3. Par cette fente de guidage 11 dépasse également la pièce allongée 28 avec la paire de rouleaux réglables 18, de sorte que les pièces d'assemblage 4 sont pratiquement complètement posées sur rouleaux sur la longueur des fentes 11, dans un déplacement radial. Le nombre des fentes 11 correspond au nombre des pièces d'assemblage 4. Sur l'axe 30 du rouleau de guidage 9 de chaque pièce d'assemblage 4 est situé de façon coaxiale également un autre rouleau de guidage 10, qui tourne dans la fente de déplacement 12 déjà mentionnée de la ceinture de serrage 6. Les fentes de déplacement 12 présentent à une de leurs extrémités, correspondant à la position d'accouplement ou de serrage, un élargissement 29, de sorte que dans cette zone les rouleaux 10 disposent relativement de beaucoup de jeu, et que les pièces d'assemblage 4 peuvent se déplacer dans leurs paliers 17 et 18, libres d'une liaison de formes. Ainsi, les forces en provenance de la chaîne de serrage 5 peuvent être transmises sans délai. La chaîne de serrage 5 possède des -7- rouleaux de serrage 31 répartis à sa périphérie, qui sont disposés de façon à pouvoir tourner dans les axes d'articulation 32 des pièces de la chaîne. A chaque pièce d'assemblage 4 est associé chaque fois au moins un rouleau de serrage, cependant, sur les figures 1 et 2, sont représentés chaque fois deux rouleaux de serrage par pièce d'assemblage. Les rouleaux de serrage 31 tournent dans la ligne de guidage 16 qui a subi un traitement de durcissement, pratiqué dans la surface 27. L'extrémité fixe de la chaîne de serrage 5 est formée par la pièce fixe de serrage 13, qui est fixée à l'anneau de maintien 3 et présente un plus grand rouleau de serrage 33. L'extrémité libre ou mobile de la chaîne est formée par la pièce libre de serrage 14, qui présente également un plus grand rouleau de serrage 34. Le plus grand diamètre correspond au diamètre normal des rouleaux plus environ le double du levage de la pièce d'assemblage 4. En outre, les travées des pièces de serrage 13 et 14 présentent des rainures de guidage pour les axes des rouleaux, afin de pouvoir suivre le mouvement de levage des pièces d'assemblage. La pièce fixe de serrage 13 est reliée avec l'anneau de maintien 3 par l'intermédiaire d'une construction stable par boulons ou soudage, et la pièce libre de serrage 14 est reliée avec la ceinture de serrage 6 pour le frettage. Les pièces d'assemblage 4 sont construites de telle sorte qu'un carter en tôle 19 démontable peut être soulevé. Le carter en tôle 19 doit empêcher un mouvement incontrôlé de la chaîne de serrage 5. La profondeur de la ligne de guidage 16 et la distance du carter en tôle 19 doivent être ajustées l'une à l'autre de telle sorte qu'elles empêchent les rouleaux de la chaîne de serrage 5 de quitter la ligne de guidage 16. -8- Le fonctionnement du nouveau dispositif de serrage est le suivant: Après l'assemblage l'une contre l'autre des deux brides i et 2, les pièces d'assemblage 4, par l'actionnement de la vis sans fin 7, sont abaissées avec la chaîne de serrage 5. Le mouvement vers le haut ou vers le bas s'effectue par la fente de déplacement 12, tandis que la fente de guidage 11 assure un mouvement radial des pièces d'assemblage 4. Du fait du mouvement radial des pièces d'assemblage 4, les forces de serrage sont également définissables de façon précise. La fente de déplacement 12 est formée assez large à son extrémité (élargissement 29) pour que les rouleaux de guidage 10 disposent d'assez d'espace libre lors de la mise en place des pièces d'assemblage 4 sur les côtés arrière 20 et 21 des brides 1 et 2. De plus, la longueur de la fente de déplacement 12 est calculée de telle sorte que l'allongement de la chaîne de serrage 5 corresponde au levage des pièces d'assemblage 4. Si la ceinture de serrage 6 est tournée davantage, la chaîne de serrage 5 sera tendue par la pièce de serrage libre 14. Les imperfections de finition des surfaces de serrage de la bride 2 et des pièces d'assemblage 4 sont compensées au moyen de la suspension séparée des pièces d'assemblage 4. Ainsi, les forces de serrage sont définissables de façon précise. Si la bride doit être ouverte, seule la ceinture de serrage est actionnée. Comme ceci a déjà été décrit, la fente de déplacement 12 est formée de telle sorte que la chaîne de serrage 5 soit d'abord détendue, avant l'entrée en action du mouvement combiné de la contraction de la chaîne de serrage 5 et le levage des pièces d'assemblage 4. Si les pièces -9d'assemblage 4 ont atteint leur position la plus extérieure, la contrebride 2 peut être libérée de la bride principale 1. Le dispositif d'assemblage lui-même reste ainsi toujours une partie intégrante de la bride principale 1. Le point essentiel de la présente invention est constitué par les remarqsues suivantes: La cha ne de serrage 5 présente des rouleaux de serrage 31 répartis sur la périphérie, dont l'axe s'étend parallèlement à l'axe central des brides 1 et 2, les rouleaux de serrage tournent dans une rainure extérieure ou ligne de guidage 16 en forme d'arc de cercle, qui est pratiquée dans la surface située radialement vers l'extérieur des pièces d'assemblage 4, grâce à quoi à chaque pièce d'assemblage 4 est associé au moins un rouleau de serrage 31, la chaîne de serrage 5 présente un dispositif de serrage au moyen duquel ses pièces de serrage 13 et 14 sont mobiles l'une contre l'autre pour le serrage et le desserrage de la cha ne 5. - 10 - REVENDICATIONS 1. Dispositif de serrage pour relier deux brides par des pièces d'assemblage maintenues radialement et réparties sur le pourtour, avec une rainure intérieure, lesquelles, en position fermée, enserrent les bords des brides et les pressent l'une contre l'autre, et par une cha ne de serrage formée de plusieurs pièces disposées autour des pièces d'assemblage, pour maintenir les pièces d'assemblage, caractérisé en ce que la chaîne de serrage (5) et les pièces d'assemblage (4) sont couplées ensemble uniquement par des forces, et sont chaque fois séparées l'une de l'autre, levées ou posées. 2. Dispositif de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que: - a) la chaîne de serrage (5) présente des rouleaux de serrage (31) répartis sur le pourtour, dont l'axe (32) s'étend parallèlement à l'axe central (35) des brides (1, 2); - b) les rouleaux de serrage tournent dans une rainure extérieure en forme d'arc de cercle ou ligne de guidage (16), qui est pratiquée radialement dans la surface (27) située vers l'extérieur des pièces d'assemblage (4), grâce à quoi à chaque pièce d'assemblage (4) est associé au moins un rouleau de serrage (31); - c) la chaîne de serrage présente un dispositif de serrage, au moyen duquel ses pièces de serrage (13, 14) peuvent être déplacées l'une contre l'autre pour le serrage et le desserrage de la chaine. -11- 3. Dispositif de serrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que: - d) les pièces d'assemblage (4) sont disposées sur l'un de leur côté sur un anneau de maintien (3) de façon à pouvoir être poussées radialement au moyen d'un rouleau de guidage (9) et de plusieurs rouleaux de roulement (17, 18), l'anneau de maintien (3) étant fixé de façon rigide sur la bride (1); - e) sur les rouleaux (9) sont situés d'autres rouleaux (10) qui glissent dans des fentes (12) en forme de coulisses avec des élargissements (29), qui sont pratiquées dans une ceinture de serrage (6) pouvant tourner par rapport à l'anneau de maintien (3), et qui déplacent radialement les pièces d'assemblage (4); - f) entre l'anneau de maintien (3) et la ceinture de serrage (6) est montée une vis sans fin (7) comme dispositif de serrage, au moyen duquel la ceinture de serrage (6) peut tourner contre l'anneau de maintien (3); - g) la pièce libre de serrage (14) de la chaîne de serrage (5) est fixée à la ceinture de serrage (6), mais la pièce fixe de serrage (13) de la chaîne de serrage (5) est fixée à l'anneau de maintien (3).