Brevet FR2611853A1 — publié le 19880909

La présente invention se rapoorte à un assem- blage à brides comprenant les extrémités de tubes à rac- corder, dont chacune comporte un collet à surface avant plane sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube, et des brides qui comportent un orifice cen- tral pour le passage du tube, les brides étant placées derrière les collets et serrées ensemble dans la direc- tion axiale du tube par des moyens de serrage appropriés, tels que des vis et des écrous, l'épaisseur du collet augmentant de la périphérie du collet vers le centre du tube de sorte que la configuration de la face arrière du collet est différente de celle de la face avant. Pour réaliser ce type d'assemblage à brides, les extrémités des tubes à raccorder sont généralement d'abord pourvues de collets sensiblement perpendiculaires à l'axe longitudinal du tube. Il existe plusieurs possi- bilités pour la fabrication de tels collets. Une méthode est décrite dans la demande de brevet finlandais 791 695. Une autre méthode de fabrication d'un tel collet à l'extrémité d'un tube est proposée dans la demande de brevet finlandais 870 799, suivant laquelle l'opération de formage de collet est effectuée en deux stades, l'ex- trémité du tube étant d'abord évasée à un angle de 35 à environ puis rabattue à un angle de 90 au moyen d'une tête d'élargissement auxiliaire. Une autre méthode cou- ramment utilisée pour obtenir un collet à 90 consiste à souder un court embout séparé, comportant un collet pré- fabriqué, sur l'extrémité du tube. Après exécution des collets, les brides placées derrière les collets sur les tubes opposés sont serrées ensemble par des moyens de blocage appropriés, tels que des vis et des écrous. On place habituellement un joint dans l'assemblage, entre les extrémités des tubes. Actuellement, ce type d'assemblage à brides est réalisé au moyen de brides dont la surface pressée contre le collet est plane et sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube. On peut obtenir un collet à face arrière droite, par exemple en utilisant une plaque d'appui plane dans la machine de formage de collet. Bien qu'on puisse produire un collet à face arrière droite et plane,avec un travail de formage minimal, une plus grande quantité de matière s'accumule sur la face avant près de la région centrale du collet, de sorte que la face avant ne présente pas une forme rectiligne. Toutefois, dans les assemblages à brides, il est important que les collets des tubes à raccorder soient serrés ensemble aussi étroi- tement que possible. Autrement dit, si la face avant du collet n'est pas plane, il faut l'usiner pour la rendre plane. Lorsqu'on élargit l'extrémité de tube pour for- mer un collet perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube, l'épaisseur du collet diminue au fur et à mesure que le diamètre augmente. Si on usine ensuite la face avant d'un collet à 90 sur un tube de grand diamètre, pour la rendre plane, il en résulte que l'épaisseur du collet, qui est un paramètre essentiel, est réduite et la qualité du collet est diminuée. Le brevet US n 3 533 449 propose une machine de formage de collet, pour la fabrication d'un collet à 90 à l'extrémité d'un tube. Pour former le collet, on utilise une plaque d'appui dont la surface tournée vers le côté arrière du collet diffère du plan perpendi- culaire à l'axe. Il est évident que, lorsqu'on monte une bride droite sur un collet de ce type, l'assemblage ré- sultant n'est pas le meilleur possible puisque les sur- faces de la bride et du collet pressées l'une contre l'autre n'ont pas une forme exactement concordante. La présente invention a pour objet un assem- blage à brides qui ne présente pas les inconvénients pré- cités. L'assemblage à brides suivant l'invention est caractérisé en ce que la surface de la bride qui est pressée contre le collet diffère du plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube d'une manière telle que la partie de la bride qui est pressée contre la partie péri- phérique du collet est plus proche de l'extrémité avant da tube que la partie de la bride qui est pressée contre la partie centrale du collet, les surfaces opposées du collet et de la bride ayant ainsi sensiblement la même configuration et s'ajustant donc l'une contre l'autre. Un mode avantageux de réalisation de l'assem- blage à bride suivant l'invention est caractérisé en ce que la surface de la bride pressée contre le collet est de forme courbe en coupe verticale. Un autre mode avantageux de réalisation de l'assemblage à brides suivant l'invention est caractérisé en ce que la surface de la bride pressée contre.le collet est de forme plate en coupe verticale et définit un petit angle par rapport au plan perpendiculaire à l'axe longi- tudinal du tube. L'assemblage à brides de l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux solutions déjà connues dans la technique. Au moyen d'un équipement mo- derne, il est facile d'obtenir le collet perpendiculaire requis pour l'assemblage. Le collet n'a pas besoin d'être davantage travaillé, de sorte que son épaisseur n'est pas trop réduite. Le collet est plus épais dans sa partie cen- trale que dans sa partie périphérique et il en résulte qu'il possède une plus grande résistance aux forces de ci- saillement axiales qui engendrent une contrainte à l'en- droit du changement de direction entre le collet et le tube. Un autre avantage procuré par l'invention est que l'angle entre le collet et le tube, à l'arrière du collet, peut être très net, ce qui permet de réduire la distance entre la sphère intérieure de la bride et la surface extérieure du tube. Cela accroît la résistance de l'assemblage à la pression, puisque le bras du couple de flexion du collet est réduit. Le "bras de couple" dé- signe la distance entre la ligne neutre de la paroi du tube et le point de contact le plus intérieur entre la bride et le collet. Outre les dispositions qui précèdent, l'in- vention comprend encore d'autres dispositions qui ressor- tiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description ci-après, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une partie de la coupe verticale de l'extrémité de tube, immédiatement après le formage d'un collet perpendiculaire; la figure 2 représente la même extrémité de tu- be, après un travail supplémentaire; la figure 3 représente une partie de la coupe verticale d'une extrémité de tube conforme à un mode de réalisation de l'invention; la figure 4 représente une partie de la coupe verticale d'une extrémité de tube, suivant un autre mode de réalisation de l'invention; et la figure 5 représente l'assemblage à brides conforme à l'invention, en coupe. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. La figure 1 est une coupe d'une extrémité de tube 1 qui a été élargie de manière à former un collet 2 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube. On a donné à la face arrière 3 du collet une forme plane et régulière afin qu'elle s'ajuste étroitement contre la bride, dans un assemblage à brides. On peut obtenir une face arrière plane, par exemple par utilisation d'une plaque d'appui plane dans la machine de formage de collet. La machine de formage de collet n'est pas décrite dans le présent contexte. On peut utiliser une machine telle que celle qui est proposée dans la demande de brevet finlandais 870 799. Il n'est pas du tout nécessaire d'u- tiliser une machine de formage de collet si on soude un court embout, comportant un collet perpendiculaire, sur l'extrémité du tube. Comme on le voit sur la figure 1, la face avant du collet 2 n'est pas plane. Pendant l'opération d'élargis- sement, l'épaisseur de la matière du tube a diminué dans la partie périphérique du collet et elle a augmenté vers la partie centrale. Toutefois, la face avant du collet doit être de configuration droite et plane, car, dans un assemblage à brides,elle sera pressée contre le collet de l'autre tube, généralement avec interposition d'un joint- entre les deux collets. Par conséquent, il faut encore travailler le collet pour le rendre droit et plat (voir la figure 2). La figure 2 montre qu'après un tel traite- ment additionnel l'ensemble du collet est plus mince que la paroi initiale du tube. La figure 3 représente un collet 2 conforme à l'invention. Sa face arrière 3 n'est pas rectiligne mais, dans le présent mode de réalisation, elle est de préfé- rence légèrement courbe tandis que la face avant 4 est droite et plane. Cela s'explique par le fait que, lors- qu'on élargit l'extrémité du tube pour former un collet, la partie périphérique du collet devient plus mince que la partie centrale. Comme les procédés de formage de collet généralement utilisés emploient des plaques d'ap- pui à face droite, la présence d'une plus grande quan- tité de matière dans la région centrale du collet est obligée,puisque la face avant peut seulement être apla- nie par un roulage supplémentaire. L'idée de base de l'invention est de munir la machine de formage de collet d'une plaque d'appui compor- tant une surface d'appui qui diffère du plan perpendicu- laire, afin de permettre à la matière refoulée dans la région centrale du collet pendant l'opération d'élargis- sement de se répartir sur la face arrière 3 du collet. De cette manière, la face avant du collet prend une forme plane et n'a pas besoin de traitement supplémentaire. La face arrière du collet ne nécessite pas non plus de traitement supplémentaire,puisque la bride utili- sée dans l'assemblage est conçue de sorte que la surface pressée contre le collet 2 présente la même forme que la face arrière 3 du collet 2. La figure 4 illustre une autre variante de réa- lisation du collet, comportant une face arrière 3 qui est plate en coupe verticale mais qui n'est pas exactement perpendiculaire au tube 1, contrairement à la face avant 4. L'angle entre les faces avant et arrière est relati- vement petit, de préférence de 5 à 10 selon le diamètre du tube et l'épaisseur de la paroi du tube, mais toujours supérieur à 1 . Dans ce mode de réalisation également, le collet est plus épais dans sa région centrale que dans la partie périphérique. La figure 5 représente un assemblage à brides conforme à l'invention, dans lequel deux tubes 1 sont rac- cordés l'un à l'autre bout-à-bout. Les extrémités des tu- bes sont pourvues de collets 2 comme décrit ci-dessus et de brides 5 qui sont conçues de sorte que les surfaces pressées contre les collets sont de la même forme que les faces arrière 3 des collets 2. Les brides 5 compor- tent des trous 9 pour le passage de vis 7 qui sont blo- quées au moyen d'écrous 8. L'étanchéité de l'assemblage est assurée par un joint circulaire 6 placé entre les deux collets. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réa- lisatior. et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire tou- tes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du tech- nicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la por- tée de la présente invention. Revendications 1. Assemblage à brides, comprenant les extrémi- tés de tubes à raccorder, dont chacune comporte un collet (2) à surface avant plane (4) sensiblement perpendiculai- re à l'axe longitudinal du tube (1), et des brides (5) qui comportent un orifice central pour le passage du tube (1), les brides étant placées derrière les collets et serrées ensemble dans la direction axiale du tube par des moyens de serrage appropriés, tels que des vis (7) et des écrous (8), l'épaisseur du collet (2) augmentant de la périphérie du collet vers le centre du tube de sorte que la configuration de la face arrière (3) du collet (2) est différente de celle de la face avant (4), caractérisé en ce que la surface de la bride (5) qui est pressée con- tre le collet (2) diffère du plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube (1) d'une manière telle que la par- tie de la bride (5) qui est pressée contre la partie péri- phérique du collet 12) est plus proche de l'extrémité avant(4) du tube que la partie de la bride qui est pres- sée contre la partie centrale du collet (2), les surfaces opposées du collet (2) et de la bride (5) ayant ainsi sen- siblement la même configuration et s'ajustant donc l'une contre l'autre. 2. Assemblage à brides suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la surface de la bride (5) qui est pressée contre le collet (2) est de forme courbe en coupe verticale. 3. Assemblage à brides suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la surface de la bride (5) qui est pressée contre le collet (2) est de forme plate en coupe verticale et définit un petit angle par rapport au plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube.