Brevet FR2666133A1 — publié le 19920228

ACCOUPLEMENT TUBULAIRE La présente invention concerne un accouplement tubulaire destiné à une liaison coaxiale de parties d'extrémités plates de deux tubes comportant une bande de serrage flexible en tôle d'acier, recourbée à peu près en forme de C, et deux mâchoires de serrage orientées à peu près radialement vers l'extérieur, en tôle d'acier plus épaisse que la bande de serrage, une des parties d'extrémités de la bande de serrage étant fixée sur une première des mâchoires de serrage et l'autre partie d'extrémité sur l'autre mâchoire de serrage, et comportant des vis de serrage qui sont chacune introduites à travers un groupe de trous alignés entre eux dans les parties d'extrémités de la bande de serrage et des mâchoires de serrage, les mâchoires de serrage s'étendant axialement sur la largeur de la bande de serrage et présentant chacune, dans le milieu de son bord radialement extérieurs un premier évidement pour permettre une compensation de différences de diamètres des tubes. Dans un accouplement tubulaire connu de ce type (EP-A-0 057 373), les mâchoires de serrage sont réalisées sous forme de plaques planes et leurs bords radialement extérieurs sont pourvus d'un évidement à peu près en forme de V Les parties d'extrémités de la bande de serrage sont divisées en éclissesopposées axialement l'une à l'autre par des découpes s'étendant en direction périphérique à partir des extrémités des bandes de serrage Les éclisses sont situées d'un côté sur les faces tournées l'une vers l'autre des deux mâchoires de serrage et sont pourvues de trous Ces trous reçoivent des douilles, qui sont réalisées pour l'introduction des vis de serrage en formant des protubérances sur les bords des trous prévus dans les mâchoires de serrage Ces douilles doivent empêcher d'endommager les trous des éclisses et permettre la formation d'un filetage dans les trous ménagés dans les mâchoires de serrage pour l'introduction des vis de serrage Lorsqu'il faut relier à l'aide d'un tel accouplement tubulaire des tubes dont les diamètres sont très différents, par exemple des tubes à parois épaisses dont les parties d'extrémités sont enfoncées l'une dans l'autre en vue de leur liaison, ou des tubes de très grands diamètres dont les extrémités doivent être reliées en bout, les mâchoires de serrage sont fléchies, par l'application de forces de serrage très élevées dans leur plan, autour d'un axe perpendiculaire à ce plan, de sorte qu'il apparaît un risque d'un arrachement des mâchoires de serrage dans la zone de la pointe de l'évidement en forme de V car cet évidement exerce un effet d'entaille considérable Lorsqu'il faut relier des parties d'extrémités enfoncées l'une dans l'autre de tubes de gaz d'échappement en omettant un manchon d'étanchéité entre l'accouplement tubulaire et les tubes, la bande de serrage ne s'applique pas totalement sur la surface périphérique du tube du plus petit diamètre parce que les mâchoires de serrage, dans la zone du tube du plus petit diamètre, sont de tracé totalement oblique par rapport à l'axe longitudinal du tube et que la bande de serrage ne s'appuie sensiblement que par une arête périphérique contre la surface périphérique du tube de plus petit diamètre De cette manière, la bande de serrage n'exerce qu'une force de serrage relativement petite sur le tube de plus petit diamètre Un tel accouplement tubulaire ne pourrait par conséquent pas maintenir la liaison lorsque des forces de traction axiales importantes sont exercées En outre, il existe un risque que les trous des parties d'extrémités de la bande de serrage relativement mince ne s'arrachent lorsque des forces de serrage importantes sont exercées. L'invention a pour but de réaliser un accouplement tubulaire du type mentionné dans l'introduction, qui permette d'exercer des forces de serrage importantes et qui résiste aux forces de traction axiale importantes exercées sur les tubes sans que les mâchoires de serrage ne s'arrachent dans la zone de repli et que les trous ne s'arrachent dans les parties d'extrémités de la bande de serrage. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les mâchoires de serrage sont pliées en forme de U, leurs branches faisant saillie à peu près radialement vers l'extérieur, en ce que la première partie d'extrémité de la bande de serrage est repliée autour de la première branche de la première des mâchoires de serrage et que l'autre partie d'extrémité de la bande de serrage est repliée autour d'une première branche de l'autre mâchoire de serrage, les branches entourées par les parties d'extrémités étant voisines l'une de l'autre et les parties d'extrémités de la bande de serrage étant respectivement serrées entre les branches des mâchoires de serrage, que le premier évidement de chaque mâchoire de serrage est réalisé dans les bords radialement extérieurs des deux branches et que les mâchoires de serrage présentent, au milieu de leur pli radialement intérieur, un trou constituant un deuxième évidement, le premier et le deuxième évidement, étant séparés dans chaque mâchoire de serrage par une entretoise s'étendant axialement Dans cette structure, les mâchoires de serrage résistent à des forces de serrage très élevées car, en étant repliées sur elles- mêmes, elles sont d'une épaisseur à peu près double de celle de la tôle d'acier dont elles sont formées On peut omettre les douilles introduites dans les trous de la bande de serrage En effet, la matière des mâchoires de serrage est suffisamment épaisse pour découper à volonté un filet dans les trous de l'une des mâchoires de serrage Comme, de plus, chaque partie d'extrémité de la bande de serrage comporte, pour chaque vis de serrage, deux trous d'introduction coaxiaux et qu'elle est en outre pincée entre les branches de l'une des mâchoires de serrage, le risque d'un arrachement des trous d'introduction est largement éliminé, en particulier lorsque l'accouplement tubulaire peut être serré suffisamment pour que les surfaces tournées l'une vers l'autre des parties d'extrémités de la bande de serrage soient appuyées l'une contre l'autre par les mâchoires de serrage d'une manière telle qu'une force de serrage additionnelle est exercée sur les parties d'extrémités de la bande d'extrémité Les évidements des deux bords longitudinaux des mâchoires de serrage et l'entretoise d'extension longitudinale s'étendant entre eux présentent l'avantage que l'entretoise agit comme un joint de flexion, sans toutefois être soumise à un effet d'entaille Les mâchoires de serrage reçoivent de plus sans difficulté dans le deuxième évidement un degré résultant de diamètres différents de tubes et peuvent comprimer axialement la bande de serrage en dehors du deuxième évidement d'une façon largement parallèle à l'axe et sur une surface importante, soit sur les tubes, soit éventuellement sur un manchon de caoutchouc intercalé, de sorte qu'il en résulte une meilleure adhérence de friction entre la bande de serrage d'une part et les tubes ou le manchon de caoutchouc d'autre part. Les parties d'extrémités de la bande de serrage devraient se poursuivre (axialement) transversalement à la bande de serrage A la différence d'une séparation des parties d'extrémités de la bande de serrage au moyen de découpes ménagées dans les parties d'extrémités de la bande de serrage et s'étendant dans la direction périphérique de la bande de serrage, une structure des parties périphériques de la bande de serrage se poursuivant axialement, ou transversalement à la bande de serrage, présente l'avantage que l'on évite le risque d'un arrachement des éclisses, comme cela peut se produire lors de la réalisation de découpes dans la direction périphérique des extrémités de la bande de serrage, ainsi que le risque d'un arrachement de la bande de serrage en direction périphérique entre les éclisses lorsque des forces de serrage importantes sont exercées. On peut en outre agencer l'ensemble de telle manière que les entretoises sont incurvées en direction périphérique dans chaque mâchoire de serrage d'une manière telle que les côtés concaves des courbures sur les côtés de l'une des mâchoires de serrage sont tournés vers ceux qui sont formés sur les côtés de l'autre mâchoire de serrage De cette manière, des entretoises incurvées présentent l'avantage qu ' elles s'étendent à peu près en direction transversale de la bande de serrage, donc en direction axiale des tubes, de sorte que la bande de serrage, après avoir été fixée sur la partie d'extrémité d'un tube de grand diamètre, peut également être fixée plus facilement en appui sur une surface plus importante des tubes également dans la zone du plus petit tube, de sorte que les tubes sont serrés de façon fixe par la bande de serrage. Les zones des parties d'extrémités de la bande de serrage qui recouvrent les entretoises et les évidements peuvent être incurvées comme les entretoises pour permettre une adaptation plus facile de la bande de serrage sur la périphérie de tubes de diamètres différents en dehors du degré de raccordement à partir de la périphérie de l'un des tubes vers la périphérie de l'autre tube. Il est en outre favorable que les replis radialement intérieurs des mâchoires de serrage présentent de chaque côté du deuxième évidement au moins un autre trou Il en résulte une réduction de section transversale dans la zone des replis des mâchoires de serrage, de sorte qu'elles sont plus faciles à replier en forme de U En outre, ces trous présentent l'avantage de garantir un appui de surface plus élevé entre les replis et la bande de serrage et donc un appui encore plus ferme de la bande de serrage sur la périphérie des tubes ou d'un manchon de caoutchouc éventuellement disposé entre la bande de serrage et les tubes. On va maintenant expliquer l'invention et ses modalités à l'aide du dessin de modes de réalisation préférés Les figures représentent: la Fig 1 une vue en perspective de la zone de serrage d'un accouplement tubulaire selon l'invention, la Fig 2 une coupe axiale II-II selon la Fig 1 lors d'un accouplement de deux tubes enfoncés l'un dans l'autre, la Fig 3 une mâchoire de serrage de l'accouplement tubulaire selon la Fig 1, avant le repli en forme de U, la Fig 4 une vue de dessus de la zone de serrage de l'accouplement tubulaire conforme à l'invention selon la Fig 2 et la Fig 5 un accouplement tubulaire conforme à l'invention, légèrement différent, concernant deux tubes à relier en bout, selon la même vue que celle de la Fig 2. L'accouplement tubulaire selon les Fig 1 à 4 sert à relier de manière coaxiale des parties d'extrémités plates enfoncées l'une dans l'autre de deux tubes 1 et 2 qui constituent un tube de gaz d'échappement L'accouplement tubulaire se compose d'une bande de serrage en tôle d'acier, incurvée à peu près en forme de C, de deux mâchoires de serrage 4 et 5 repliées en forme de U, en tôle d'acier plus épaisse que la bande de serrage 3, ainsi que de deux vis de serrage 6 et 7 qui ne sont représentées que schématiquement par des traits interrompus, qui présentent chacune une tête à pans multiples. La bande de serrage 3 comporte deux parties d'extrémités semblables 8 et 9, comportant chacune quatre trous traversants 10 qui sont alignés entre eux par paires La première partie d'extrémité 8 est enroulée autour de la première 11 des deux branches 11, 12 de la première mâchoire de serrage 4 et l'autre partie d'extrémité 9 est enroulée autour de l'une 13 des deux branches 13, 14 de l'autre mâchoire de serrage Les branches 11, 13 entourées par les parties d'extrémités 8, 9 sont voisines l'une de l'autre Les parties d'extrémités 8, 9 sont respectivement pincées entre les branches 11, 12 ou 13, 14 des mâchoires de serrage 4, 5 orientées à peu radialement vers l'extérieur et, sauf pour les trous 10, sont réalisées pour se poursuivre (axialement) transversalement à la bande de serrage 3. Les mâchoires de serrage 4 et 5 sont en une tôle d'acier plate, comme représenté à la Fig 3, repliée en forme de U et elles s'étendent axialement sur la largeur de la bande de serrage 3 Au milieu de leurs bords radialement extérieurs, elles présentent chacune un premier évidement 15 ou 16 dans les bords extérieurs des deux branches 11, 12 ou 13, 14 Au milieu de leurs replis radialement intérieurs, c'est-à-dire de leurs bords radialement intérieurs, elles comportent chacune un deuxième évidement 17 ou 18 Les deuxièmes évidements 17 et 18 constituent chacun un trou médian qui comporte, avant le repli de la mâchoire de serrage autour de l'axe longitudinal médian 19, quatre coins arrondis, comme représenté pour le deuxième évidement 17 de l'une des mâchoires de serrage 4 à la Fig 3. Dans chaque mâchoire de serrage 4 ou 5, le premier évidement 15 ou 16 est séparé du deuxième évidement 17 ou 18 par une entretoise 20 ou 21 s'étendant axialement, chaque entretoise 20 ou 21 étant respectivement constituée par des entretoises 20 a, 20 b ou 21 a, 21 b qui coïncident. Les mâchoires de serrage 4, 5 comportent en outre quatre trous 22 ou 23 alignés entre eux par paires, les trous 23 étant pourvus d'un filetage pour recevoir les vis de serrage 6 et 7 Au lieu des trous filetés 23, on peut prévoir des trous sans filetage si l'on emploie des écrous de serrage pour le serrage des vis de serrage 6, 7. Les entretoises 20 et 21 de chaque mâchoire de serrage sont incurvées dans la direction périphérique de telle manière que les côtés concaves des courbures sur les côtés d'une première mâchoire 4 soient tournés vers les côtés concaves de celles de l'autre mâchoire de serrage 5 Les zones des parties d'extrémités 8, 9 de la bande de serrage 3 qui recouvrent les entretoises , 21 et les évidements 15, 17 ou 16, 18 sont également incurvées comme les entretoises 20, 21. En outre, les replis radialement intérieurs ou bords des mâchoires de serrage comportent, de chaque côté du deuxième évidement 17 ou 18, au moins un autre trou, ici deux trous 24, donc au total quatre trous 24. Ces trous 24 sont circulaires avant que les mâchoires de serrage 4, 5 ne soient repliées pour prendre leur forme en U et constituent, après le pliage en forme de U, des évidements à peu près semi-circulaires dans les bords radialement intérieurs ou replis des mâchoires de serrage 4, 5 Ces évidements ou trous 24 facilitent le pliage en forme de U de la tôle d'acier plane selon la Fig 3 autour de l'axe longitudinal 19 selon les Fig. 1, 2 et 4 En outre, ils augmentent la pression de surface entre les mâchoires de serrage 4, 5 d'une part et la bande de serrage 3 d'autre part dans les zones 9 P des replis intérieurs des mâchoires de serrage 4, 5 qui s'appliquent sur la bande de serrage 3. Après que les tubes 1 et 2 ont été enfoncés l'un dans l'autre par leurs parties d'extrémités, et que la bande de serrage 3 a été appliquée autour des deux tubes 1, 2, les vis de serrage 6, 7 sont introduites dans les trous 10 et 23 et elles sont serrées En variante, il est également possible, après l'introduction des vis de serrage 6 et 7 dans les trous 10 et 23 et avant le serrage des vis 6 et 7, d'introduire le tube 1 dans l'accouplement tubulaire, puis d'enfoncer le tube 2 dans le tube 1 pour finalement serrer les vis de serrage 6 et 7 Dans les deux cas, la bande de serrage 3 est serrée de façon plus étroite autour du tube 2 qu'autour du tube 1, comme représenté aux Fig 2 et 4 Eventuellement, la bande de serrage 3 peut être serrée autour du tube 2 suffisamment pour que les surfaces tournées l'une vers l'autre des parties d'extrémités 8 et 9 de la bande de serrage 3 reposent l'une sur l'autre sur une surface importante dans la zone du tube 2 Dans chaque cas, elles gardent pourtant dans la zone du tube 1 une distance, comme représenté à la Fig 4 Dans la zone de raccord présentant un degré entre les deux tubes 1 et 2, les entretoises 20 et 21 qui sont respectivement constituées par les entretoises 20 a et 20 b ou 21 a et 21 b, agissent comme articulations flexibles de sorte que les zones des mâchoires de serrage 4, 5 qui se raccordent aux extrémités axiales des entretoises 20, 21 appuient la bande de serrage 3 sur les tubes 1 et 2 d'une manière parallèle à l'axe de ces derniers, les courbures des entretoises 20, 21 et les courbures des parties d'extrémités 8, 9 de la bande de serrage 3 garantissant, dans la zone des entretoises 20, 21, que les mâchoires de serrage 4, 5 gardent une position parallèle entre elles dans leurs zones situées axialement de chaque côté des entretoises 20, 21, traversées par les vis de serrage 6, 7 De cette manière, la bande de serrage 3 est comprimée sur une surface importante sur les tubes 1 et 2 de chaque côté du degré formé par les diamètres des tubes 1 et 2, de sorte qu'il en résulte, entre la bande de serrage 3 et les tubes 1, 2, une forte adhérence par friction qui garantit une possibilité de traction axiale élevée des tubes 1 et 2 sans que ceux-ci ne glissent en dehors l'un de l'autre En même temps, on évite le risque d'un arrachement des évidements 15 et 16 car les entretoises , 21 sont essentiellement sollicitées en flexion et des forces de traction importantes peuvent être exercées sans que les parties d'extrémités 8, 9 de la bande de serrage n'arrachent la bande de serrage 3 ou ne se déchirent dans la zone des vis de serrage 6, 7. Les évidements 17 et 18 reçoivent le degré correspondant aux tubes 1, 2 sans que les entretoises , 21 n'appuient la bande de serrage 3 contre l'arête radialement extérieure à l'extrémité du tube 1 et n'y exercent un effet d'entaille En outre, les zones de bords des mâchoires de serrage 4, 5 situées des deux côtés des trous 24 exercent une compression superficielle forte sur la bande de serrage, grâce à quoi l'adhérence par friction entre la bande de serrage 3 d'une part et les tubes 1 et 2 d'autre part est encore améliorée En outre, les trous 24 facilitent le pliage des mâchoires de serrage 4, 5, autour de l'axe 19 afin de former le U à partir de la forme plane représentée à la Fig 3. L'accouplement tubulaire selon la Fig 5 ne se distingue de celui qui est représenté aux Fig 1 à 4 que par le fait qu'un manchon de caoutchouc 25 est disposé entre la bande de serrage 3 et les tubes 1, 2 et que les tubes 1 et 2 doivent être reliés en bout par leurs extrémités, mais présentent des diamètres légèrement différents, par exemple, en raison de tolérances de fabrication Le manchon de caoutchouc 25 pénètre ici par une nervure périphérique 6 en saillie radialement vers l'intérieur entre les surfaces frontales tournées l'une vers l'autre des tubes 1 et 2 et sert à l'étanchéité de la fente entre les tubes 1 et 2 La bande de serrage 3 peut en outre présenter, sur ses extrémités axiales, des brides 27, 28 légèrement en surplomb radialement vers l'intérieur, qui s'appuient respectivement sur les tubes 1 et 2 lorsque l'accouplement tubulaire a été serré Le mode opératoire est pour le reste sensiblement le même que dans l'exemple de réalisation des Fig 1 à 4. Une autre variante peut consister en ce que la fente entre les surfaces tournées l'une vers l'autre des parties d'extrémités 8 et 9 de la bande de serrage 3 est chevauchée par une éclisse soudée (par exemple par soudure par points) sur le côté intérieur de la bande de serrage 3. Revendications 1 Accouplement tubulaire destiné à une liaison coaxiale de parties d'extrémités plates de deux tubes ( 1, 2) comportant une bande de serrage ( 3) flexible en tôle d'acier, recourbée à peu près en forme de C, et deux mâchoires de serrage ( 4, 5) orientées à peu près radialement vers l'extérieur, en tôle d'acier plus épaisse que la bande de serrage ( 3), une des parties d'extrémités ( 8) de la bande de serrage ( 3) étant fixée sur une première ( 4) des mâchoires de serrage et l'autre partie d'extrémité ( 9) sur l'autre mâchoire de serrage ( 5), et comportant des vis de serrage ( 6, 7) qui sont chacune introduites à travers un groupe de trous alignés entre eux ( 10, 23) dans les parties d'extrémités ( 8, 9) de la bande de serrage ( 3) et des mâchoires de serrage ( 4, 5), les mâchoires de serrage ( 4, 5) s'étendant axialement sur la largeur de la bande de serrage ( 3) et présentant chacune, dans le milieu de son bord radialement extérieur un premier évidement ( 15; 16) pour permettre une compensation de différences de diamètres des tubes ( 1, 2), caractérisé en ce que les mâchoires de serrage ( 4, 5) sont pliées en forme de U, leurs branches ( 11, 12; 13, 14) faisant saillie à peu près radialement vers l'extérieur, en ce que la première partie d'extrémité ( 8) de la bande de serrage ( 3) est repliée autour de la première branche ( 11) de la première des mâchoires ( 4) de serrage et que l'autre partie d'extrémité ( 9) de la bande de serrage est repliée autour d'une première branche ( 13) de l'autre mâchoire de serrage ( 5), les branches ( 11, 13) entourées par les parties d'extrémités ( 8, 9) étant voisines l'une de l'autre et les parties d'extrémités ( 8, 9) de la bande de serrage ( 3) étant respectivement serrées entre les branches ( 11, 12; 13, 14) des mâchoires de serrage ( 4, 5), en ce que le premier évidement ( 15; 16) de chaque mâchoire de serrage ( 4, 5) est réalisé dans les bords radialement extérieurs des deux branches ( 11, 12; 13, 14) et en ce que les mâchoires de serrage ( 4; 5) présentent, au milieu de leur repli radialement intérieur, un trou constituant un deuxième évidement ( 17;18), le premier et le deuxième évidement ( 15, 17; 16, 18) étant séparés dans chaque mâchoire de serrage ( 4; 5) par une entretoise ( 20; 21) s'étendant axialement. 2 Accouplement tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties d'extrémités ( 8, 9) de la bande de serrage ( 3) se poursuivent (axialement) transversalement à la bande de serrage ( 3). 3 Accouplement tubulaire selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les entretoises ( 20, 21) sont incurvées en direction périphérique dans chaque mâchoire de serrage ( 4; 5) d'une manière telle que les côtés concaves des courbures sur les côtés de la première mâchoire de serrage ( 4) sont tournés vers ceux qui sont formés dans les côtés de l'autre mâchoire de serrage ( 5). 4 Accouplement tubulaire selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les zones des parties d'extrémités ( 8, 9) de la bande de serrage ( 3) recouvrant les entretoises ( 20, 21) et les évidements sont incurvés comme les entretoises ( 20, 21). Accouplement tubulaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les replis radialement intérieurs des mâchoires de serrage ( 4, 5) présentent de chaque côté du deuxième évidement ( 17; 18) au moins un autre trou ( 24).