Brevet FR2683887A1 — publié le 19930521

L'invention concerne un raccordement de tubes résistant à la pression, constitué de deux extrémités de tube à relier ensemble, d'un manchon entourant la zone de raccordement, et d'un organe d'étanchéité. Des raccordements de tubes résistant à la pression, en particulier dans le domaine des conduites d'eau potable ou d'eau chaude, sont connues sous beaucoup de formes On connaît, par exemple, des raccordements comportant un manchon, dans lequel est prévue une chambre destinée à recevoir une bague d'étanchéité, et après l'emboîtement des extrémités de tube, on rétreint le bord du manchon au moyen d'un outil de compression, en réalisant, de cette façon, en même temps qu'un effet d'étanchéité, une sécurité contre un déboîtement axial Il est, de plus, connu de réaliser la bague d'étanchéité sous la forme d'un corps cylindrique qui recouvre le bout des extrémités de tube dans la zone du manchon Un inconvénient, avec ce type de raccords de tubes, est constitué par le fait que des défauts d étanchéité peuvent se produire dans le cas o l'outil de formation de retreint ou de serrage est guidé de façon imprécise, ainsi que par suite de la forte augmentation de l'effort de déformation du bord du manchon, quand le diamètre de tube croît Comme la forte déformation du manchon et du tube emboîté augmente le risque de corrosion,cette technique réclame, de plus, l'utilisation d'acier spécial, ainsi que de divers matériaux résistant à la corrosion, même pour le manchon. Le but de l'invention est donc de proposer un raccordement de tubes, approprié à des canalisations sous pression, pour lequel on obtienne, d'une façon simple, à côté d'un effet d'étanchéité suffisant, également une sécurité contre un déboîtement axial Ce problème est résolu, selon l'invention par un raccordement du type indiqué au début, et présentant pour particularités que le manchon à ses deux zones d'extrémités situées en bout, porte des organes de verrouillage pouvant être réduits en diamètre, maintenus géométriquement par le manchon par sa forme axiale et servant à la fixation axiale des extrémités de tube et qu'entre les organes de verrouillage, est disposé l'organe d'étanchéité, guidé, du côté extérieur, par le manchon et, du côté intérieur, par les extrémités de tube. Il est essentiel, selon l'invention, que le manchon porte un organe d'étanchéité, ainsi que des organes de verrouillage à ses extrémités frontales, l'organe d'étanchéité servant exclusivement à l'étanchéité et les organes de verrouillage servant exclusivement à réaliser une sécurité contre un déboîtement axial Les organes de verrouillage coopèrent, dans tous les cas, avec la face extérieure des extrémités de tube à raccorder et sont, de leur côté, fixés géométriquement par le manchon Ces organes de verrouillage peuvent être réalisés de telle façon que, pour obtenir une sécurité suffisante contre un déboîtement, une déformation ponctuelle du bord du manchon soit suffisante, de façon à permettre de diminuer les exigences de sécurité anti-corrosion dans la zone du manchon Cette déformation plus faible du manchon, comparée à l'état de la technique présenté au début, destinée à obtenir une sécurité contre le déboîtement, conduit à l'autre avantage, que les efforts de déformation à mettre en oeuvre pendant le montage deviennent comparativement faibles et que cette technique est encore applicable dans le cas de diamètres de tube allant jusqu'à 100 mm L'organe d'étanchéité, dans chaque cas, est maintenu de façon satisfaisante, axialement par les organes de verrouillage, et, radialement, d'une part, par les parois du manchon, qui se font face l'une à l'autre à une certaine distance, et, d'autre part, par les extrémités de tube, étant entendu que l'organe de verrouillage peut être réalisé de telle façon qu'une réduction de son diamètre ait également pour effet de35 faire agir une pression sur l'organe d'étanchéité. L'organe d'étanchéité crée, de plus, l'isolation la meilleure possible des extrémités de tube par rapport au manchon, ce qui résout ainsi les problèmes de protection anti-corrosion. Selon une conception avantageuse du manchon, celui- ci est constitué d'une partie médiane cylindrique, et des parties présentant, en bout, par rapport à la partie cylindrique, un renflement radial vers l'extérieur, déterminées et réalisées pour faire prise ensemble, par leur géométrie, avec l'organe de verrouillage, et un espace annulaire, recevant, entr'autres, l'organe d'étanchéité, est constitué entre la face intérieure du manchon et les faces extérieures des extrémités de tube. Le manchon peut être réalisé sous la forme d'un corps symétrique par rapport à un plan médian, ce corps étant constitué d'une partie médiane cylindrique, sur laquelle se raccordent, des deux côtés, des parties présentant un renflement radial vers l'extérieur La forme d'exécution précise de ce renflement peut être réalisée, dans le principe, à volonté il est essentiel, purement et simplement, de déterminer ce renflement pour qu'on obtienne un engagement positif avec les organes de verrouillage, et qu'il soit naturellement adapté, par sa nature, à ces derniers. Selon une forme particulièrement avantageuse des organes de verrouillage, ceux-ci sont réalisés sous la forme de bagues de serrage, le profil de la section des bagues de serrage est ajusté au profil de la section intérieure des parties formant renflement, et la face intérieure des bagues de serrage comporte un profilage. Les organes de verrouillage peuvent être réalisés sous la forme de bagues de serrage séparées longitudinalement, dont on peut ainsi réduire le diamètre, et qui, en règle générale, sont constituées d'un matériau métallique Elles sont munies, au moins sur leur face intérieure, d'un profilage qui, par suite de la réduction du diamètre du manchon, est destiné à créer un engagement positif par une déformation, en partie plastique, de la zone de surface des extrémités de tube, et procure ainsi une sécurité axiale. De plus, la face extérieure des bagues de serrage peut également comporter un profilage, par exemple comportant des nervures axiales, pour créer un engagement positif s'opposant à une rotation par rapport au manchon, et procurer ainsi une sécurité anti-rotation des extrémités de tube. Avantageusement, l'espace annulaire, délimité, d'une part, par le manchon et, d'autre part, par les extrémités de tube, est rempli presque complètement par les bagues de serrage et l'organe d'étanchéité Cela apporte l'avantage que, par la réduction du diamètre des bagues de serrage, on peut également exercer un effet de pression sur l'organe d'étanchéité, ce qui crée un effet d'étanchéité particulièrement satisfaisant. La réalisation, avec la même matière, d'au moins les bagues de serrage et, les extrémités de tube présente principalement des avantages en ce qui concerne la protection contre la corrosion, en particulier par le fait que la face intérieure profilée des bagues de serrage est destinée à créer un engagement positif avec la face extérieure, lisse par exemple, des extrémités de tube. L'organe d'étanchéité, constitué d'un matériau élastomère, peut être réalisé sous la forme d'un joint de caoutchouc usuel, par exemple cylindrique. Pour améliorer l'effet d'étanchéité, l'organe d'étanchéité peut avoir un profilage, au moins sur sa face intérieure De cette manière, la capacité de déformation de la face intérieure de ce dernier est améliorée, ainsi que sa capacité à s'ajuster aux défauts de planéité de la surface. Pour une forme d'exécution la plus simple, mais aussi la plus pratique, de l'invention, consistant à raccorder bout à bout deux extrémités de tube lisses, se trouvant l'un contre l'autre, on prévoit avantageusement que les extrémités de tube sont réalisées lisses et sont disposées en bout l'une contre l'autre, et le manchon s'étend, de façon symétrique, des deux côtés d'un plan médian contenant les faces du bout des extrémités de tube au contact l'une avec l'autre. On décrira ci-après plus en détail l'invention, en se référant au dessin annexé de l'exemple d'exécution présenté. Deux extrémités de tube à relier ensemble, disposés bout à bout au contact l'une de l'autre et constituées d'acier spécial, sont référencés par 1, 2 Ces extrémités de tube sont, dans leur zone de raccordement, recouvertes par un manchon 4 s'étendant des deux côtés, symétriquement par rapport à un plan médian 3 passant par la zone de contact. Le manchon 4 peut être réalisé en acier galvanisé, mais aussi en acier spécial, et est globalement constitué d'une partie médiane cylindrique 5, qui se prolonge aux deux bouts en formant des parties 6 présentant un renflement faisant saillie et réalisées, de préférence, identiques l'une à l'autre Les parties 6 présentent, dans l'exemple d'exécution représenté, un renflement en forme de tulipe, et cela de telle façon que, dans les zones situées en bout des parties 6, radialement, le niveau de la paroi du manchon se trouve essentiellement au même niveau que la face intérieure de la partie cylindrique 5. Le type du renflement des parties 6 n'est pas obligatoire tel qu'il est représenté Ainsi, ces parties peuvent également, de la même manière, être constituées d'une partie cylindrique, à laquelle sont raccordées, des deux côtés, des parties coniques Finalement, le renflement vue en coupe peut présenter la forme courbe que l'on veut. Le manchon 4 est, par ailleurs, dimensionné de façon à réaliser un espace cylindrique entre, d'une part, la face intérieure de la partie cylindrique 5 et, d'autre part, la face extérieure des extrémités de tube 1, 2, la partie 6 présentant des renflements dirigés radialement vers l'extérieur, par rapport à la partie cylindrique 5. A l'intérieur dudit espace délimité extérieurement par la partie cylindrique 5, se trouve un organe d'étanchéité 7, qui est constitué d'un matériau élastomère et qui, globalement, est réalisé sous la forme d'un corps continu cylindrique, en une seule pièce, remplissant ledit espace annulaire. L'organe d'étanchéité est réalisé lisse du côté extérieur, et présente, du côté intérieur, un profilage, qui, dans le cas de l'exemple d'exécution présenté, comporte des cannelures annulaires. A l'intérieur de chacun des espaces annulaires délimités par la partie en renflement 6 du côté extérieur et, du côté intérieur, par les faces externes des extrémités de tube 1, 2, se trouve une bague de serrage 8, constituée d'un métal correspondant au métal des extrémités de tube 1, 2 et présentant une fente longitudinale 9, si bien qu'on peut réduire élastiquement son diamètre. La bague de serrage 8, ainsi que l'extrémité correspondante, tournée vers elle, de l'organe d'étanchéité 7, se trouvent, chaque fois, directement au contact l'une avec l'autre dans la zone de surfaces de contact 10, qui en regardant suivant la coupe longitudinale du raccord de tube sont dirigées suivant un certain angle par rapport à l'axe commun 11 des extrémités de tube Les bagues de serrage 8 sont, du reste, réalisées de telle façon qu'elles ne dépassent pas hors des parties 6 vers l'extérieur, dans la direction axiale. Les bagues de serrage 8 présentent, sur leur face intérieure, un profilage à cannelures annulaires et peuvent être équipées, sur leur face extérieure, de nervures dirigées axialement, non représentées sur le dessin. Pour le montage d'un tel raccord de tube, on fait d'abord coulisser le manchon 4, équipé de l'organe d'étanchéité 7 et des bagues de serrage 8, sur l'une des extrémités de tube, par exemple l'extrémité de tube 8. Ensuite, on place les extrémités de tube 1, 2 en bout l'une contre l'autre et on fait coulisser le manchon 4 jusqu'à une position symétrique par rapport au plan médian 3 Dans cette position du manchon, on réduit en diamètre les parties 6 présentant un renflement au moyen d'un outil de serrage connu, non représenté sur le dessin, ce qui a pour effet de réduire de façon correspondante le diamètre des bagues de serrage 8, de telle façon qu'en raison du profilage intérieur sous forme de cannelures de ces dernières, il se produit une liaison qui est dûe au frottement entre les bagues de serrage et les extrémités de tube et à leur forme respective En pratique, par cette disposition des bagues de serrage 8, on réalise, d'une part, une sécurité axiale contre un déboîtement Pour obtenir cela, non seulement il n'est plus nécessaire de réaliser une déformation régulière des parties 6, mais une réduction ponctuelle de leur diamètre peut déjà suffire, si on obtient, grâce à elle, une réduction du diamètre des bagues de serrage et, ainsi, un verrouillage axial des extrémités de tube 1, 2 En réalisant les bagues de serrage 8 dans le même matériau que les extrémités de tube 1, 2, on n'a, en pratique, aucun problème de corrosion électrochimique. Un autre effet des bagues de serrage 8 est constituée par le fait que celles-ci exercent un effet stabilisateur sur la position de l'organe d'étanchéité 7, qui, ainsi, est obligatoirement centré à l'intérieur de l'espace annulaire décrit au début, délimité par la face intérieure de la partie cylindrique 5, d'une part, et par la face extérieure des extrémités de tube 1, 2, d'autre part En liaison avec le profilage intérieur de l'organe d'étanchéité 7, on obtient ainsi, en même temps, une étanchéité satisfaisante, en particulier parce qu'en raison de la réduction de diamètre des bagues de serrage 8 dans la zone des extrémités situées en bout, il s'exerce sur l'organe d'étanchéité 7 un effort de compression dans la zone des surfaces de contact 10. Une sécurité anti-rotation des extrémités de tube 1, 2 peut être produite par les nervures axiales citées, se trouvant sur la face extérieure de la bague de serrage 8. Un point essentiel est que le manchon 4, grâce à l'organe d'étanchéité 7, n'a aucun contact direct avec les extrémités de tube 1, 2, si bien que, même si on utilise des extrémités de tube 1, 2 en acier spécial, il n'est pas obligatoire d'installer un manchon 4 en acier spécial. En obtenant une déformation tout juste ponctuelle des parties 6 présentant un renflement, pour réaliser un effet suffisant de verrouillage, on en arrive, de ce fait, à ce qu'il soit possible d'utiliser des outils de serrage connus, même pour des sections de canalisations allant jusqu'à un diamètre nominal de 100 mm. REVENDICATIONS 1 Raccord de tube pour tubes sous pression, constitué de deux extrémités de tube ( 1, 2) à relier ensemble, d'un manchon ( 4) entourant la zone de raccordement et d'un organe formant joint d'étanchéité ( 7), caractérisé en ce que le manchon ( 4), à ses deux zones d'extrémité situées en bout, porte des organes de verrouillage pouvant être réduits en diamètre, maintenus géométriquement par le manchon ( 4) par sa forme axiale et servant à la fixation axiale des extrémités de tube ( 1, 2), et en ce qu'entre les organes de verrouillage, est disposé l'organe d'étanchéité ( 7), guidé, du côté extérieur, par le manchon ( 4) et, du côté intérieur, par les extrémités de tube ( 1, 2). 2 Raccord de tube suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon ( 4) est constitué d'une partie médiane cylindrique ( 5), et de parties ( 6) présentant, en bout, par rapport à la partie cylindrique, un renflement radial vers l'extérieur, déterminées et réalisées pour faire prise ensemble, par leur géométrie, avec l'organe de verrouillage, et en ce qu'un espace annulaire, recevant, entr'autres, l'organe d'étanchéité ( 7), est constitué entre la face intérieure du manchon ( 4) et les faces extérieures des extrémités de tube ( 1, 2). 3 Raccord de tube suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les organes de verrouillage sont réalisés sous la forme de bagues de serrage ( 8), en ce que le profil de la section des bagues de serrage ( 8) est ajusté au profil de la section intérieure des parties ( 6) formant renflement, et en ce que la face intérieure des bagues de serrage ( 8) comporte un profilage. 4 Raccord de tube suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'en plus, la face extérieure des bagues de serrage ( 8) est munie d'un profilage, en particulier comportant des nervures axiales. Raccord de tube suivant l'une quelconque ou des revendications précédentes 2 à 4, caractérisé en ce que l'espace annulaire, délimité, d'une part, par le manchon ( 4) et, d'autre part, par les extrémités de tube ( 1, 2), est rempli presque complètement par les bagues de serrage ( 8) et l'organe d'étanchéité ( 7). 6 Raccord de tube suivant l'une quelconque ou des revendications précédentes 3 à 5, caractérisé en ce qu'au moins les extrémités de tube ( 1, 2) et les bagues de serrage ( 8) sont réalisées dans la même matière, et en ce que l'organe d'étanchéité ( 7) est constitué d'un matériau élastomère. 7 Raccord de tube suivant l'une quelconque ou des revendications précédentes 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité ( 7) est profilé, au moins sur sa face intérieure. 8 Raccord de tube suivant l'une quelconque ou des revendications précédentes 1 à 7, caractérisé en ce que les extrémités de tube ( 1, 2) sont réalisées lisses et sont disposées en bout l'une contre l'autre, et en ce que le manchon ( 4) s'étend, de façon symétrique, des deux côtés d'un plan médian ( 3) contenant les faces du bout des extrémités de tube ( 1, 2) au contact l'une avec l'autre. 9 Raccord de tube suivant l'une quelconque ou des revendications précédentes 3 à 8, caractérisé en ce que les bagues de serrage ( 8) et l'organe d'étanchéité ( 7) sont en contact l'une avec l'autre, avec des surfaces de contact ( 10), qui vu suivant une coupe axiale sont disposées suivant un certain angle par rapport à l'axe commun ( 11) des extrémités de tube ( 1, 2).