Brevet FR2693497A3 — publié le 19940114

FR 2693497 A3 19940114 FR 9308475 A 19930709 "Joint orthogonal à deux boulons, en tôle imprimée à froid, pour des structures tubulaires" La présente invention concerne un joint orthogonal à deux boulons, en tôle imprimée à froid, pour des structures tubulaires comprenant un noyau et deux chapeaux pour engager, sur deux surfaces opposées du noyau, un premier et un second tube à associer entre eux. Comme on le sait, les joints pour le serrage d'éléments tubulaires sont communément constitués d'un noyau pouvant recevoir sur ses surfaces opposées les tubes à relier, et de deux chapeaux destinés à serrer chaque tube sur la surface respective du noyau. Chacun des chapeaux peut être relié au noyau par deux goujons munis respectivement de boulons et dans ce cas le joint dans son ensemble comporte quatre boulons ; si chacun des chapeaux est lié au noyau sous une forme ouvrable, il est muni d'un boulon unique et dans ce cas le joint est appelé "joint à deux boulons Dans cette dernière catégorie de joints appelés à "deux boulons" on connaît des joints en tôle emboutie à froid ou emboutie à chaud ou encore obtenus par fusion. Dans le cas de joints en tôle emboutie à chaud le traitement passe par au moins trois phases successives : découpe, pliage et poinçonnage, en déterminant ainsi une augmentation du coût de fabrication du joint. Dans le cas de joints à deux boulons obtenus par fusion, d'une part, on a l'avantage de pouvoir utiliser une technologie qui, en opposition à l'emboutissage à froid, ne doit pas tenir compte de conditions particulières dans le choix de la forme de la pièce, mais, d'autre part, cette technologie implique des coûts de fabrication extrêmement élevés sans fournir aucun avantage par rapport à l'impression à froid. Dans les joints actuels en tôle emboutie à froid il existe l'inconvénient d'une faible rigidité du joint car les différents plis, réalisés parfois à plus de 180 degrés, exigent l'usage de tôle mince, sans laquelle une déformation semblable est impossible sans créer des étirages excessifs du matériau à la limite de l'élasticité. En outre, parfois, les joints actuels à deux boulons, pour pouvoir être conformes aux normes existantes en matière de rigidité et de glissement sont massifs et lourds. Une telle caractéristique se répercute sur la maniabilité du joint et sur sa possibilité d'utilisation pour réaliser des échafaudages. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients de la technique connue en réalisant un joint orthogonal à deux boulons, en tôle emboutie à froid, pour des structures tubulaires, qui présente une rigidité et un glissement du tube entre le noyau et le chapeau conformes aux normes en usage tout en présentant une légèreté importante de toute sa structure. Dans la recherche de cet objectif, un but important de l'invention est de réaliser un joint orthogonal à deux boulons, en tôle emboutie à froid, pour des structures tubulaires qui soit structuré de manière à ne donner, pendant sa réalisation, que peu de déchet de matériau et qui puisse etre réalisé en une opération unique et simple de formage à froid. Un autre objet de l'invention est de réaliser un joint orthogonal à deux boulons dont le noyau présente la surface d'appui et de maintien des tubes substantiellement unie de façon à offrir au joint une économie de réalisation importante ainsi qu'un maintien valide des tubes entre le noyau et les deux chapeaux. Le problème est résolu en réalisant un joint orthogonal à deux boulons, en tôle emboutie à froid, pour des structures tubulaires caractérisé en ce que les chapeaux sont fixés par charnière sur le noyau et s'engagent chacun sur deux portions distinctes du premier et du second tube et les surfaces opposées du noyau s'engagent totalement sans discontinuité sur une portion du premier et du second tube en substance dia métralement opposées aux deux portions distinctes de ces mêmes tubes. Suivant une autre amélioration de l'invention, le joint est caractérisé en ce que les surfaces opposées du noyau définissent une âme unie, substantiellement en forme de croix, présentant à ses extrémités une première et une seconde double paire d'ailes, les ailes de la première double paire se developpent verticalement à partir de l'âme dans des directions opposées aux ailes de la seconde double paire. Suivant une autre amélioration de l'invention, le joint est caractérisé en ce que les ailes sont égales entre elles et comportent chacune un trou pour constituer la charnière des chapeaux et d'une tige filetée de serrage de ces derniers. Suivant une autre caracteristique de l'in ventionr chacun des chapeaux présente à une extrémité deux ailes de constitution d'une charnière destinées à s'engager en rotation avec le noyau au moyeu d'un axe et à l'extrémité opposée un évidement intérieur dans lequel s'engage la tige filetée de serrage. Suivant une autre caractéristique de l'in invention, la tige filetée de serrage comporte un boulon solidaire d'une rondelle de diamètre plus grand que l'évidement, cette rondelle étant maintenue sur l'évi- dement par deux saillies pressentes sur celui-ci même. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chacun des chapeaux présente au centre une nervure de chaque côté de laquelle se développent deux parties en saillie recourbées qui s'étendent sur les portions distinctes du premier et du second tube. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les chapeaux présentent longitudinalement une conformation recourbée asymétrique pour exercer sur le premier et le second tube une force substantiellement inclinée par rapport au plan de l'âme du noyau. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le noyau et les chapeaux sont entièrement emboutis à froid. L'invention va être décrite en détail dans ce qui suit, à partir des dessins joints à titre indicatif. Ainsi - la figure 1 montre en élévation latérale le joint orthogonal à deux boulons selon l'invention, - la figure 2 montre le joint selon la figure 1 pivoté de 90 degrés, - la figure 3 est une vue en élévation latérale d'un des deux chapeaux du joint orthogonal selon l'invention, - la figure 4 est une vue en plan du chapeau selon l'invention représenté à la figure 3, - la figure 5 montre en élévation latérale le noyau du joint orthogonal selon l'invention, et - la figure 6 est une vue en plan du noyau du joint orthogonal selon l'invention. En se référant aux figures indiquées cidessus le joint orthogonal à deux boulons selon l'invention, désigné dans son ensemble par la référence 1, comprend un noyau désigné dans son ensemble par 2 et deux chapeaux, chacun desquels indiqué de façon générique par 3 et destinés à engager sur deux surfaces opposées 4 et 5 du noyau un premier et un second tube 6 et 7 à associer entre eux. De façon avantageuse les chapeaux 3 sont fixés par une charnière sur le noyau 2 de manière telle que chaque chapeau soit engage sur deux portions distinctes 8 et 9 du premier comme du deuxième tube 6 et 7, tandis que les surfaces opposées 4 et 5 du noyau 2 sont retenues par toute leur longueur sans discontinuité sur une portion du premier et du second tube, qui se trouvent en substance diamétralement opposées aux deux portions distinctes 8 et 9. Plus particulièrement les surfaces opposées 4 et 5 du noyau 2 définissent, comme cela est visible à la figure 6, une âme unie, en forme de croix, dont les branches comportent à leurs extrémités une premier re et une deuxième double paire d'ailes 11 et 12. Les ailes 11 de la première double paire se developpent verticalement à partir de l'âme du noyau 2 avec une direction opposée à la direction des ailes 12 de la seconde double paire d'ailes. De façon opportune, les ailes 11 sont égales aux ailes 12 et toutes sont munies d'un trou 13 dans lequel s'engagent avec rotation possible, au moyen d'un axe 15, deux ailes de constitution d'une charnière réalisée à une extrémité de chacun des chapeaux 3. Dans le trou 13 de la même double paire d'ailes 11 s'engage par contre une tige filetée de serrage 26 du premier et du second tube 6 et 7 entre les chapeaux 3 et le noyau 2. De manière avantageuse, la tige de serrage 26 s'engage dans un évidement 17, présent sur chaque chapeau 3 à I'extrémité opposée aux ailes 16 de constitution de charnière, et elle présente un boulon 18 solidaire d'une rondelle 19, ayant un diamètre superieur à l'amplitude de l'évidement 17, sur lequel elle est maintenue par deux saillies 20 se trouvant sur celui-ci même. Les chapeaux 3 présentent en outre au centre une nervure 21, de chaque côté de laquelle se développent deux parties en saillie recourbées 22 qui sont engagées sur les portions distinctes 8 et 9 de chacun des tubes 6 et 7. De cette manière, grâce à la nervure 21, on obtiendra une rigidité suffisante de chaque chapeau 3 et en même temps on aura un engagement de chacun d'eux sur chaque tube, comme on l'a déjà dit, seulement sur deux surfaces distinctes de manière à augmenter l'em- prise et le serrage de chaque tube entre chapeau et noyau. On doit indiquer en outre que chaque chapeau presente longitudinalement une conformation recourbée asymétrique et se contracte du côté de l'évidement 17. La conformation recourbée asymétrique permet au chapeau 3 d'exercer sur le premier et le second tube 6 et 7 une force de retenue diamétrale qui résulte, en substance, inclinée par rapport au plan défini par l'âme du noyau 2 avec laquelle s'engage l'autre portion de tube. De cette manière il est possible d'avoir les mêmes caractéristiques de rigidité et de glissement que les joints orthogonaux plus massifs et lourds, conjointement au fait d'avoir un joint orthogonal extrêmement léger et maniable. On doit ajouter en outre qu'aussi bien le noyau que les chapeaux sont entièrement réalisés en tôle emboutie à froid, garantissant ainsi une économie importante de réalisation et une faible obtention de déchet pendant la réalisation. Il s'est avéré en pratique que le joint orthogonal selon l'invention est particulièrement avantageux car la réalisation facile et rapide n'exige pas d'équipements particuliers, et il présente les critères requis de résistance aux sollicitations mécaniques avec en même temps d'importants avantages à l'utilisation pour le montage et le démontage des équipements tubulaires. En particulier la conformation spéciale et la structure des chapeaux et leur liaison avec le noyau déterminent une disposition permettant un appui continu des tubes sur le noyau. En pratique, les matériaux employés ainsi que les dimensions pourront être quelconques selon les exigences et l'état de la technique. REVENDICATIONS 1") Joint orthogonal (1) à deux boulons, en tôle emboutie à froid, pour des structures tubulaires comprenant un noyau (2) et deux chapeaux (3) pour engager, sur deux surfaces opposées (4, 5) du noyau, un premier et un second tube (6, 7) à associer entre eux, caractérisé en ce que les chapeaux (3) sont fixés par charnière sur le noyau (2) et s'engagent chacun sur deux portions distinctes (8, 9) du premier et du second tube (6, 7) et les surfaces opposées (4, 5) du noyau (2) s'engagent totalement sans discontinuité sur une portion du premier et du second tube en substance diamétralement opposées aux deux portions distinctes (8, 9) de ces mêmes tubes. 2") Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces opposées (4r 5) du noyau (2) définissent une âme unie, substantiellement en forme de croix, présentant à ses extrémités une première et une seconde double paire d'ailes (11, 12), les ailes de la première double paire (11) se développent verticalement à partir de l'âme dans des directions opposées aux ailes de la seconde double paire (12). 3") Joint selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ailes (11, 12) sont égales entre elles et comportent chacune un trou (13) pour constituer la charnière des chapeaux et d'une tige filetée (26) de serrage de ces derniers. 4") Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des chapeaux (3) présente à une extrémité deux ailes de constitution d'une charnière destinées à s'engager en rotation avec le noyau (2) au moyeu d'un axe (15) et à l'extrémité opposée un évidement (17) intérieur dans lequel s'engage la tige filetée de serrage (26). 5") Joint selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tige filetée de serrage (26) comporte un boulon (18) solidaire d'une rondelle (19) de diamètre plus grand que l'évidement (17), cette rondelle étant maintenue sur l'évidement (17) par deux saillies (20) présentes sur celui-ci même. 6 ) Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des chapeaux (3) présente au centre une nervure (21) de chaque côté de laquelle se développent deux parties en saillie (22) recourbées qui s'étendent sur les portions distinctes (8, 9) du premier et du second tube (6, 7). 7") Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chapeaux (3) présentent longitudinalement une conformation recourbée asymétrique pour exercer sur le premier et le second tube une force substantiellement inclinée par rapport au plan de l'âme du noyau (2). 8 ) Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (2) et les chapeaux (3) sont entièrement emboutis à froid.