Brevet FR2715453A1 — publié le 19950728

L'invention concerne le domaine du raccordement à un organe hydraulique d'un tuyau flexible armé utilisé pour le transport d'un fluide sous pression. Elle concerne plus particulièrement les tuyaux armés composés d'un tube intérieur en matière synthétique, d'une âme de renfort composée d'au moins deux nappes entrecroisées et superposées de fils en acier ou autre matériau résistant, et d'un tube extérieur en matière synthétique. De tels tuyaux sont utilisés pour le transport de fluide hydraulique jusqu'à des pressions de l'ordre de 400 bars. La liaison de chacune des extrémités du tuyau avec un canal ménagé dans un organe hydraulique est actuellement assurée par des raccords composés d'un premier élément comportant, d'un côté, une partie tubulaire filetée, apte à se visser dans un taraudage de l'organe hydraulique ou dans l'alésage d'un raccord femelle, et de l'autre côté, une canule s'emmanchant dans le tube intérieur du tuyau et formant appui interne pour le mandrin d'un second élément comprimant radialement le tube extérieur du tuyau et se vissant sur le corps du raccord. Cette technique de raccordement est mise en oeuvre pour éviter d'avoir à dénuder l'âme de renfort qui, lorsqu'elle est constituée par des nappes entrecroisées superposées de fils enroulés en hélice, a tendance à foisonner par écartement radial des nappes. Elle présente l'inconvénient, par la nécessité de procurer une épaisseur et une résistance suffisante à la canule introduite dans le tube intérieur du tuyau, de donner à la section de passage du raccord une valeur inférieure à celle de la section de passage du tuyau. Cette diminution de la section de passage entraîne des pertes de charges, défavorables au bon fonctionnement de l'installation hydraulique. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un raccord n'entraînant aucune réduction de la section de passage du tuyau dans la zone de raccordement. A cet effet, dans le raccord selon l'invention, le premier élément de raccordement est traversé sur toute sa longueur par un alésage de diamètre sensiblement égal à celui intérieur du tuyau et comporte, entre sa canule et son embout, une portée cylindrique ayant un plus grand diamètre que celui extérieur de la canule et que celui extérieur du tuyau, tandis que le manchon du second élément de raccordement présente, d'une part et dans sa partie centrale, un alésage de diamètre égal à celui extérieur de I'âme de renfort du tuyau, d'autre part et à son extrémité côté tuyau, un chambrage de diamètre intérieur égal à celui extérieur du tuyau, et, de plus et à son autre extrémité, un alésage de diamètre intérieur égal à celui extérieur de la portée du premier élément et délimitant à cet endroit une paroi apte à être comprimée radialement sur cette portée, ce dernier alésage ayant une longueur supérieure à celle de ladite portée, pour délimiter autour de la canule un espace de compression du tuyau dénudé, et se raccordant à l'alésage de ce second élément, par une zone de transition de forme générale tronconique et de longueur sensiblement égale à celle d'une partie conique ménagée à l'extrémité de la canule. II ressort de ce qui précède que, à l'inverse des raccords actuels, la partie du tuyau assurant la liaison avec le raccord est comprimée sur une canule de plus grand diamètre extérieur et plus grand que le diamètre intérieur du tuyau, ce qui lui permet d'avoir un alésage intérieur de diamètre égal à celui intérieur du tuyau et, en conséquence, de ne créer aucune perte de charge lors du passage du fluide hydraulique à travers ce raccord. L'invention vise également le procédé de montage de ce raccord. Ce procédé consiste - à préparer l'extrémité du tuyau en retirant un tronçon de tube extérieur pour faire apparaître l'âme de renfort en conservant une partie extrême avec un tronçon de tube extérieur, - à serrer entre des mâchoires amovibles et épaulées la partie dénudée du tuyau juxtaposée au tronçon extrême, - à sectionner le tronçon extrême au ras des mâchoires amovibles, - à engager la partie de petit diamètre des mâchoires amovibles dans l'extrémité du manchon du raccord, - à desserrer les mâchoires amovibles, - à continuer l'engagement du manchon sur l'extrémité dénudée du tuyau jusqu'à ce que l'extrémité du tube extérieur vienne en butée contre l'épaulement du logement extrême du manchon, - à emmancher le premier élément du raccord, canule en avant, dans l'extrémité dénudée du tuyau jusqu'à ce que le manchon du second élément entourant ce tuyau recouvre la portée cylindrique du premier élément, en assurant la déformation radiale de cette extrémité dans l'espace de compression, - et à rétreindre l'extrémité du manchon sur la portée cylindrique du premier élément de raccordement. Ce procédé permet d'assurer le raccordement sur un tube dénudé c'est à dire dont l'âme de renfort peut être déformée radialement pour tolérer les déformations du tube intérieur sans que le foisonnement de cet âme de renfort perturbe le montage du raccord. L'invention vise également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cet appareil comprend - un bâti fixe portant au moins deux glissières cylindriques parallèles, - deux couronnes fixées sur l'une des extrémités des glissières et portant, entre elles, deux mâchoires aptes à serrer radialement l'extrémité du tuyau en deçà de sa zone de raccordement, - une coulisse centrale, montée coulissante sur les glissières et portant une noix axiale munie de moyen de maintien du premier élément du raccord et d'une aiguille cylindrique axiale traversant ce premier élément et saillant en direction des mâchoires de maintien du tuyau, - et un châssis fixé à l'autre extrémité des glissières et constituant point d'appui pour des moyens aptes à déplacer la coulisse sur les glissières en direction des mâchoires maintenant le tuyau. Cet appareil simple permet de monter les éléments du raccord sur le tuyau dans d'excellentes conditions aussi bien en ce qui concerne la précision, la durée du montage que la fiabilité. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution du raccord selon l'invention. Figure 1 est une vue de côté en coupe longitudinale du raccord lorsqu'il est mis en place à l'extrémité d'un tuyau, Figures 2 et 3 sont des vues en coupe montrant, à échelle agrandie, respectivement le second élément et le premier élément du raccord, Figure 4 est une vue de côté avec coupe partielle montrant une forme d'exécution de l'appareil pour le montage du raccord, Figures 5 à 9 sont des vues de côté avec coupe partielle de l'extrémité du tuyau lors de la mise en place du second élément du raccord, Figures 10 et 11 sont des vues en coupe longitudinale montrant la mise en place du premier élément du raccord dans le second élément déjà mis en place sur l'extrémité du tuyau. Comme montré aux figures 1 à 3, le raccord selon l'invention est essentiellement composé de deux éléments, à savoir un premier élément désigné par la référence générale 2 et un second élément désigné par la référence générale 3. Ces deux éléments sont destinés à permettre le raccordement d'un tuyau flexible armé composé, comme montré à la figure 1, d'un tube intérieur 4 en matière synthétique et, par exemple, en polyamide, d'une âme de renfort 5, composée par exemple d'au moins deux nappes enroulées en hélice, avec angle d'enroulement inverse, de fils en matériau résistant et par exemple en acier, et enfin d'une nappe extérieure 6, réalisée en matière synthétique et par exemple en polyamide. Selon l'invention, et comme montré figure 3, le premier élément de raccord 2 est constitué par un corps tubulaire métallique dont l'alésage interne 2a a un diamètre d égal au diamètre interne d du tube intérieur 4 du tuyau. Ce premier élément est pourvu, du côté destiné à coopérer avec le tuyau, d'une canule 7 et, de l'autre côté, d'un embout fileté 8, destiné à se fixer dans un organe hydraulique. Dans la forme d'exécution, L'embout 8 est muni d'un filetage extérieur mâle, mais il est évident qu'il peut également comporter un embout en forme de douille avec un filetage femelle. La canule et l'embout sont séparés par une portée cylindrique 9 comportant une portée de rétreint qui, dans la forme d'exécution, est constituée par deux gorges 10. Cette portée centrale 9 est séparée de l'embout 8 par un épaulement 12. Le diamètre extérieur D1 de la portée centrale 10 est plus grand que le diamètre D2 de la partie extérieure de la canule 7. Enfin, la canule 7 est munie d'un embout tronconique 13 et de deux gorges 14 délimitant des crans d'ancrage 15. Le second élément du raccord 3 présente la forme d'un manchon tubulaire. II est également réalisé en métal et comporte, à son extrémité côté tuyau, un alésage extrême 16 dont le diamètre interne D3 est égal au diamètre externe du tuyau, c'est à dire du tube extérieur 6 de ce tuyau. Cet alésage communique par un chanfrein 16a avec un alésage 17 qui, ménagé dans la partie centrale de l'élément 3, a un diamètre intérieur D4 égal, au jeu fonctionnel près, au diamètre extérieur de l'âme de renfort 5. Son autre extrémité est munie d'un alésage 18 dont le diamètre intérieur D5 est égal, au jeu fonctionnel près, au diamètre extérieur de la partie centrale 9 du premier élément 2. Cet alésage 18 se raccorde avec l'alésage 17 par une partie tronconique 19 qui, de même conicité que l'embout 13 de la canule comporte, dans cette forme d'exécution, des gradins. La figure 1 montre que, lorsque ces deux éléments sont assemblés sur l'extrémité dénudée du tuyau, la canule 7 emmanchée dans le tube intérieur 4 provoque l'expansion radialement vers l'extérieur de cette extrémité en la déformant et en déformant l'âme de renfort qui l'entoure, et en la plaquant dans un espace de compression délimité vers l'intérieur par cette canule et vers l'extérieur par l'alésage tronconique 19 et par un tronçon de l'alésage 18 du manchon 3. Grâce à cet agencement permettant une déformation radiale vers l'extérieur du tuyau alors que dans les raccords actuels, il y a compression radiale vers l'intérieur, la canule peut présenter un diamètre intérieur égal à celui du tuyau, ce qui supprime toute perte de charge dans la traversée du raccord. La figure 1 montre également que l'épaulement 12 permet de positionner longitudinalement le manchon 3 par rapport à la canule 7, de manière que l'extrémité conique 13 de cette canule coïncide avec la zone tronconique 19 du manchon. La liaison du manchon sur la partie centrale du premier élément de raccord 2 est assurée par des rétreints 20 déforment la paroi du manchon dans les gorges 10. L'assemblage des éléments de ce raccord sur le tuyau est assuré au moyen d'un appareil dont une forme d'exécution est représentée à la figure 4. Cet appareil est constitué par un bâti, non représenté, portant deux glissières cylindriques parallèles et sensiblement horizontales 22 sur lesquelles sont montés, d'un côté deux couronnes, respectivement, 23 et 24, de l'autre côté, un châssis fixe 25 et, entre ces éléments, une coulisse centrale 26. Les deux couronnes 23 et 24 sont fixées sur les glissières et portent, entre elles, deux mâchoires 27 aptes à serrer radialement la partie 28 d'un tuyau juxtaposée à l'extrémité de ce tuyau devant être muni du raccord. La coulisse 26 est montée coulissante sur les glissières et porte une noix axiale 29 munie d'un embout 30 pour la fixation du premier élément 2 du raccord. Cette noix est traversée longitudinalement par une aiguille 32 qui fait saillie hors de cette noix en direction des mâchoires 23 et 24. La longueur de cette aiguille est supérieure à la longueur du premier élément 2 du raccord qu'elle traverse. Le châssis 25 est fixé sur l'extrémité des glissières et constitue point d'appui pour des moyens 33 aptes à déplacer longitudinalement la coulisse sur les glissières. Dans la forme d'exécution représentée, ces moyens sont constitués par une tige filetée 34 se vissant axialement dans un écrou 35 du châssis. L'extrémité libre de cette vis prend appui contre la coulisse avec interposition d'une butée à bille 36. Il est évident que ces moyens 33 peuvent être remplacés par tout autre moyen connu, tel que vérin hydraulique ou pneumatique, agissant directement ou par l'intermédiaire d'un système à genouillère. L'assemblage des différents éléments sur l'extrémité d'un tuyau va maintenant être décrit en référence aux figures 5 à 11. La première phase de cette opération consiste à préparer l'extrémité du tuyau en retirant un tronçon du tube extérieur 6 pour faire apparaître l'âme de renfort 5. La figure 5 montre bien que la partie 39 ainsi dénudée est interposée entre la partie 28 du tuyau qui sera pincé entre les mâchoires de l'appareil montré à la figure 4 et un tronçon extrême 40, de faible longueur, conservé pour enserrer l'extrémité de l'âme de renfort 5 et éviter le foisonnement des nappes composant cette âme. Dans la phase suivante, l'extrémité dénudée ainsi obtenue est mise en place dans l'appareil de figure 4 où la partie 28 du tuyau est serrée entre les deux mâchoires 27. Comme montré à la figure 4, I'extrémité libre dénudée du tuyau est alors disposée axialement dans la couronne 24 et fait saillie de cette couronne en direction de la coulisse 26. II est alors procédé à la mise en place, sur la partie dénudée 39 juxtaposée au tronçon extrême 40, de deux mâchoires amovibles et épaulées 42. Comme le montre la figure 6, ces deux mâchoires sont composées par des demi douilles cylindriques comportant une collerette 43, une portée cylindrique 44 apte à coopérer avec une couronne de serrage 45 et une partie cylindrique 46 ayant un diamètre au plus égal au diamètre extérieur du tuyau. Dès que ces mâchoires sont mises en place et sont serrées sur l'extrémité de la partie dénudée 39, il est procédé au sectionnement du tronçon 40 au ras des mâchoires 42. Dans la phase suivante montrée à la figure 7, le deuxième élément 3 du raccord est amené dans l'alignement du tuyau et est engagé par son alésage 16 sur la portée cylindrique 46 des deux mâchoires 42. A ce stade, les moyens de serrage 45 de ces deux mâchoires sont desserrées d'une quantité suffisante pour permettre leur coulissement sur l'âme de renfort 5, sans pour autant tolérer le foisonnement des nappes composant cette âme. Eventuellement, de la colle 41 est disposée sur la partie dénudée 39. Dans la phase suivante, le manchon du second élément 3 du raccord est déplacé dans le sens de la flèche 48 de figure 8. Durant ce déplacement, I'extrémité dénudée du tuyau pénètre aisément, grâce au chanfrein 16a du manchon, dans l'alésage 17 de ce manchon. Cet alésage se substitue aux deux mâchoires 42 pour assurer le maintien radial des nappes composant l'âme de renfort 5, et permet de retirer ces deux mâchoires. En fin d'emmanchement, et comme montré à la figure 9, L'alésage intérieur 17 du manchon coiffe l'extrémité du tuyau non dénudée. II est évident que la longueur de tuyau dénudé est choisie en fonction des dimensions longitudinales des alésages internes du manchon 3 et de manière que, dans cette position d'emmanchement, la partie dénudée du tuyau saillant dans l'alésage 17 de ce manchon s'étende sur plus de la moitié de la longueur de cet alésage, comme montré à la figure 1. On notera que la colle 41, précédemment déposée sur la partie dénudée 39, assure la liaison du manchon 3 avec cette partie dénudée. Lorsque cette opération de préparation du montage est terminée, le premier élément du raccord 2 est mis en place sur l'embout 30 de la noix 29 et la coulisse 26 de l'appareil de figure 4 est déplacée dans le sens de la flèche 50 de cette figure. Dans un premier temps, L'aiguille 32 s'engage dans l'alésage intérieur du tube intérieur 4 du tuyau en assurant le positionnement axial de l'élément du raccord. Par la suite, I'extrémité tronconique 13 de la canule 7 s'engage dans ce tube intérieur 4 et assure son expansion radiale en même temps qu'il plaque les nappes de l'âme de renfort contre la face interne de l'espace de compression formé entre le manchon 3 et la canule 7. L'engagement de l'élément 2 est arrêté dès que l'extrémité libre du manchon 3 vient en contact avec l'épaulement 12 du premier élément de raccord 2. La figure 10 montre qu'avant son engagement dans le tube interne 4, la canule est éventuellement recouverte d'une couche de colle 52 améliorant sa liaison ultérieure avec ce tube intérieur 4. La liaison des composants du raccord est terminée en procédant au rétreint du manchon 2 dans les gorges 10 de l'élément 3, comme montré à la figure 11. REVENDICATIONS 1. Raccord plein passage pour tuyau flexible armé composé d'un tube intérieur (4), d'une âme de renfort (5) avec des nappes de fils en matériau résistant, et d'un tube extérieur (6), raccord comportant un premier élément de raccordement (2), composé d'une canule (7) s'emmanchant dans le tuyau et d'un embout fileté (8), et d'un second élément en forme de manchon (3) apte à serrer le tuyau sur la canule, caractérisé en ce que le premier élément de raccordement (2) est traversé sur toute sa longueur par un alésage (2a) de diamètre égal à celui intérieur du tuyau et comporte, entre sa canule (7) et son embout (8), une portée cylindrique (9) ayant un plus grand diamètre que celui extérieur de la canule (7) et que celui extérieur du tuyau, tandis que le manchon (3) du second élément de raccordement présente, d'une part et dans sa partie centrale, un alésage (17) de diamètre égal à celui extérieur de l'âme de renfort du tuyau, d'autre part et à son extrémité côté tuyau, un chambrage (16) de diamètre intérieur égal à celui extérieur du tuyau, et de plus et à son autre extrémité, un alésage (18) de diamètre intérieur égal à celui extérieur de la portée (9) du premier élément et délimitant à cet endroit une paroi apte à être comprimée radialement sur cette portée, ce dernier alésage (18) ayant une longueur supérieure à celle de ladite portée (9), pour délimiter autour de la canule un espace de compression du tuyau dénudé, et se raccordant à l'alésage (17) de ce second élément, par une zone de transition (19) de forme générale tronconique et de longueur sensiblement égale à celle d'une partie conique (13) ménagée à l'extrémité de la canule (7). 2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portée cylindrique (9) du premier élément (2) comporte au moins une gorge circulaire (10) d'ancrage de la paroi du second élément (3). 3. Raccord selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la portée cylindrique (9) du premier élément (2) est séparée de l'embout fileté (8) par un épaulement (12). 4. Raccord selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la zone de transition tronconique intérieure (19) du second élément comporte des gradins. 5. Procédé de montage du raccord selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste - à préparer l'extrémité du tuyau en retirant un tronçon de tube extérieur (6) pour faire apparaître l'âme de renfort (5) en conservant une partie extrême (40) avec un tronçon de tube extérieur (6), - à serrer entre des mâchoires amovibles et épaulées (42) la partie dénudée (39) du tuyau juxtaposée au tronçon extrême (40), - à sectionner le tronçon extrême (40) au ras des mâchoires amovibles (42), - à engager la partie (46) de petit diamètre des mâchoires amovibles (42) dans l'extrémité du manchon (3) du raccord, - à desserrer les mâchoires amovibles (42), - à continuer l'engagement du manchon (3) sur l'extrémité dénudée (39) du tuyau jusqu'à ce que l'extrémité du tube extérieur (6) vienne en butée contre l'épaulement du logement extrême (16) du manchon (3), - à emmancher le premier élément du raccord (2), canule (7) en avant, dans le tube intérieur (4) du tuyau jusqu'à ce que le manchon (3) entourant ce tuyau recouvre la portée cylindrique (9) du premier élément (2), en assurant la déformation radiale de cette extrémité, - et à rétreindre l'extrémité du manchon (3) sur la portée de rétreint (9-10) du premier élément de raccordement (2). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à guider l'engagement de la canule (7) dans l'extrémité du tube intérieur (4) du tuyau en introduisant dans ce tube intérieur une aiguille cylindrique (32) qui, ayant un diamètre extérieur égal au diamètre interne de ce tube, traverse de part en part le premier élément de raccord (2) et en fait saillie sur l'avant sur une longueur supérieure à celle de cet élément. 7. Appareil pour l'assemblage des extrémités du raccord selon l'une quelconque des revendications 1 à, caractérisé en ce qu'il comprend - un bâti fixe portant au moins deux glissières cylindriques parallèles (22), - deux couronnes (23-24) fixées sur l'une des extrémités des glissières (22) et portant, entre elles, deux mâchoires (27) aptes à serrer radialement l'extrémité du tuyau, en deçà de sa zone de raccordement, - une coulisse centrale (26), montée coulissante sur les glissières (22) et portant une noix axiale (29) munie de moyen de maintien du premier élément du raccord (2) et d'une aiguille cylindrique axiale (32), saillant en direction des mâchoires (27) de maintien du tuyau, - et un châssis (25) fixé à l'autre extrémité des glissières (22) et constituant point d'appui pour des moyens (33) aptes à déplacer la coulisse (26) sur les glissières en direction des mâchoires (42) maintenant le tuyau. 8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (33) déplaçant la coulisse (26) sur les glissières (22) sont constitués par une tige filetée axiale (34) se vissant dans un écrou (35) du châssis (25) et prenant appui sur la coulisse avec interposition d'une butée à billes (36).