Brevet FR2778964A1 — publié le 19991126

DISPOSITIF POUR LE RACCORDEMENT DE DEUX ELEMENTS TUBULAIRES, ELEMENT TUBULAIRE RACCORDABLE ET PROCEDE DE FABRICATION. La présente invention concerne le raccordement d'éléments tubulaires et le raccordement d'un élément tubulaire avec un accessoire. Le domaine de l'invention comprend les tubes pour la circulation de fluides gazeux ou liquides, de matières pulvérulentes, et plus généralement toutes les utilisations de tubes et conduits métalliques voire plastiques. On connaît, dans l'état de la technique, diverses solutions pour le raccordement de deux tubes, ou le raccordement d'un tube avec un accessoire. Certaines solutions mettent en oeuvre des pièces de raccordement telles que des colliers ou des bagues. Elles présentent l'inconvénient de nécessiter des opérations de mise en place, de montage et de maintenance. De plus, le risque de démontage inopiné ne peut pas être totalement écarté. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif fiable, facile à utiliser et d'un faible coût de mise en ouvre. Le but est de réaliser une jonction rapide et étanche. A cet effet, l'invention concerne dans son acception la plus générale un dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires, composé de deux parties complémentaires prolongeant les extrémités desdits éléments tubulaires, caractérisé en ce que les deux parties complémentaires sont constituées chacunes par un évasement conique sensiblement rigide, prolongé par un rebord semi- torique, les couronnes semi-toriques étant emboîtables. De préférence, les évasements tronconiques sont divergents en direction du plan de raccordement. Avantageusement, les couronnes semi-toriques présentent une section fermée sur environ 1800. 29 2778964 Selon un mode de réalisation préféré, les couronnes semi- toriques présentent des prolongements extérieurs s'étendant sensiblement perpendiculairement au plan de raccordement des deux éléments tubulaires. Selon une variante, l'un des rebords semi- toriques présente une déformation pour le logement d'un joint semi-torique. Selon un mode de réalisation particulier, la section de la couronne semitorique extérieure présente au I| repos un rayon de courbure légèrement inférieure à la section de la couronne semi-torique intérieure. Selon une variante avantageuse, l'un au moins des évasements coniques présente des ondulations. Selon une autre variante, les deux évasements coniques présentent des ondulations. Selon un mode de réalisation particulier, les dispositifs sont fixés sur les éléments tubulaires par un moyen de liaison tel que des raccords, des colliers, une soudure, un collage, des rivets. L'invention concerne également un élément tubulaire raccordable avec un élément complémentaire, du type présentant à l'une au moins des extrémités un moyen de raccordement caractérisé en ce que le moyen de raccordement est constitué par un évasement conique sensiblement rigide, prolongé par un rebord semi-torique. L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un dispositif de raccordement ou d'un élément raccordable présentant une partie conique prolongée par un rebord semi-torique caractérisé en ce que l'on déforme l'extrémité d'un élément tubulaire. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un jonc de verrouillage des rebords semi-toriques emboîtés. 3 2778964 Avantageusement, le rebord semi-torique extérieur est prolongé par une nervure circonférentielle dans laquelle ledit jonc de verrouillage est susceptible d'être mis en place pour le verrouillage de l'assemblage. Selon un mode de réalisation particulier, le rebord semi-torique intérieur présente une bordure semi- annulaire. De préférence, le rebord semi-torique extérieur présente des fentes radiales pour délimiter des pattes flexibles. Selon un autre mode de réalisation particulier, l'un au moins des éléments tubulaires présente une bague extérieure pour faciliter la soudure d'une pièce complémentaire. Selon une autre variante de réalisation, l'une au moins des parties est formées par une pluralité de feuillards superposés. De préférence, l'une au moins des parties présentent une zone ondulée entre l'élément tubulaire et l'évasement torique. Selon une première variante, la zone ondulée présente une succession d'ondulations orientées axialement et décalées axialement. Selon une deuxième variante, la zone ondulée présente une succession d'ondulations orientées transversalement et décalées axialement. Selon un autre mode de réalisation particulier, la zone ondulée est protégées par un carter de forme conique. Selon une autre variante, un coussinet pour l'amortissement des vibrations est placé sur la zone de raccordement. Ce coussinet peut être réalisé en fil pressé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit faisant référence aux dessins annexés o: 4 2778964 - la figure 1 représente une vue en coupe partielle d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 représente une vue agrandie de la zone de clipsage; - la figure 3 représente une vue en coupe d'une première variante de réalisation; - la figure 4 représente une vue en coupe d'une deuxième variante de réalisation; - les figures 5 et 6 représentent une vue, respectivement en détail et en coupe, d'une troisième variante d'assemblage; - les figures 7 et 8 représentent des vues de détail d'autres variantes de réalisation d'assemblage à rebord semi-torique; - la figure 9 représente une vue en coupe d'une variante de réalisation à secteur déformable ondulé; - les figures 10 et 11 représentent une vue, respectivement en détail et en coupe, d'une variante d'assemblage à secteur déformable ondulé; - les figures 12 et 13 représentent deux variantes de réalisation comportant un carter de protection. La figure 1 représente une vue en coupe partielle d'un dispositif de raccordement selon l'invention. Le dispositif permet le raccordement d'un premier élément tubulaire (1) avec un deuxième élément tubulaire (2). L'élément tubulaire (1) est prolongé par une jupe conique (3) évasée, s'ouvrant vers le plan de raccordement (10). L'angle formé par la paroi de la jupe conique (3) par rapport au plan de raccordement (10) est d'environ 20 . De la même façon, l'élément tubulaire (2) est prolongé par une jupe conique (4) évasée, s'ouvrant vers le plan de raccordement (10). L'angle formée par la paroi de la jupe conique (4) par rapport au plan de raccordement (10) est d'environ 200. 2778964 Les deux jupes coniques (3, 4) s'ouvrent l'une vers l'autre pour délimiter un espace creux lenticulaire. Ces jupes sont prolongées par des rebords semi- toriques (5, 6) pouvant s'emboîter l'un dans l'autre. Ces rebords semitoriques (5, 6) présentent une section en forme de demi-cercle, s'étendant sur environ 180 . Ils sont prolongés par des lèvres (7, 8) s'orientant à peu près perpendiculairement au plan de raccordement (10). La lèvre extérieure (8) est légèrement plus évasée que la lèvre intérieure (7) afin de ne pas gêner l'introduction du rebord semi-torique (5) dans le rebord semi-torique extérieur (6). La lèvre (7) prolongeant le rebord intérieur (5) est préférentiellement fendue. Le rayon de courbure moyen du rebord extérieur (6) est, au repos, légèrement inférieur au rayon de courbure moyen du rebord intérieur (5) au repos, afin de créer une légère contrainte mécanique renforçant la liaison après raccordement des tuyaux. L'un des rebords semi-torique, en l'occurence le rebord extérieur (6) présente une nervure (9) dans lequel peut être incorporé un joint. Le dispositif de raccordement est réalisé en un matériau rigide déformable élastiquement, par exemple de l'acier. Il peut être réalisé par déformation de l'extrémité des deux tubes à raccorder. Il peut également être réalisé par assemblage de deux éléments indépendants sur les extrémités des tubes. Pour raccorder deux tubes, il suffit de les disposer dans le prolongement l'un de l'autre. Les dispositifs de raccordement sont en vis-à-vis. On assure alors une pression manuelle de l'élément muni du rebord intérieur (5) contre l'élément muni du rebord extérieur (6). On peut également exercer cette pression à l'aide d'un mécanisme adapté. ()S 2778964 Le rebord semi-torique intérieur (5) vient alors s'emboîter dans le rebord semi-torique extérieur (6) du fait de l'élasticité de matériaux. Le démontage peut s'effectuer en insérant entre les lèvres (7, 8) un simple fil de section adaptée de sorte à écarter les deux lèvres l'une par rapport à l'autre, et à désolidariser le dispositif de raccordement. Le resserrement et l'écartement des lèvres sont facilités par la présence de fentes sur l'une ou l'autre des lèvres (7, 8), ou sur les deux lèvres. La forme de la lèvre extérieure (8) est déterminée pour faciliter l'engagement du rebord intérieur (5). Le fait que le rebord extérieur (6) présente un rayon de courbure légèrement moindre assure un blocage efficace de l'assemblage. Les figures 3 et 4 présentent deux exemples d'une variante de réalisation. Selon cette variante, le dispositif de raccordement présente une flexibilité permettant d'absorber des défauts d'alignement ou de positionnement, et aussi d'absorber des déplacements relatifs aux éléments. Le flanc de l'un des évasements coniques (3) pour la version représentée en figure 3, ou les flancs des deux évasements coniques (3, 4) pour la version représentée en figure 4, présentent des ondulations (11, 12). Ces ondulations sont formées par des segments annulaires (13) orientés sensiblement dans des plans transversaux, raccordés par des segments toriques alternativement concaves (14) ou convexes (15). La profondeur des ondulations est dans l'exemple décrit en référence aux figures 3 et 4 constante. Elle peut selon un autre exemple de réalisation être variable pour adapter la flexibilité. Les évasements (3, 4) peuvent selon une autre variante encore présenter une zone conique lisse et une zone ondulée. 7 2778964 Un exemple de réalisation particulier consiste à prévoir à la surface extérieure une tresse métallique soudée ou maintenue par une couronne ou un moyen analogue. Cette tresse protège les ondulations contre les dégradations mécaniques ou absorbe les effets du fond due à une pression interne. Les figures 5 et 6 représentent une vue, respectivement en détail et en coupe, d'une troisième variante d'assemblage. La jupe conique (3) du premier élément tubulaire (1) présente comme dans les variantes précédentes une première zone semi-torique (5) convexe, enveloppant le rebord semi-torique convexe (6) prolongeant la jupe conique (4) du deuxième élément tubulaire (2). La zone semi-torique convexe (5) est ensuite prolongée par un rebord semi-torique concave (50) formant une nervure périphérique dans laquelle vient se loger un jonc (51) assurant le verrouillage de l'assemblage. La zone semi-torique convexe (5) et/ou le rebord semi-torique concave (50) présentent des fentes radiales pour définir des pattes flexibles facilitant le passage du rebord semi- torique intérieur (6). L'élément tubulaire (1), et éventuellement l'élément tubulaire (2), présentent une bague extérieure (52, 53) facilitant le raccordement d'une pièce complémentaire à l'aide d'un cordon de soudure (54). Le cordon de soudure (54) vient relier la surface frontale de la bague (54) et la surface latérale de la pièce complémentaire. Les figures 7 et 8 représentent des vues de détail d'autres variantes de réalisation d'assemblage à rebord semi- torique. La figure 9 représente une vue en coupe d'une telle variante de réalisation à secteur déformable ondulé désassemblé. L'élément tubulaire (1, 2) est relié à la zone de raccordement par l'intermédiaire d'une jupe à soufflet 8 2778964 (55, 56) présentant une pluralité d'ondulations (57 à 62) orientées axialement, et décalées selon une enveloppe conique. L'élément de raccordement est réalisé, selon la variante illustrée par la figure 8, par une superposition de feuillards métalliques. Les figures 10 et 11 représentent une vue, respectivement en détail et en coupe, d'une variante d'assemblage à secteur déformable ondulé. Selon cet exemple, les ondulations (70 à 74) sont parallèles à l'axe longitudinal, ce qui facilite des déplacements angulaires. Les figures 12 et 13 représentent deux variantes de réalisation comportant un carter de protection (80). Ce carter (80) est une pièce conique venant recouvrir la zone ondulée pour la protéger et pour éviter l'introduction de matériaux susceptibles de réduire la souplesse de cette zone. Cette pièce conique peut venir recouvrir l'un ou l'autre côté de l'ensemble, ou les 2 côtés. Les figures 14 et 15 représentent une vue en coupe d'une variante d'assemblage intégrant un coussinet (82) axi-symétrique apte à absorber des vibrations. Le coussinet (82) est formé d'un réseau de fibres pressées, d'une densité de quelques grammes par cm3. Le coussinet (82) est coincé entre les jupes (1) et (2). Les figures 14 et 15 montrent que les jupes peuvent être planes ou à ondes parallèles à l'axe du système ou perpendiculaires à ce même axe, et qu'elles peuvent être protégées ou non par des carters (3) et (4). Les figures 16 et 17 représentent des vues comparables à 14 et 15, hormis les coussinets qui sont prisonniers sous les rebords semi-toriques des jonctions. 9) 2778964 REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires, composé de deux parties complémentaires prolongeant les extrémités desdits éléments tubulaires, caractérisé en ce que les deux parties complémentaires sont constituées chacune par un évasement conique sensiblement rigide, prolongé par un rebord semi-torique, les couronnes semi-toriques étant emboîtables. 2 - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un jonc de verrouillage des rebords semi-toriques emboîtés. 3 - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rebord semi-torique extérieur est prolongé par une nervure circonférentielle dans laquelle ledit jonc de verrouillage est susceptible d'être mis en place pour le verrouillage de l'assemblage. 4 - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon la revendication 1 caractérisé en ce que que le rebord semi-torique intérieur présente une bordure semi-annulaire. - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'un au moins des rebords semitoriques présente des fentes radiales pour délimiter des pattes flexibles. 6 - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'un au moins des éléments tubulaires présente une bague extérieure pour faciliter la soudure d'une pièce complémentaire. () 2778964 7 - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'une au moins des parties est formée par une pluralité de feuillards superposés. 8 - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'une au moins des parties présentent une zone ondulée entre l'élément tubulaire et l'évasement torique. I () 9 - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon la revendication 8 caractérisé en ce que la zone ondulée présente une succession d'ondulations orientées axialement et décalées axialement. - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon la revendication 8 caractérisé en ce que la zone ondulée présente une succession d'ondulations orientées transversalement et décalées axialement. 11 - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon l'une au moins des revendications 8 à 10 caractérisé en ce que l'un au moins des évasements coniques est protégé par un carter de forme conique. 12 - Dispositif pour le raccordement de deux éléments tubulaires selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un coussinet amortisseur est couplé à l'un au moins des évasements coniques.