Brevet FR2830312A1 — publié le 20030404

La présente invention concerne un dispositif de verrouillage pour l'assemblage de deux éléments tubulaires ainsi qu'un élément tubulaire comportant un tel dispositif de verrouillage. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de verrouillage permettant d'obtenir un assemblage rigide de deux éléments tubulaires emboîtés l'un dans l'autre, ainsi qu'un élément tubulaire ayant au moins deux raccords, dont un raccord mâle et un raccord femelle, pour un conduit de gaz chauds, l'élément tubulaire étant pourvu d'un dispositif de verrouillage selon l'invention. Habituellement, les gaz chauds, comme par exemple la fumée provenant d'une chaudière, circulent dans des conduits obtenus par simple emboîtement de deux ou plusieurs éléments tubulaires en aluminium ou en acier. Souvent, chacun de ces éléments tubulaires comprend une paroi intérieure et une paroi extérieure qui définissent entre elles un espace intermédiaire rempli, pour le moins sur une partie de leurs longueurs axiales, d'un matériau thermiquement isolant. L'étanchéité à l'emboîtement de deux éléments tubulaires, à paroi simple ou à double paroi, est obtenue, par exemple, par l'intermédiaire d'une bague en matière ignifuge, souple, retenue par un jonc élastique amovible. La stabilité relative entre deux éléments tubulaires emboîtés l'un dans l'autre dépend essentiellement de la forme et des dimensions de la partie d'emboîtement de chacun des éléments tubulaires. Cette stabilité relative peut être améliorée, par exemple, en verrouillant les éléments tubulaires emboîtés l'un dans l'autre par une fermeture à baïonnette. Quelle que soit la réalisation détaillée d'une telle fermeture à baïonnette, son utilisation implique de tourner un des deux éléments tubulaires emboîtés l'un dans l'autre par rapport à l'autre autour de l'axe commun. Alors que cela est faisable sans problème lorsqu'il s'agit de raccorder un élément tubulaire droit à un autre élément tubulaire droit, cela n'est pas forcément aussi facile lorsque l'un des deux éléments tubulaires est un élément coudé ou un élément en T. En effet, lorsque l'élément coudé ou l'élément en T est déjà raccordé par un de ses raccords à un autre élément tubulaire, il n'est en général pas facile de le raccorder par l'autre extrémité à un troisième élément tubulaire sans nuire au premier raccord. Le but de l'invention est donc de remédier à cet inconvénient. Le but de l'invention est atteint par un dispositif de verrouillage permettant d'obtenir un assemblage rigide de deux éléments tubulaires emboîtés l'un dans l'autre, le premier élément ayant à cet effet un raccord mâle et le second élément un raccord femelle. Conformément à l'invention, le dispositif de verrouillage comprend : - une virole destinée à être placée mobile sur le raccord mâle du premier élément, les dimensions de la virole étant choisies de façon qu'elle puisse pénétrer partiellement, avec le raccord mâle, dans le raccord femelle du second élément, - des ergots s'étendant soit vers l'extérieur sur la virole, soit vers l'intérieur sur le raccord femelle, et - autant de pistes de verrouillage formées respectivement sur le raccord femelle ou sur la virole, qu'il y a d'ergots, les pistes de verrouillage coopérant avec les ergots à la façon d'un verrouillage à baïonnette lors de l'assemblage des deux éléments tubulaires. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de verrouillage comprend des moyens empêchant le raccord mâle de sortir de la virole. Le but de l'invention est également atteint par un élément tubulaire ayant au moins deux raccords dont un raccord mâle et un raccord femelle, pour un conduit de gaz chauds, l'élément tubulaire comprenant : - une virole placée mobile sur le raccord mâle, les dimensions de la virole étant choisies de façon qu'elle puisse pénétrer partiellement, avec le raccord mâle, dans le raccord femelle d'un élément tubulaire correspondant, - des ergots s'étendant soit vers l'extérieur sur la virole, soit vers l'intérieur sur le raccord femelle, et - autant de pistes de verrouillage formées respectivement sur le raccord femelle ou sur la virole, qu'il y a d'ergots, les pistes de verrouillage ou les ergots de cet élément tubulaire coopérant respectivement avec les ergots ou les pistes de verrouillage d'un élément tubulaire correspondant, à la façon d'un verrouillage à baïonnette, lors de l'assemblage des deux éléments tubulaires. Conformément à l'invention, les composants traditionnels d'un verrouillage à baïonnette, à savoir deux ou plusieurs ergots disposés sur un des éléments à verrouiller et un nombre correspond de pistes de verrouillage disposées sur l'autre élément à verrouiller et dans lesquelles entrent et coulissent les ergots lors du verrouillage des deux éléments à verrouiller, sont complétés par une virole. Cette virole est destinée à être placée sur le raccord mâle de celui des deux éléments à raccorder qui sera emboîté dans l'autre. Elle est pourvue des ergots ou des pistes de verrouillage que comporterait traditionnellement le raccord mâle en complémentarité des pistes de verrouillage ou des ergots disposés sur le raccord femelle de l'autre élément à raccorder. La virole du dispositif de verrouillage de l'invention est destinée à être placée sur le raccord mâle, de façon à être mobile aussi bien le long de l'axe longitudinal de l'élément tubulaire qu'en rotation autour de cet axe. II est répété que les ergots peuvent être réalisés indifféremment sur le raccord femelle ou sur le raccord mâle et que, en conséquence, les pistes de verrouillage sont formées sur le raccord opposé. Il est précisé par ailleurs que le terme" ergot" désigne, dans le cadre de la présente invention, tout type de protubérance qui est en saillie sur la face intérieure du raccord femelle ou sur la face extérieure de la virole. Des exemples en sont des corps cylindriques s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la face extérieure de la virole lorsque des pistes de verrouillage sont formées sur le raccord femelle ou radialement vers l'intérieur à partir de la face intérieure du raccord femelle lorsque les pistes de verrouillage sont formée sur la virole. Un autre exemple en est la réalisation représentée sur les dessins, à savoir une découpe partielle ayant la forme d'une languette en arc de cercle. Cette languette est déviée vers l'extérieur de la virole lorsque les pistes de verrouillage sont formées sur le raccord femelle ou vers l'intérieur du raccord femelle lorsque les pistes de verrouillage sont formées sur la virole. Les ergots peuvent également être obtenus par emboutissage et avoir ainsi une forme essentiellement conique ou tronconique, ou encore, de manière moins avantageuse, par ajout d'éléments distincts tels des petits éléments cylindriques soudés sur la paroi intérieure ou extérieure de la virole ou des rivets borgnes dépassant la paroi de la virole respectivement vers l'intérieur ou vers l'extérieur. Le terme"piste de verrouillage" désigne, dans le cadre de la présente invention, toute découpe ou échancrure et tout profil pratiqué dans l'un ou l'autre des éléments coopérant au moment du verrouillage, qui est en mesure de guider les ergots définis ci-avant pour obtenir un verrouillage à baïonnette. Alors que la découpe et l'échancrure sont obtenues par un enlèvement de matière, entraînant par cela un affaiblissement du raccord respectif, la réalisation des pistes de verrouillage en profil peut être obtenue par emboutissage, ce qui évite un affaiblissement de la paroi du raccord correspondant. Grâce aux diverses dispositions de l'invention énoncées ci-avant, il n'est donc plus nécessaire, lors du verrouillage de deux éléments tubulaires emboîtés l'un dans l'autre, de les tourner l'un par rapport à l'autre autour de l'axe commun. Au contraire, on tourne uniquement la virole. L'invention concerne également les caractéristiques ci-après considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles : - l'élément tubulaire comprend des moyens empêchant le raccord mâle de sortir de la virole ; - lorsque l'élément tubulaire a une double paroi, les raccords mâle et femelle sont formés sur la paroi extérieure ; - dans un élément tubulaire à double paroi, les deux parois intérieure et extérieure sont limitées à chacun des raccords par un bord annulaire et délimitent entre elles un espace intermédiaire rempli au moins partiellement d'un premier matériau thermiquement isolant ; - dans un élément tubulaire à double paroi, l'espace intermédiaire est limité, du côté du raccord mâle, par une plaque annulaire pourvue d'un rebord par lequel elle est fixée à la paroi extérieure qu'elle coiffe ; - dans un élément tubulaire à double paroi, l'espace intermédiaire est limité, du côté du raccord femelle, par une plaque annulaire pourvue d'un rebord par lequel elle est fixée à la paroi extérieure ; - une des plaques annulaires est pourvue d'un second rebord, ce second rebord et la paroi intérieure délimitant entre eux un espace annulaire destiné à recevoir un joint d'étanchéité thermique en un second matériau thermiquement isolant ; - la paroi intérieure de l'élément tubulaire forme, du côté du raccord qui n'est pas destiné à être pourvu d'un joint d'étanchéité, une agrafe circulaire recevant le bord intérieur de la plaque annulaire correspondante ; - l'élément tubulaire comprend des moyens de blocage, par exemple une goupille, permettant d'empêcher la virole de tourner autour de son axe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exemple de réalisation ci-après, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente les composants d'un dispositif de verrouillage selon l'invention ; - la figure 2 représente deux éléments tubulaires assemblés selon l'invention ; - la figure 3 représente les composants d'un élément tubulaire à double paroi selon l'invention ; et - la figure 4 représente en détail les raccords de deux éléments tubulaires à double paroi selon l'invention. Le dispositif de verrouillage de l'invention est représenté sur la figure 1 ensemble avec un élément tubulaire à simple paroi. Le dispositif comprend une virole 1 sur laquelle sont formés des ergots 2 s'étendant vers l'extérieur à partir de la face extérieure de la virole, et autant de pistes de verrouillage 3 que d'ergots, formées sur le raccord femelle 4 de l'élément tubulaire 5. Le raccord mâle 6 de l'élément tubulaire 5 est pourvu de moyens 7 qui sont formés lorsque la virole est placée sur l'élément tubulaire 5 et qui empêchent la virole 1 de partir de l'élément tubulaire. Lorsque deux éléments tubulaires sont assemblés moyennant le dispositif de verrouillage de l'invention, les moyens 7 empêchent le raccord mâle 6 de sortir de la virole 1. Alors que la figure 1 montre les moyens 7 sous la forme d'un collet battu, les moyens 7 peuvent également être constitués par un évasement tronconique ou par des bossages formés proches du bord de l'extrémité libre du raccord mâle 6. De manière accessoire, la figure 1 montre un bossage 8 pratiqué sur le corps de l'élément tubulaire 5 et à une distance prédéterminée du bord de l'extrémité libre du raccord mâle 6. Ce bossage 8 est destiné à empêcher la virole 1 de s'éloigner trop loin du raccord mâle 6, notamment lorsque les éléments tubulaires assemblés sont en position verticale. Le bossage 8 peut être formé seul ou avec les bossages correspondants répartis sur le pourtour de l'élément tubulaire et à distance égale du bord du raccord mâle 6. La virole 1, qui est avantageusement réalisée en un même matériau que l'élément tubulaire à raccorder, comprend une partie essentiellement cylindrique 11 dans laquelle sont formés les ergots 2 et une partie essentiellement cylindrique 12 servant à la manipulation de la virole 1 lors du verrouillage de deux éléments tubulaires. La partie 12 de la virole 1 est représentée avec une surface bombée dans laquelle sont pratiquées des ouvertures 13. Les ouvertures 13 peuvent être remplacées par des enfoncements, des cannelures, des ondulations ou toute autre forme de surface rompue qui facilite la manipulation de la virole. Les ouvertures ou enfoncements 13 permettent de tourner la virole 1, aussi bien lors d'un verrouillage que lors d'un déverrouillage, à l'aide d'un outil tel une clé à ergot. Par ailleurs, une forme bombée de la partie 12 de la virole 1 apporte l'avantage, par rapport à une partie droite comme la partie 11 de la virole, de présenter un bord 14 constitué par le début de la partie bombée 12 de la virole, vu à partir de la partie 11. Lors de l'assemblage de deux éléments tubulaires moyennant le dispositif de verrouillage de l'invention, le raccord femelle de l'autre élément tubulaire est tiré et bloqué contre le bord 14 lors du verrouillage. Les pistes de verrouillage 3 dont la figure 1 ne montre qu'une seule piste, débutent à un bord 15 constituant l'extrémité libre du raccord femelle 4 de l'élément tubulaire 5 et s'éloignent du bord 15 sous un angle a différent de l'angle droit par rapport à l'axe longitudinal A de l'élément tubulaire 5. Les pistes de verrouillage 3 sont formées, dans l'exemple représenté sur la figure 1, par une découpe pratiquée dans la paroi de l'élément tubulaire 5. En variante de cela, les pistes de verrouillage 3 représentées sur les figures 2 à 4 sont obtenues par des emboutissages du raccord femelle. La figure 2 montre deux éléments tubulaires 5,5A assemblés au moyen d'un dispositif de verrouillage de l'invention. Alors que l'élément tubulaire 5 est un élément droit, l'élément tubulaire 5A peut être indifféremment un élément tubulaire droit, un élément tubulaire coudé ou un élément tubulaire en T. La figure 2 ne montre qu'un des raccords de l'élément tubulaire 5A. La figure 2 montre par ailleurs que, dans la position assemblée, le raccord femelle de l'élément tubulaire 5 bute contre le bord 14 de la virole 1 de l'élément tubulaire 5A. La figure 2 montre également, grâce à une découpe le long de la ligne 16, pratiquée dans la piste de verrouillage 3, la position d'un ergot 2 dans la piste de verrouillage correspondante 3 lorsque deux éléments tubulaires sont assemblés. Le type de piste de verrouillage étant sans importance pour le principe de la présente invention, les pistes de verrouillage sont référencées de manière unique, en 3. La figure 3 montre les composants d'un élément tubulaire à double paroi et les composants du dispositif de verrouillage selon l'invention. On y distingue une paroi extérieure 51 pourvue d'un raccord femelle 41 et d'un raccord mâle 61 sur lequel est glissée, lors de l'assemblage de l'élément tubulaire 5, une virole 1. De même, on y distingue une paroi intérieure 52 comportant un raccord femelle 42 et un raccord mâle 62. Enfin, on distingue également sur la figure 3 deux plaques annulaires 53,54 qui limitent l'espace intermédiaire délimité entre les parois intérieure et extérieure, respectivement à l'une et à l'autre des deux extrémités de l'élément tubulaire 5. La paroi extérieure 51, la paroi intérieure 52, la virole 1 et les plaques annulaires 53,54 sont assemblées coaxialement par rapport à l'axe longitudinal A de l'élément tubulaire 5. La figure 3 montre par ailleurs, de façon disproportionnée, deux goupilles 9 empêchant la virole 2 de tourner autour de son axe lorsque deux éléments tubulaires sont assemblés moyennant le dispositif de verrouillage de l'invention. Chaque goupille 9 traverse la piste de verrouillage 3 correspondante et bloque ainsi le chemin de déverrouillage à l'ergot 2 représenté en pointillés. La figure 4 montre en détail le raccord respectivement mâle et femelle de deux éléments tubulaires 5,5A assemblés selon l'invention. On y voit plus particulièrement la paroi extérieure 51 et la paroi intérieure 52 de l'élément tubulaire supérieur 5. Ces parois 51,52 recouvrent, moyennant leurs raccord femelle 41 et raccord mâle 62, le raccord mâle 61 et le raccord femelle 42 de l'élément tubulaire inférieur 5A. La virole 1 est représentée par sa partie cylindrique 11 et la partie bombée 12 comportant une ouverture 13 ainsi que par l'ergot 2 engagé dans une piste de verrouillage correspondante 3 de l'élément tubulaire 5. L'espace intermédiaire délimité entre les parois intérieure et extérieure de chacun des éléments tubulaires 5,5A est rempli d'un premier matériau 31 thermiquement isolant. Cet espace intermédiaire est limité du côté du raccord femelle 41 de l'élément tubulaire 5 par la plaque annulaire 53. La plaque annulaire 53 est pourvue d'un rebord extérieur 55 moyennant lequel la plaque annulaire 53 est encastrée dans le raccord femelle 41, et d'un second rebord 56. Le second rebord 56 est formé de façon à délimiter entre lui et la paroi intérieure de l'élément tubulaire 5, un espace annulaire destiné à recevoir un joint d'étanchéité thermique 32 en un second matériau thermiquement isolant. La plaque annulaire 54 est pourvue d'un rebord extérieur 57 moyennant lequel la plaque annulaire 54 est soudée sur l'extrémité libre du raccord mâle 61 de la paroi extérieure de l'élément tubulaire 5A. La plaque annulaire 54 est également pourvue d'un bord intérieur 58. Par ailleurs, le raccord femelle 42 de la paroi intérieure de l'élément tubulaire 5A est pourvu, à son extrémité libre, d'une agrafe annulaire 59 ouverte vers l'espace intermédiaire délimité entre les parois intérieure et extérieure. Le bord intérieur 58 de la plaque annulaire 54 étant logé dans l'agrafe annulaire 59, la paroi intérieure 52 de l'élément tubulaire 5A soutient ainsi la plaque annulaire 54. REVENDICATIONS 1. Dispositif de verrouillage permettant d'obtenir un assemblage rigide de deux éléments tubulaires (5,5A) emboîtés l'un dans l'autre, le premier élément (5A) ayant à cet effet un raccord mâle (6) et le second élément (5) un raccord femelle (4), caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage comprend : - une virole (1) destinée à être placée mobile sur le raccord mâle (6) du premier élément (5A), les dimensions de la virole étant choisies de façon qu'elle puisse pénétrer partiellement, avec le raccord mâle (6), dans le raccord femelle (4) du second élément (5), - des ergots (2) s'étendant soit vers l'extérieur sur la virole (1), soit vers l'intérieur sur le raccord femelle (4), et - autant de pistes de verrouillage (3) formées respectivement sur le raccord femelle (4) ou sur la virole (1), qu'il y a d'ergots (2), les pistes de verrouillage (3) coopérant avec les ergots (2) à la façon d'un verrouillage à baïonnette lors de l'assemblage des deux éléments tubulaires (5,5A). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (7) empêchant le raccord mâle (6) de sortir de la virole (1). 3. Elément tubulaire avec au moins deux raccords dont un raccord mâle (6) et un raccord femelle (4), pour un conduit de gaz chauds, caractérisé en ce qu'il comprend : - une virole (1) placée mobile sur le raccord mâle (6), les dimensions de la virole étant choisies de façon qu'elle puisse pénétrer partiellement, avec le raccord mâle (6), dans le raccord femelle (4) d'un élément tubulaire correspondant, - des ergots (2) s'étendant soit vers l'extérieur sur la virole (1), soit vers l'intérieur sur le raccord femelle (4), et - autant de pistes de verrouillage (3) formées respectivement sur le raccord femelle (4) ou sur la virole (1), qu'il y a d'ergots (2), les pistes de verrouillage (3) ou les ergots (2) de cet élément tubulaire (5) coopérant respectivement avec les ergots (2) ou les pistes de verrouillage (3) d'un élément tubulaire correspondant (5A), à la façon d'un verrouillage à baïonnette, lors de l'assemblage des deux éléments tubulaires (5,5A). 4. Elément tubulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (7) empêchant le raccord mâle (6) de sortir de la virole (1). 5. Elément tubulaire selon la revendication 3 ayant une double paroi (51,52), les deux parois intérieure (52) et extérieure (51) étant limitées à chacun des raccords par un bord annulaire et délimitant entre elles un espace intermédiaire rempli au moins partiellement d'un premier matériau (31) thermiquement isolant, caractérisé en ce que les raccords mâle (61) et femelle (41) sont formés sur la paroi extérieure (51). 6. Elément tubulaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'espace intermédiaire est limité, du côté du raccord mâle (61), par une plaque annulaire (54) pourvue d'un rebord (57) par lequel elle est fixée à la paroi extérieure (51) qu'elle coiffe. 7. Elément tubulaire selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'espace intermédiaire est limité, du côté du raccord femelle (41), par une plaque annulaire (53) pourvue d'un rebord (55) par lequel elle est fixée à la paroi extérieure (51). 8. Elément tubulaire selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plaque annulaire (53) est pourvue d'un second rebord (56), ce second rebord (56) et la paroi intérieure (52) délimitant entre eux un espace annulaire destiné à recevoir un joint d'étanchéité thermique (32) en un second matériau thermiquement isolant. 9. Elément tubulaire selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la paroi intérieure (52) forme, du côté du raccord mâle (6), une agrafe annulaire (59) recevant le bord intérieur (58) de la plaque annulaire (54) correspondante. 10. Elément tubulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage (9) permettant d'empêcher la virole (1) de tourner autour de son axe (A).