Brevet FR2844026A1 — publié le 20040305

L'invention concerne un raccord étanche et démontable pour tuyau souple, par exemple pour gaz. Pour relier l'embout fileté d'un appareil de cuisson ou de chauffage à l'embout fileté d'une source de gaz, il est connu d'utiliser un tuyau souple 5 dont chacune des extrémités est munie d'un raccord démontable et étanche. En général, pour respecter les normes de sécurité, le tuyau souple est équipé en usine de ses deux raccords extrêmes, puis est soumis à des tests d'étanchéité. On connaît déjà par le brevet US 2 853 320 un dispositif de 10 raccordement dans lequel l'extrémité du tuyau est évasée de l'intérieur par un embout tronconique et est pincé contre la face conique extérieure de cet embout par l'arête d'une bague conique, ou par les arêtes de gradins formés à l'intérieur d'une bague conique se vissant sur l'embout. L'invention concerne plus particulièrement les raccords mettant en 15 oeuvre cette technique de pincement et comprenant: - un embout tubulaire axial muni d'une collerette porte joint extrême et présentant, extérieurement, et en partant de cette collerette, une portée cylindrique dont le diamètre a une plus grande valeur que celui du diamètre intérieur du tuyau, une rampe conique, une gorge et une portée cylindrique 20 extrême, - une bague présentant, en direction de l'extrémité du tuyau, une arête circulaire apte à pincer la matière du tuyau contre l'embout, - et, au moins, une douille entourant l'embout, I'extrémité du tuyau et la bague et présentant, à son extrémité libre, des moyens permettant sa 25 fixation par vissage sur un embout fileté et, près de son autre extrémité, un logement épaulé de réception et d'appui de la bague. Un tel raccord est, par exemple, décrit dans FR 2 769 350. Lors du montage de ce raccord, I'extrémité de l'embout est d'abord emmanchée dans la portée de grand diamètre de l'embout, puis la bague, qui est munie d'un 30 alésage intérieur épaulé dont la partie de plus grand diamètre est tournée vers la collerette de l'embout, est amenée sur l'embout de manière que l'arête de son épaulement vienne en concidence avec la rampe de cet embout. Ce mouvement de déplacement est effectué pendant que le tuyau est tiré longitudinalement pour réduire temporairement son épaisseur. De la sorte, 35 lorsque le tuyau est relâché, la mémoire élastique de sa matière permet à cette matière de se répartir dans l'espace annulaire ménagé entre la bague et l'embout, en ajoutant au serrage par expansion radiale, procuré par l'embout, les forces de réaction dirigées vers l'extérieur, à partir de l'embout, et vers l'intérieur, à partir de la bague. Avec cette technique, I'opération de montage est longue et une part 5 importante du pincement du tuyau est la conséquence de la mémoire élastique de sa matière, mémoire qui entraîne des problèmes lors des tests d'étanchéité. La présente invention a pour objet de fournir un raccord remédiant à ces inconvénients et dont la composition et la structure simplifient le montage et en réduit le temps. A cet effet, dans le dispositif de raccordement selon l'invention, la bague comporte un alésage cylindrique s'étendant sur toute sa longueur, formant deux arêtes de pincement antérieure et postérieure et ayant un diamètre D15 supérieur à celui extérieur DE du tuyau au repos, mais inférieur à ce diamètre DE quand le tuyau est à l'état expansé, tandis que, dans l'embout, 15 d'une part, la gorge coopérant avec la bague a une longueur inférieure à celle de l'alésage de cette bague et un diamètre de fond de gorge supérieur au diamètre intérieur du tuyau au repos, et, d'autre part, la portée cylindrique extrême a un diamètre supérieur à ce diamètre de fond de gorge et au diamètre intérieur du tuyau au repos, afin que le pincement du tuyau effectué 20 par engagement de l'embout dans le tuyau, entouré sans contact par la bague, soit assuré, à la fois, a) par expansion radiale du tuyau, sur toute la longueur recevant l'embout, b) par compression radiale par la bague, en réaction à l'expansion radiale du tuyau sur la gorge de l'embout, et c) par calage longitudinal des arêtes opposées de la bague dans les déformations du tuyau 25 formées de part et d'autre de la gorge de l'embout. Avec ces conditions de pincement, le tuyau est parfaitement maintenu sur l'embout et avec l'ensemble du dispositif de raccordement. Ce dispositif est auto coinçant puisque, si le tuyau est soumis à une traction vers l'arrière, la butée de la bague contre l'épaulement de la douille cale en 30 translation cette bague et force son arête antérieure à pénétrer davantage dans la partie du tuyau déformée par la rampe, partie amenée contre elle par la traction sur le tuyau. Dans une forme d'exécution de l'invention, la bague comporte des languettes antérieures périphériques, radiales et élastiquement déformables, 35 tandis que la douille comprend, devant le logement épaulé postérieur pour la bague, un chambrage dont le diamètre intérieur est au moins égal à celui extérieur des languettes de la bague, et, dans un épaulement antérieur d'appui pour la collerette de l'embout, un alésage dont le diamètre est supérieur au diamètre extérieur de la bague mais inférieur à celui extérieur des languettes de cette bague, cet alésage formant en amont du chambrage un collet forçant 5 d'abord les languettes à se replier, avant qu'elles se redressent élastiquement dans le chambrage, puis formant organe de retenue de celles-ci dans le chambrage. Cet agencement présente l'avantage de faciliter l'assemblage de la douille avec le reste du dispositif, tout en permettant un déplacement relatif de 10 la douille par rapport à l'ensemble embout-tuyau et bague. Avantageusement, la course longitudinale de la bague dans le chambrage de la douille est supérieure à la longueur de la partie filetée antérieure de ladite douille. Ainsi, pour accéder au joint disposé en avant de la collerette de 15 I'embout, il est très facile de faire reculer la douille sur la course tolérée par son chambrage interne, afin d'amener la portée de joint hors de la zone filetée de la douille. L'invention concerne également le procédé pour assembler les composants du dispositif de raccordement sur l'extrémité d'un tuyau souple. 20 Ce procédé consiste: - à disposer l'extrémité du tuyau dans un montage maintenant le tuyau hors de sa zone devant recevoir un embout, - à positionner et maintenir la bague disposée autour de l'extrémité du tuyau, de manière qu'elle soit sensiblement coaxiale à ce tuyau et que son 25 arête antérieure soit sur la partie du tuyau venant au-dessus de la gorge de l'embout, en avant et à une distance du pied de la rampe de l'embout, de l'ordre de 0,5 à I millimètre, - à emmancher l'embout dans le tuyau jusqu'au contact de la face en bout de ce tuyau contre la face arrière de la collerette de l'embout, - et, après enlèvement hors des montages de maintien de l'ensemble ainsi obtenu, à amener la douille sur cet ensemble jusqu'à encliquetage des languettes élastiques dans le chambrage de la douille. De préférence, le procédé consiste, avant emmanchement de l'embout, à positionner la bague par rapport à la face en bout du tuyau de 35 manière que, après emmanchement de l'embout, la distance entre la face postérieure de cette bague et la face postérieure de la collerette de cet embout, soit supérieure de 0,2 à 0,6 millimètre à la distance entre les faces de la douille contre lesquelles lesdites faces postérieures, respectivement de la bague et de l'embout, doivent venir en appui. Lorsque la douille est mise en place sur l'ensemble obtenu après 5 emmanchement, ledit ensemble n'occupe pas sa position définitive, puisque, si la bague est en butée contre l'épaulement de la douille, la collerette de l'embout est espacé par un jeu de la face d'appui de son épaulement. Lorsque la douille est vissée sur l'embout fileté d'un appareil de cuisson ou d'une source de gaz, l'effort de serrage du joint, interposé entre l'embout fileté et l'embout 10 tubulaire du dispositif de raccordement, tend à engager cet embout tubulaire dans le tuyau, jusqu'au contact de la collerette de cet embout sur sa portée d'appui sur la douille. Ce mouvement provoque un déplacement relatif de la bague et de la partie de tuyau pincée sur l'embout et augmente l'engagement de l'arête avant de la bague dans le tuyau, sensiblement au début de 15 l'évasement de ce dernier par la rampe, et augmente donc le coincement du tuyau. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant une forme d'exécution du dispositif de raccordement. Figure 1 est une vue en coupe longitudinale montrant chacun des éléments du dispositif, Figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble obtenu après emmanchement de l'embout dans le tuyau lorsque cet ensemble est sur son montage d'assemblage, Figure 3 est une vue longitudinale de l'ensemble de figure 2 lorsqu'il est assemblé avec la douille et avant sa mise en place sur un embout fileté. Ce dispositif est destiné à coopérer avec un tuyau 1 réalisé en matière souple et élastiquement déformable, par exemple en élastomère. A 30 titre d'exemple, le diamètre intérieur Dl du tuyau est de 6 millimètres, tandis que son diamètre extérieur DE est de 12 millimètres. Comme montré en détails à la figure 1, le dispositif de raccordement est composé d'un embout tubulaire axial 2, d'une bague 3, et d'une douille 4, réalisée en matière plastique ou en métal. L'embout tubulaire 2 est traversé par un canal longitudinal 5 et comprend, en partant de son extrémité qui est antérieure quand le raccord est monté, une portée 6 de centrage d'un joint 11 (figure3), une collerette 7 d'appui du joint, une portée cylindrique 8, une zone crantée 9, une rampe 10, une gorge 12 et une portée cylindrique extrême 13, précédée par un chanfrein d'engagement 14. Dans cet embout 2, toutes les portées cylindriques et 5 crantées destinées à coopérer avec le tuyau 1, ont des diamètres D8, D1 2 et D13 qui sont supérieures au diamètre intérieur DI du tuyau, et, par exemple, ont respectivement des valeurs de 11,2 millimètres, 7,5 millimètres et 10 millimètres. Les crans 9 sont réalisés dans une portée de diamètre D8, tandis que la rampe tronconique 10 va du diamètre D8 au diamètre D12 de la 10 gorge 12. La bague 3 comporte un alésage cylindrique 15 qui délimite, d'une part et avec une face diamétrale antérieure16a, tournée vers l'extrémité du tuyau et du raccord, l'arête de pincement antérieure 1 7a et, d'autre part et avec la face diamétrale postérieure 16b, une arête postérieure 17b. L'alésage 15 15 s'étend sur une longueur L15 qui est supérieur à la longueur L12 de la gorge 12 de l'embout tubulaire 2. La longueur L15 est déterminée de manière que, après emmanchement de l'embout, les pressions des parties déformées du tuyau sur les arêtes 17a et 17b positionnent longitudinalement la bague 3 par rapport à 20 la gorge 12 avec engagement de chacune de ces arêtes dans les parties déformées la et 1 b du tuyau bordant cette gorge. La bague 3 comporte, sur la périphérie de sa face diamétrale 16a, des languettes 18 qui, débordant vers l'avant et vers l'extérieur, sont élastiquement déformables. L'encombrement diamétral de ces languettes est 25 défini par le diamètre D18 qui est supérieur au diamètre extérieur D3 de la bague 3. Enfin, le diamètre intérieur D15, de l'alésage 15 de cette bague, est supérieur au diamètre extérieur DE du tuyau au repos, mais inférieur au diamètre pris par ce tuyau lorsqu'il est expansé par la gorge, et, par exemple, est de l'ordre de 13 millimètres pour un tuyau en élastomère ayant un diamètre 30 DE de 12 millimètres. La valeur de ce diamètre D15 est ajustée par des essais en fonction des caractéristiques viscoélastiques de la matière du tuyau. La douille 4 présente, en partant de son extrémité libre antérieure: - un alésage fileté 20, aux pas et dimensions du filetage équipant l'embout fileté devant recevoir le dispositif de raccordement, - un alésage épaulé 22 dont le diamètre D22 est égal, au jeu fonctionnel près, au diamètre D7 de la collerette 7 de l'embout, - un alésage 23 de diamètre D23 supérieur au diamètre D3 de la bague, mais inférieur au diamètre D18 des languettes et à celui D7 de la collerette 3, et formant un collet 21, - un chambrage 24 de diamètre D24 supérieur à celui D23 et au moins égal au diamètre D18 des languettes 18 de la bague, - un alésage épaulé 25 dont le diamètre D25 a une valeur inférieure à celle de D24 et égale, au jeu fonctionnel près, au diamètre D3 de la bague 3, - et un alésage 26 dont le diamètre D26 est déterminé pour ne pas venir en contact avec la déformation du tuyau qu'il contient. Par exemple pour un tuyau 10 de 12 millimètres, D26 est de l'ordre de 15 millimètres. L'assemblage de ces différents éléments est assuré suivant un procédé qui consiste, comme illustré par la figure 2, à positionner l'extrémité du tuyau 1 dans un montage 30 composé, par exemple, de mâchoires opposées et disposées hors de la zone du tuyau participant à l'emmanchement. La bague 15 3 est positionnée sur le tuyau 1, de manière à être coaxiale à lui et à l'entourer sans contact, mais aussi, et comme montré à la figure 1, de manière à être à une distance L1 de la face en bout de ce tuyau. Ce positionnement de la bague 3 est assuré par un montage 32 qui, comme montré à la figure 2, est composé de deux mâchoires opposées assurant également le calage en translation vers 20 lI'arrière de la bague. La distance L1 est déterminée par des essais et de manière que, après emmanchement, d'une part, la distance LM (figure2) entre la face arrière 3a de la bague 3 et la face arrière 7a de la collerette 7 soit supérieure de l'ordre de 0,2 et 0,6 millimètre à la distance LD (figurel) entre les épaulements, 25 respectivement 25a et 22a, contre lesquelles les faces 3a et 7a doivent venir en appui lorsque le raccord est monté, et que d'autre part, l'arête de pincement antérieure 17a soit à une distance S du pied 10a de la rampe 10, et en avant du pied, cette distance S étant comprise entre 0,5 et 1 millimètre. Après que l'embout 2 ait été fixé à l'extrémité d'un piston 30 d'engagement 33, ce piston est déplacé dans le sens de la flèche 34 (figure 2) pour emmancher de force l'embout dans le tuyau 1 jusqu'au contact de la face 7a de la collerette contre la face en bout du tuyau. Durant cet emmanchement, I'expansion de la matière du tuyau autour de la gorge 12 de l'embout amène cette matière contre l'alésage 15 de 35 la bague, tandis que l'expansion évasée la, provoquée sur le tuyau par la rampe 10, et celle lb, provoquée par la portée 13, viennent, respectivement, au contact des arêtes 17a et 17b et assurent avec cellesci le positionnement longitudinal et le calage de la bague sur les bords de la gorge formée dans le tuyau. Après enlèvement, hors des montages 30 et 32, de l'ensemble 5 ainsi obtenu, la douille correspondante 4, qui avait été préalablement installée sur le tuyau, est avancée sur cet ensemble jusqu'au contact du collet 21 contre les languettes 18. Un effort plus important permet de déformer les languettes vers l'intérieur de la douille afin qu'elles glissent dans l'alésage 23 de celle-ci et reprennent élastiquement leur forme initiale, en entrant dans le 10 chambrage 24. A partir de là, le collet 21 forme organe de retenue des languettes 18 dans le chambrage 24 et solidarise la douille 4 avec le reste du raccord. La douille 4 est ensuite poussée jusqu'au contact de son épaulement 25a contre la face arrière 16b de la bague 3. Dans cette position, 15 montrée à la figure 3, la face arrière 7a de la collerette 7 est séparée de sa face d'appui 22a par un jeu J correspondant à la différence entre les longueurs LM et LD, définies précédemment. En fin de vissage de la douille 4 sur un embout fileté, non représenté, la réaction de serrage du joint 11, entre la collerette 7 et la face 20 complémentaire de l'embout fileté, communique à cet embout un effort longitudinal qui, dans le sens de la flèche 35 de figure 3, tend à pousser le tuyau 1 contre la bague 3, tandis que la bague 3 est elle-même déplacée dans le sens de la flèche 36, par le vissage de la douille 4 sur l'embout fileté. Il résulte de cela que l'arête de pincement 17a de la bague 3, qui est déjà 25 engagée dans l'évasement la du tuyau, a tendance à pénétrer davantage dans cet évasement conique, en améliorant ainsi l'ancrage du tuyau avec le raccord. La figure 3 montre bien que le tuyau est maintenu: - par l'expansion radiale, qui lui est communiquée par la portée cylindrique 8, - par les crans de la zone crantée 9, - par l'expansion radiale qui lui est communiquée par la gorge 12 et par la portée 13, mais aussi par l'effort radial de l'extérieur vers l'intérieur communiqué par la bague 3, en réaction à l'expansion radiale du tuyau, - et enfin, longitudinalement, par engagement des arêtes 17a et 17b, respectivement dans les évasements 1 a et 1 b. Il ressort de ce qui précède que le dispositif de raccordement selon l'invention, bien que ne faisant appel qu'à trois éléments s'assemblant par des moyens simples et de manière rapide, assure un excellent pincement du tuyau garantissant la conservation de l'étanchéité dans le temps. Ce dispositif présente un avantage complémentaire important qui est son caractère auto coinçant En effet, si une traction est exercée sur le 5 tuyau 1 dans le sens de la flèche 35 de figure 3, ce déplacement tend à faire reculer la partie de tuyau en expansion radiale sur la rampe conique 10 et, en conséquence, à favoriser l'engagement de cette partie dans l'arête antérieure 17a de la bague 3, maintenue dans l'alésage épaulé 25 de la douille 4 et positionnée par son appui contre la face 25a de ce dernier. Enfin, et il s'agit là d'un autre avantage important, si la longueur du chambrage 24 procure, aux languettes 18, une course de débattement longitudinal supérieure à la longueur de l'alésage fileté 20, ce qui est le cas dans la forme d'exécution représentée aux figures, il est possible de faire reculer la douille écrou 4 par rapport à l'ensemble embout-tuyaubague, de 15 manière que l'extrémité antérieure de cette douille soit derrière la collerette 7, ce qui facilite grandement le changement du joint 11, changement bien souvent impossible dans les raccords actuels. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le raccordement démontable et étanche d'un tuyau souple 1, par exemple pour le gaz, comprenant: - un embout tubulaire axial (2) muni d'une collerette porte joint (7) et présentant, extérieurement et en partant de cette collerette, une portée cylindrique (8) dont le diamètre D8 a une plus grande valeur que celui du diamètre intérieur Dl du tuyau (1), une rampe conique (10), une gorge (12) et une portée cylindrique extrême (13), - une bague (3) présentant, en direction de l'extrémité du tuyau (1), une arête circulaire (17a) apte à pincer la matière du tuyau contre la rampe (10) de l'embout, - et, au moins, une douille (4) entourant l'embout (2), l'extrémité du tuyau (1) et la bague (3) et présentant, à une extrémité, des moyens 15 permettant sa fixation par vissage sur un embout fileté et, près de son autre extrémité, un logement épaulé (25) de réception et d'appui de la bague (3), caractérisé en ce que la bague (3) comporte un alésage cylindrique (15) s'étendant sur toute sa longueur, formant deux arêtes de pincement antérieure et postérieure (17a et 17b) et ayant un diamètre D15 supérieur à celui extérieur 20 DE du tuyau (1) au repos, mais inférieur à ce diamètre DE quand le tuyau est à l'état expansé, tandis que, dans l'embout (2), d'une part, la gorge (12) a une longueur L12 supérieure à celle L15 de l'alésage (15) de la bague (3) et un diamètre de fond de gorge D12 supérieur au diamètre intérieur Dl du tuyau au repos, et, d'autre part, la portée cylindrique extrême (13) a un diamètre D13 25 supérieur à ce diamètre de fond de gorge D12 et au diamètre intérieur Dl du tuyau au repos, afin que le pincement du tuyau, effectué par engagement de l'embout (2) dans le tuyau (1), entouré sans contact par la bague (3), soit assuré à la fois a) par expansion radiale du tuyau sur toute sa longueur recevant l'embout (2), b) par compression radiale par la bague (3), en réaction 30 à l'expansion radiale du tuyau (1) sur la gorge (12) de l'embout, et c) par calage longitudinal des arêtes opposées (17a et 17b) de la bague (3) dans les déformations (la et lb) formées par le tuyau de part et d'autre de la gorge de l'embout. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la 35 bague (3) comporte des languettes antérieures périphériques (18), radiales et élastiquement déformables, tandis que la douille (4) comprend, devant le logement épaulé postérieur (25) pour la bague (3), un chambrage (24) dont le diamètre intérieur D24 est au moins égal à celui extérieur D18 des languettes (18) de la bague, et, dans un épaulement antérieur (22) d'appui pour la collerette (7) de l'embout, un alésage (23) dont le diamètre D23 est supérieur 5 au diamètre extérieur D3 de la bague mais inférieur à celui extérieur D18 des languettes 18 de cette bague, cet alésage (23) formant, devant le chambrage (24), un collet (21) forçant d'abord les languettes (18) à se replier, avant qu'elles se redressent élastiquement dans le chambrage (24), puis formant organe de retenue de celles-ci dans le chambrage. 3. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la course longitudinale des languettes (18) dans le chambrage (24) de la douille (4) est supérieure à la longueur de la partie filetée antérieure (20) de ladite douille. 4. Procédé pour assembler un raccord selon l'ensemble des 15 revendications 1 et 2 sur l'extrémité d'un tuyau souple (1), caractérisé en ce qu'il consiste: - à disposer l'extrémité du tuyau (1) dans un montage (30) le maintenant, ce montage étant disposé hors de la zone du tuyau devant recevoir un embout (2), - à positionner et maintenir par un montage (32) la bague (3) disposée autour de l'extrémité du tuyau, de manière qu'elle soit sensiblement coaxiale à ce tuyau et que son arête antérieure (17a) soit sur la partie du tuyau venant au-dessus de la gorge (12) de l'embout 3, en avant et à une distance S du pied (10a) de la rampe (10) de l'embout, cette distance ayant une valeur de 25 I'ordre de 0,5 à 1 millimètre, - à emmancher l'embout (2) dans le tuyau (1), jusqu'au contact de la face en bout de ce tuyau contre la face arrière (7a) de la collerette (7) de l'embout, - et, après enlèvement hors des montages de maintien (30, 32) de 30 I'ensemble ainsi obtenu, à amener la douille (4) sur cet ensemble jusqu'à encliquetage des languettes élastiques (18) dans le chambrage (24) de la douille. 5. Procédé d'assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste, avant emmanchement de l'embout (2) dans le tuyau (1), à 35 positionner la bague (3) et son montage (32) par rapport à la face en bout du tuyau de manière que, après emmanchement de l'embout, la distance LM entre il la face postérieure (16b) de cette bague (3) et la face postérieure (7a) de la collerette (7) de cet embout, soit supérieure de 0,2 à 0,6 millimètre à la distance LD entre les faces (23a, 25a) de la douille contre lesquelles lesdites faces postérieures (16b et 7a), respectivement de la bague (3) et de l'embout (2), doivent venir en appui.