Brevet FR2873184A1 — publié le 20060120

La présente invention a pour objet un raccord à bague monobloc à double sertissage plus particulièrement destiné à des applications dans le domaine de l'aéronautique. Un tel raccord doit pouvoir être utilisé aussi bien en basse 5 qu'en haute pression (jusqu'à 5000 psi). Les spécialistes ont déjà proposé de nombreux raccords axialement sertis pour la jonction de tubes métalliques ou en matériaux synthétiques dont l'étanchéité est assurée par une bague déformée par serrage pour s'incruster dans la paroi du tube à raccorder. De tels raccords sont, à titre d'exemple, décrits dans les documents FR 1 408 909, FR 1 224 852, US 6 108 895 ou encore EP 0 223 185. Plus précisément, ces raccords à bague comportent classiquement un corps de raccord pourvu d'un alésage conique d'angle stan- dardisé en règle générale égal à 24 suivi d'un alésage cylindrique destiné à centrer le tube à raccorder, ainsi qu'un écrou coopérant avec un filetage externe du corps de raccord pour sertir sur le tube à raccorder une bague (ou deux bagues) de serrage et d'étanchéité logée(s) à sa partie interne. L'objet de l'invention est d'améliorer les raccords à bague existants de sorte qu'ils soient parfaitement étanches dans une large plage de pression, et à exclure tout risque de démontage inopiné, ce quelle que soit la pression, ce qui est indispensable pour des applications dans le domaine de l'aéronautique. Un tel raccord à bague doit en outre être aussi peu onéreux que possible, donc ne comporter qu'un nombre limité de pièces et, en outre ne pas nécessiter un outillage sophistiqué pour son montage. L'invention a donc pour objet un raccord à bague monobloc à double sertissage pour tube métallique du type susmentionné de nature à satisfaire à ces impératifs. Selon l'invention, un tel raccord à bague est caractérisé en ce que la bague de serrage et d'étanchéité est constituée, dans le sens de serrage de l'écrou, d'une partie avant de forme essentiellement ellipsoïdale, d'une partie médiane de plus grand diamètre ainsi que d'une partie arrière. La partie avant de la bague est prise en sandwich entre l'alésage conique du corps de raccord et le tube à raccorder contre lequel elle s'applique pour former un ensemble étanche; elle définit un premier point de sertissage de ce tube par son extrémité. La partie médiane de la bague définit, d'une part à sa partie avant, un épaulement formant butée qui coopère avec la partie arrière du corps de raccord pour limiter la profondeur d'ancrage du premier point de sertissage et, d'autre part, à sa partie interne, une gorge conique ayant un plus grand diamètre du côté de l'avant de la bague. La partie arrière de la bague est, quant à elle, délimitée vers l'avant par une dent interne qui vient en appui contre le tube à raccorder pour définir un second point de sertissage de celui-ci ainsi que par un tronçon conique externe qui coopère avec un tronçon conique interne de l'écrou. Selon l'invention, la partie intérieure de la bague doit être choisie pour être compatible avec des tubes possédant différentes caractéristiques dimensionnelles. Compte tenu de la configuration susmentionnée, après mise en place de la bague et de l'écrou autour du tube à raccorder et de l'extrémité de ce tube dans l'alésage cylindrique du corps de raccord, le sertissage se déroule en deux étapes suite au vissage progressif de l'écrou sur le filetage externe du corps de raccord. Lors de la première étape, sous l'action de l'effort axial pro- voqué par le vissage de l'écrou, la partie avant de la bague, qui est prise en sandwich entre l'alésage conique du corps de raccord et le tube à raccorder tend à s'incruster dans ce tube et le déforme pour définir le premier point de sertissage ou point de sertissage avant. Cette déformation s'arrête lorsque l'épaulement de la partie 25 médiane de la bague vient en butée contre la partie arrière du corps de raccord. Par suite, la fonction première de cet épaulement est de limiter la profondeur d'ancrage du premier point de sertissage. Lors de la seconde étape, la poursuite du vissage entraîne une compression de la bague sous l'action de la contrainte exercée sur celle- ci par le tronçon conique de l'écrou, ce qui provoque un déplacement de matière et un affaissement du tronçon conique de la bague ainsi que de la zone arrière contiguë de la partie centrale de celle-ci. Cet affaissement est favorisé par la présence de 35 l'épaulement formant butée et par la conicité de la gorge qui a également pour fonction de contenir un éventuel gonflement du tube. La contrainte exercée par l'écrou sur la bague crée parallèlement un effort radial au niveau de la dent interne qui va ainsi s'incruster dans le tube pour définir le second point de sertissage de celui-ci ou point de sertissage arrière. Cette opération de sertissage peut être effectuée manuelle-ment soit directement sur le corps de raccord, soit sur un bloc possédant des caractéristiques dimensionnelles et mécaniques appropriées. Cette opération peut également être effectuée en utilisant un outillage de sertissage automatique de série. Une fois cette opération réalisée, on peut procéder au montage habituel sur le raccord. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, l'angle du tronçon conique interne de l'écrou est inférieur à l'angle du tronçon conique externe associé de la bague qui est, en règle générale, de l'ordre de 50 à 60 . Cette caractéristique présente le double avantage de dimi- nuer les frottements entre ces deux pièces et parallèlement de favoriser le sertissage arrière du tube en augmentant la composante radiale agissant directement sur la dent de la contrainte exercée sur la bague, suite au caractère essentiellement ponctuel du contact de celle-ci avec l'écrou. Selon l'invention, la partie arrière de la bague peut avanta- geusement se prolonger vers l'arrière par un segment cylindrique de faible diamètre s'appliquant contre la périphérie externe du tube à raccorder de façon à définir une jupe de guidage. La présence de cette jupe de guidage permet en outre de faciliter le positionnement de l'écrou et d'améliorer la tenue aux vibrations 25 de l'ensemble du raccord. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague est arrondie au niveau des deux points de sertissage (extrémités de la partie avant de forme ellipsoïdale et dent interne) de façon à éviter toute amorce de rupture sur le tube à raccorder. Selon l'invention, la bague peut avantageusement être réalisée en titane, ce qui lui permet d'être particulièrement légère mais d'avoir parallèlement une résistance à la rupture élevée. Une telle bague en titane peut se monter sur des tubes en un métal quelconque tel que titane, acier inoxydable, ... Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague est équipée d'un revêtement susceptible d'améliorer ses propriétés mécaniques et/ou électriques. A cet effet, on peut envisager d'équiper la bague d'un revêtement dur autolubrifiant permettant d'augmenter sa dureté superficielle par rapport au tube, de diminuer le coefficient de frottement ou encore d'augmenter la conductivité électrique, localement ou totalement. Il est à noter que lors de la mise en pression du raccord, tout gonflement du tube peut être absorbé par et contenu dans la gorge de la partie centrale de la bague. De plus, tout déboîtement du raccord est exclu quelle que soit la pression vu que compte tenu de sa géométrie plus le tube a tendance à se déboîter, plus la dent vient s'incruster profondément dans celui-ci. Les caractéristiques du raccord à bague à double sertissage qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du raccord à bague en position pré-assemblée (mise en butée des pièces par vissage à la main) ; - la figure 2 est une vue en demi coupe de la bague de serrage et d'étanchéité ; la figure 3 est une vue en coupe correspondant à la figure 1 mais représentant le raccord à bague à la fin de la première étape de sertis-sage; la figure 4 est une vue en coupe correspondant aux figures 1 et 3 mais représentant le raccord à bague à la fin de la seconde étape de sertis- sage. Il est à noter que sur les figures les dimensions des différents éléments constitutifs du raccord à bague ont été fortement exagérées. Selon la figure 1, le raccord à bague est constitué, outre le tube à raccorder 1 d'un corps de raccord creux 2 ayant un diamètre in-terne correspondant à celui de ce tube 1, d'un écrou 3 et d'une bague de serrage et d'étanchéité 4 logée à la partie interne de cet écrou 3. Le corps de raccord 2 est équipé à son extrémité arrière d'un filetage externe 5 coopérant avec le taraudage de l'écrou 3. Il est à noter que dans la suite de cet exposé, les termes avant et arrière doivent être considérés dans le sens A de serrage de l'écrou 3 sur le corps de raccord 2. Selon les figures 1, 3 et 4, le corps de raccord 2 est équipé à son extrémité arrière d'un alésage conique 6 suivi d'un alésage cylindrique 7 permettant de centrer le tube 1 à raccorder. Selon la figure 2, la bague 4 est subdivisée en trois parties à savoir une partie avant I, une partie médiane II et une partie arrière III. Selon les figures 1 et 2, la partie avant I a une forme essentiellement ellipsoïdale et est prise en sandwich entre l'alésage conique 6 du corps de raccord 2 et le tube à raccorder 1 contre lequel elle s'applique pour former un ensemble étanche. Comme il sera décrit plus en détail dans la suite de cet ex-posé, cette partie avant I comporte une extrémité arrondie 8 définissant un premier point de sertissage du tube 1 ou point de sertissage avant. La partie médiane II de la bague 4 a un diamètre supérieur à celui de la partie avant I de celle-ci et est limitée à sa partie avant par un épaulement formant butée 9 qui coopère avec la partie arrière 10 du corps de raccord 2 lors du vissage de l'écrou 3 sur celui-ci. La partie médiane II de la bague 4 comporte par ailleurs à sa partie interne une gorge conique 11 ayant un plus grand diamètre du côté avant. Une fonction de cette gorge consiste à permettre de contenir toute déformation du tube 1 au cours de son sertissage. La partie arrière III de la bague 4 est quant à elle délimitée vers l'avant par une dent interne 12 arrondie à son extrémité ainsi que par un tronçon conique externe 13 et se prolonge vers l'arrière par un segment cylindrique de faible diamètre 14 définissant une jupe de guidage. Comme il sera décrit plus en détail dans la suite de cet ex-posé, la dent interne 12 vient en appui contre le tube 1 et définit un second point de sertissage de celui-ci ou point de sertissage arrière. Selon la figure 1, le tronçon conique externe 13 de la bague 4 coopère avec un tronçon conique interne 15 de l'écrou 3 ayant un angle supérieur de façon à limiter les frottements en cours de vissage. Le sertissage de la bague 4 sur le tube 1 sera décrit ci-dessous en référence aux figures 3 et 4, en partant de la position assemblée représentée sur la figure 1. Selon la figure 3, la première étape de ce sertissage consiste à visser l'écrou 3 sur le filetage externe 5 du corps de raccord 2 jusqu'à ce que l'épaulement 9 vienne en butée contre la partie arrière 10 du corps de raccord 2. Lors de cette étape, l'extrémité arrondie 8 de la bague 4 dé-forme le tube 1 sous l'action de l'effort axial engendré par le vissage de l'écrou 3 pour définir le premier point de sertissage (point de sertissage avant). La profondeur d'ancrage de ce premier point de sertissage est limitée par la venue en butée de l'épaulement 9 contre la partie arrière 10 du corps de raccord 2. Selon la figure 4, la seconde étape du sertissage consiste à poursuivre le vissage de l'écrou 3 sur le filetage 5 du corps de raccord 2, 10 au- delà de cette position. Le tronçon conique 15 de l'écrou 3 exerce alors une contrainte sur le tronçon conique 13 de la bague 4 entraînant la compression de cette dernière et son affaissement dans la gorge conique 11. La composante radiale de cette contrainte s'exerce directe- ment au niveau de la dent 12 qui vient ainsi s'incruster dans le tube 1 pour définir le second point de sertissage ou point de sertissage arrière. REVENDICATIONS 1 ) Raccord à bague monobloc à double sertissage pour tube métallique comportant un corps de raccord (2) pourvu d'un alésage conique (6) d'angle standardisé suivi d'un alésage cylindrique (7) destiné à centrer le tube (1) à raccorder, ainsi qu'un écrou (3) coopérant avec un filetage ex-terne (5) du corps de raccord (2) pour sertir une bague de serrage et d'étanchéité (4) logée à sa partie interne sur le tube (1) à raccorder, caractérisé en ce que la bague de serrage et d'étanchéité (4) comporte, dans le sens (A) de ser-10 rage de l'écrou (3) : une partie avant (I) de forme essentiellement ellipsoïdale prise en sandwich entre l'alésage conique (6) du corps de raccord (2) et le tube (1) à raccorder contre lequel elle s'applique pour former un ensemble étanche, cette partie avant (I) définissant un premier point de sertis- sage de ce tube par son extrémité (8), une partie médiane (II) de plus grand diamètre définissant d'une part, à sa partie avant, un épaulement formant butée (9) coopérant avec la partie arrière (10) du corps de raccord (2) pour limiter la profondeur d'ancrage du premier point de sertissage, et d'autre part, à sa partie interne, une gorge conique (11) ayant un plus grand diamètre du côté de l'avant de la bague (4), et - une partie arrière (III) délimitée vers l'avant par une dent interne (12) venant en appui contre le tube (1) à raccorder pour définir un second point de sertissage de celui-ci ainsi que par un tronçon conique externe (13) coopérant avec un tronçon conique interne (15) de l'écrou (3) et se prolongeant de préférence vers l'arrière par un segment cylindrique (14) de faible diamètre s'appliquant contre la périphérie externe du tube (1) à raccorder de façon à définir une jupe de guidage. 2 ) Raccord à bague à double sertissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle du tronçon conique interne (15) de l'écrou (3) est inférieur à l'angle du tronçon conique externe (13) associé de la bague (4) de façon à diminuer les frottements entre ces deux pièces et favoriser la 2ème phase de sertissage. 3 ) Raccord à bague à double sertissage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la bague (4) est arrondie au niveau des deux points de sertissage de façon à éviter toute amorce de rupture sur le tube (1) à raccorder. 4 ) Raccord à bague à double sertissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bague (4) est en titane. 5 ) Raccord à bague à double sertissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bague (4) est équipée d'un revêtement dur autolubrifiant susceptible d'améliorer ses propriétés mécaniques et/ ou électriques.