Brevet FR3087868A1 — publié le 20200501

Description Titre de l'invention : Dispositif de raccordement de deux conduits d'une canalisation comportant un jeu de collerettes tronconiques et canalisation comprenant ledit dispositif de raccordement [0001] La présente demande se rapporte à un dispositif de raccordement de deux conduits d'une canalisation comportant un jeu de collerettes tronconiques ainsi qu'à une canalisation comprenant ledit dispositif de raccordement. [0002] Sur les figures 1 et 2, on a représenté une portion d'une canalisation 10 s prévue pour canaliser un fluide, comme un gaz chaud par exemple, qui comprend des premier et deuxième conduits 12.1 et 12.2 présentant des premier et deuxième axes de révolution Al2.1, Al2.2 ainsi qu'un dispositif de raccordement 14, 14' reliant les premier et deuxième conduits 12.1, 12.2. Le dispositif de raccordement 14, 14' est configuré pour permettre aux premier et 10 deuxième conduits 12.1, 12.2 de se translater l'un par rapport à l'autre selon une direction T approximativement parallèle aux premier et deuxième axes de révolution Al2.1, Al2.2 et/ou de pivoter l'un par rapport à l'autre selon des mouvements de rotation matérialisés par les doubles flèches R. [0003] Selon un premier mode de réalisation visible sur la figure 1, le dispositif de 15 raccordement 14 comprend un tronçon central 16 qui présente des soufflets et qui est prolongé à chacune de ses extrémités par des premier et deuxième tronçons d'extrémité cylindriques 18.1, 18.2 reliés respectivement aux premier et deuxième conduits 12.1, 12.2. Selon ce premier mode de réalisation, les premier et deuxième tronçons d'extrémité cylindriques 18.1, 18.2 et le tronçon central 16 20 sont réalisés d'un seul tenant, par exemple en acier inoxydable. Selon ce premier mode de réalisation, le tronçon central 16 comportant les soufflets assure la reprise des efforts entre les premier et deuxième conduits, ce qui peut s'avérer problématique. Les amplitudes des mouvements de rotation R et de translation T étant approximativement proportionnelles au nombre de soufflets, ce type de 25 dispositif de raccordement 14 a une masse relativement importante. [0004] Selon un deuxième mode de réalisation visible sur la figure 2, le dispositif de raccordement 14' comprend un tronçon central 20 présentant des soufflets, des 2 premier et deuxième tronçons d'extrémité cylindriques 22.1, 22.2 à chacune des extrémités du tronçon central 20, reliés respectivement aux premier et deuxième conduits 12.1, 12.2 ainsi qu'un système de guidage 24 reliant les premier et deuxième tronçons d'extrémité cylindriques 22.1, 22.2, positionné de manière concentrique et à l'extérieur du tronçon central 20. Ce système de guidage 24 permet de mieux contrôler les mouvements entre les premier et deuxième conduits 12.1, 12.2 par rapport au premier mode de réalisation et assure la reprise d'une partie des efforts entre les premier et deuxième conduits 12.1, 12.2. Selon ce deuxième mode de réalisation, le système de guidage 24 comprend un premier manchon 26.1 relié au premier tronçon d'extrémité cylindrique 22.1, un deuxième manchon 26.2 relié au deuxième tronçon d'extrémité cylindrique 22.2 positionné à l'intérieur du premier manchon 26.1, une bague 28 intercalée entre les premier et deuxième manchons 26.1, 26.2. Le premier manchon 26.1 et la bague 28 présentent des surfaces de contact cylindriques pour permettre au 15 premier manchon 26.1 et à la bague 28 de se translater l'un par rapport à l'autre selon la direction T. En complément, le deuxième manchon 26.2 et la bague 28 ont des surfaces de contact sphériques pour permettre au deuxième manchon 26.2 et à la bague 28 de pivoter l'un par rapport à l'autre selon les mouvements de rotation R. 20 [0005] Même si le dispositif de raccordement 14' selon le deuxième mode de réalisation permet un meilleur contrôle des mouvements relatifs entre les premier et deuxième conduits 12.1, 12.2, la présence du système de guidage 24 conduit à augmenter la masse du dispositif de raccordement 14' par rapport au dispositif de raccordement 14 du premier mode de réalisation. 25 [0006] La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur. [0007] A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de raccordement prévu pour relier des premier et deuxième conduits d'une canalisation, ledit dispositif de raccordement comportant une première partie, configurée pour être reliée au 30 premier conduit, ainsi qu'une deuxième partie configurée pour être reliée au deuxième conduit. 3 [0008] Selon l'invention, la première partie comprend une première collerette qui s'évase en direction de la deuxième partie en fonctionnement et qui présente une première surface de contact ; la deuxième partie comprend une deuxième surface de contact, qui s'évase dans une même direction que la première surface 5 de contact, configurée pour coopérer avec la première surface de contact, le dispositif de raccordement comprenant au moins un joint intercalé entre les première et deuxième parties et au moins une bride pour maintenir les première et deuxième surfaces de contact plaquées l'une contre l'autre tout en permettant un mouvement de glissement entre elles. [0009] Le dispositif de raccordement selon l'invention est compact et a une masse moins importante que les modes de réalisation de l'art antérieur pour des amplitudes de débattements analogues. [0010] Selon une autre caractéristique, la première surface de contact a une forme sphérique concave et la deuxième surface de contact a une forme sphérique convexe, les formes sphériques concave et convexe des première et deuxième surfaces de contact ayant sensiblement un même rayon. [0011] Selon une autre caractéristique, au moins l'une des première et deuxième surfaces de contact comprend un logement configuré pour loger le joint. [0012] Selon une autre caractéristique, la deuxième partie comprend des deuxième et troisième collerettes qui présentent une zone de jonction et qui forment une section transversale en U ou V, la deuxième collerette comportant la deuxième surface de contact. [0013] Selon une autre caractéristique, le logement est positionné sur la deuxième surface de contact, à proximité d'une première extrémité libre de la deuxième collerette. [0014] Selon une autre caractéristique, la première collerette présente une extrémité libre distante d'une deuxième extrémité de la deuxième collerette dans un état repos. [0015] Selon une autre caractéristique, l'extrémité libre de la première collerette est positionnée approximativement à équidistance du logement et de la deuxième extrémité de la deuxième collerette. 4 [0016] Selon une autre caractéristique, au moins l'une des première et deuxième surfaces de contact comprend un revêtement en matériau favorisant le glissement des première et deuxième surfaces de contact l'une contre l'autre. [0017] Selon un mode de réalisation, la première collerette comprend un revêtement s en matériau favorisant le glissement entre la première collerette et la bride. [0018] Selon une autre caractéristique, la bride comprend au moins un mors de serrage comportant une gorge qui présente un premier flanc configuré pour être en contact avec une surface externe de la première collerette et un deuxième flanc configuré pour être en contact avec une surface externe de la troisième 10 collerette, la gorge ayant une section telle qu'un serrage de la bride provoque un maintien des première et deuxième surfaces de contact plaquées l'une contre l'autre. [0019] Selon une autre caractéristique, la première partie comprend un premier conduit configuré pour relier la première collerette et un premier conduit et le 15 premier flanc est dimensionné de sorte que, dans un état repos, le premier flanc soit distant du premier conduit cylindrique. [0020] Selon une autre caractéristique, la zone de jonction des deuxième et troisième collerettes présente une surface externe sensiblement cylindrique et chaque mors de serrage comprend une portion centrale reliant les premier et 20 deuxième flancs qui présente une surface interne sensiblement cylindrique, configurée pour prendre appui contre la surface externe de la zone de jonction lorsque la bride est serrée en fonctionnement. [0021] Selon une configuration, le premier flanc du mors de serrage et la surface externe de la première collerette ont des formes sphériques concave et convexe 25 qui coopèrent. [0022] L'invention a également pour objet une canalisation d'un aéronef comprenant au moins un dispositif de raccordement selon l'une des caractéristiques précédentes. [0023] D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de 30 l'invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés parmi lesquels : 5 - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de raccordement qui illustre un premier mode de réalisation de l'art antérieur, - la figure 2 est une demi-coupe longitudinale et une demi-vue latérale d'un dispositif de raccordement qui illustre un deuxième mode de réalisation de l'art 5 antérieur, - la figure 3 est une vue latérale d'une canalisation équipée d'un dispositif de raccordement qui illustre un mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en perspective des différents éléments d'un dispositif de raccordement à l'état démonté qui illustre un mode de réalisation de l'invention, 10 - la figure 5 est une demi-coupe longitudinale d'un dispositif de raccordement à l'état monté qui illustre un mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une coupe transversale d'un joint qui illustre un mode de réalisation de l'invention, - la figure 7 est une demi-coupe longitudinale d'un dispositif de raccordement qui 15 illustre un mode de réalisation de l'invention à l'état repos-Ran-eléfer-n4é, - la figure 8A est une demi-coupe longitudinale d'un dispositif de raccordement qui illustre un mode de réalisation de l'invention à l'état désaxé, pivoté dans un premier sens, - la figure 8B est une demi-coupe longitudinale d'un dispositif de raccordement 20 qui illustre un mode de réalisation de l'invention à l'état désaxé, pivoté dans un deuxième sens, - la figure 9A est une vue de face d'une bride qui illustre un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 9B est une vue de face d'une bride qui illustre un deuxième mode de 25 réalisation de l'invention, et - la figure 9C est une vue de face d'une bride qui illustre un troisième mode de réalisation de l'invention. [0024] Sur la figure 3, on a représenté une canalisation 30 comprenant un premier conduit 32, un deuxième conduit 34 et au moins un dispositif de raccordement 36 30 reliant les premier et deuxième conduits 32, 34. 6 [0025] Les premier et deuxième conduits 32, 34 présentent des premier et deuxième axes de révolution A32, A34 ainsi que des première et deuxième extrémités 32.1 et 34.1 reliées au dispositif de raccordement 36. [0026] Selon une application, la canalisation 30 est configurée pour canaliser un s fluide chaud, comme par exemple de l'air chaud, dans un aéronef. Selon cette application, les premier et deuxième conduits sont métalliques et sont recouverts d'un isolant. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cette application. [0027] Pour la suite de la description, une direction longitudinale est parallèle au premier axe de révolution A32 du premier conduit 32. Une direction transversale 10 est perpendiculaire au premier axe de révolution A32 du premier conduit 32. Un plan longitudinal ou une surface longitudinale contient le premier axe de révolution A32 du premier conduit 32. [0028] Le dispositif de raccordement 36 est configuré pour assurer une continuité entre les premier et deuxième conduits 32, 34 ainsi que pour occuper un état 15 repos, comme illustré sur les figures 3, 5, 7, dans lequel les axes de révolution A32, A34 des premier et deuxième conduits 32, 34 sont sensiblement alignés, et des états désaxés, visibles sur les figures 8A et 8B, dans lesquels les premier et deuxième conduits 32, 34 se sont déplacés l'un par rapport à l'autre. [0029] Ainsi, selon un premier état désaxé visible sur la figure 8A, le premier conduit 20 32 a pivoté par rapport au deuxième conduit 34, selon un axe de rotation sensiblement perpendiculaire au deuxième axe de révolution A34, dans un premier sens R1. Selon un deuxième état désaxé visible sur la figure 8B, le premier conduit 32 a pivoté par rapport au deuxième conduit 34, selon un axe de rotation sensiblement perpendiculaire au deuxième axe de révolution A34, dans 25 un deuxième sens R2. [0030] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ces états désaxés, les premier et deuxième conduits pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre selon des mouvements de de rotation autour de tous les axes passant par un centre situé sur l'un des axes A32, A34 des premier et deuxième conduits 32, 34. 30 [0031] Le dispositif de raccordement 36 comprend une première partie 38 reliée au premier conduit 32, une deuxième partie 40, disjointe de la première partie 38, reliée au deuxième conduit 34, au moins un joint 42 intercalé entre les première 7 et deuxième parties 38, 40 ainsi qu'au moins une bride 44 assurant un maintien des première et deuxième parties 38, 40 plaquées l'une contre l'autre, les première et deuxième parties 38, 40 étant configurées pour permettre aux premier et deuxième conduits de passer d'un état repos à un état désaxé et 5 inversement. [0032] Selon un mode de réalisation visible sur la figure 5, la première partie 38 comprend une première collerette 46, approximativement tronconique, qui s'évase en direction de la deuxième partie 40 en fonctionnement, ainsi qu'un premier tronçon cylindrique 48 présentant une première extrémité 48.1 reliée au Zo premier conduit 32 et une deuxième extrémité 48.2 reliée à la première collerette 46. [0033] Le premier tronçon cylindrique 48 est relié au premier conduit 32 par tout moyen approprié, comme par exemple par soudage, le premier tronçon cylindrique 48 et le premier conduit 32 étant disposés bout-à-bout ou 15 emmanchés l'un dans l'autre. [0034] Selon un mode de réalisation visible sur la figure 5, la deuxième partie 40 comprend des deuxième et troisième collerettes 50, 52, approximativement tronconiques, formant une section transversale en U ou V s'évasant en direction du deuxième axe A34, ainsi qu'un deuxième tronçon cylindrique 54 présentant 20 une première extrémité 54.1 reliée au deuxième conduit 34 et une deuxième extrémité 54.2 reliée à la troisième collerette 52. [0035] La deuxième collerette 50 s'évase dans la même direction que la première collerette 46 et la troisième collerette 52 s'évase en direction de la deuxième collerette 50 et relie la deuxième collerette 50 et le deuxième tronçon cylindrique 25 54. [0036] Le deuxième tronçon cylindrique 54 est relié au deuxième conduit 34 par tout moyen approprié, comme par exemple par soudage, le deuxième tronçon cylindrique 54 et le deuxième conduit 34 étant disposés bout-à-bout ou emmanchés l'un dans l'autre. 30 [0037] Chacun des tronçons cylindriques 48, 54 et des première, deuxième et troisième collerettes 46, 50, 52 comprend une surface interne orientée vers le 8 premier ou deuxième axe de révolution A32 ou A34 et une surface externe opposée à la surface interne. [0038] A l'état repos, la première collerette 46 et le premier axe de révolution A32 forment sensiblement le même angle que la deuxième collerette 50 et le s deuxième axe de révolution A34. [0039] La première collerette 46 comprend une première surface de contact F46 configurée pour être plaquée contre une deuxième surface de contact F50 de la deuxième collerette 50. La première surface de contact F46 correspond à la surface interne de la première collerette 46 et la deuxième surface de contact 10 F50 correspond à la surface externe de la deuxième collerette 50. [0040] Selon une caractéristique, la première surface de contact F46 a une forme sphérique concave présentant un centre positionné approximativement sur le premier axe de révolution A32. En complément, la deuxième surface de contact F50 a une forme sphérique convexe présentant un centre positionné 15 approximativement sur le deuxième axe de révolution A34, les formes sphériques concave et convexe des première et deuxième surfaces de contact F46, F50 ayant sensiblement un même rayon R. [0041] Selon une autre caractéristique, au moins l'une des première et deuxième surfaces de contact F46, F50 comprend un logement 56 configuré pour loger le 20 joint 42. Selon une configuration, le logement 56 est prévu au niveau de la deuxième surface de contact F50. Selon un mode de réalisation, le joint 42 est un joint annulaire qui a une section transversale en C, comme illustré sur la figure 6. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cette forme de joint. [0042] Selon un mode de réalisation, les première et deuxième collerettes 46, 50 25 présentent respectivement des premières extrémités dites libres 46.1 et 50.1 et des deuxième extrémités 46.2 et 50.2 reliées respectivement au premier tronçon cylindrique 48 et à la troisième collerette 52. Selon une configuration, le logement 56 pour le joint 42 est prévu à proximité de l'extrémité libre 50.1 de la deuxième collerette 50. A l'état repos, la deuxième extrémité 46.2 de la première collerette 30 46 est positionnée approximativement au niveau de la première extrémité libre 50.1 de la deuxième collerette 50. La première extrémité libre 46.1 de la première collerette 46 est distante de la deuxième extrémité 50.2 de la deuxième collerette 9 50. Cette première extrémité libre 46.1 est positionnée approximativement à équidistance du logement 56 et de la deuxième extrémité 50.2 de la deuxième collerette 50, comme illustré sur la figure 7. Ainsi, la première partie 38 du dispositif de raccordement 36 peut pivoter par rapport à la deuxième partie 40 5 dans le premier sens R1 d'un angle -a par rapport à l'état repos et dans un deuxième sens R2 d'un angle +a par rapport à l'état repos. Dans tous les cas, la première collerette 46 doit toujours être en contact avec le joint 42 pour assurer une étanchéité satisfaisante et recouvrir le logement 56 prévu pour le joint 42. [0043] Au moins l'une des première et deuxième surfaces de contact F46, F50 Zo comprend un revêtement en matériau favorisant le glissement des première et deuxième surfaces de contact F46, F50 l'une contre l'autre. Selon un mode de réalisation, la première surface de contact F46 et/ou la deuxième surface de contact F50 comprend un revêtement en polytétrafluoroéthylène. [0044] Selon un mode de réalisation, la surface externe de la première collerette 46 15 comprend un revêtement en matériau favorisant le glissement entre la première collerette 46 et la bride 44, comme par exemple en polytétrafluoroéthylène. [0045] Selon une autre caractéristique, la bride 44 est configurée pour maintenir les première et deuxième surfaces de contact F46, F50 plaquées l'une contre l'autre sur toute la périphérie des première et deuxième parties 38, 40. 20 [0046] La bride 44 comprend au moins un mors de serrage 58 comportant une gorge qui présente un premier flanc 58.1 configuré pour être en contact avec la surface externe F46' de la première collerette 46 et un deuxième flanc 58.2 configuré pour être en contact avec la surface externe F52 de la troisième collerette 52, la gorge ayant une section telle qu'un serrage de la bride provoque un maintien des 25 première et deuxième surfaces de contact F46, F50 plaquées l'une contre l'autre. [0047] Selon une configuration, le premier flanc 58.1 du mors de serrage 58 et la surface externe F46' de la première collerette 46 ont des formes sphériques concave et convexe qui coopèrent. Le deuxième flanc 58.2 du mors de serrage 58 et la surface externe F52 de la troisième collerette 52 ont des formes 30 tronconiques qui coopèrent. [0048] Selon une autre caractéristique, les deuxième et troisième collerettes 50, 52 comprennent une zone de jonction 60 qui présente une surface externe F60 10 sensiblement cylindrique, coaxiale au deuxième axe de révolution A34. En complément, chaque mors de serrage 58 comprend une portion centrale 62, reliant les premier et deuxième flancs 58.1, 58.2, qui présente une surface interne F62 sensiblement cylindrique configurée pour prendre appui contre la 5 surface externe F60 de la zone de jonction 60 lorsque la bride 44 est serrée de manière à permettre un mouvement de glissement entre les première et deuxième surfaces de contact F46, F50 et donc un mouvement de pivotement entre les première et deuxième parties 38, 40. [0049] Le premier flanc 58.1 est dimensionné de sorte que, à l'état repos, il soit 10 distant du premier conduit cylindrique 48 pour permettre un mouvement de pivotement dans le deuxième sens R2, comme illustré sur la figure 8B. [0050] La première collerette 46 est dimensionnée de sorte que, à l'état repos, son extrémité libre 46.1 soit distante de la portion centrale 62 de la bride 44 pour permettre un mouvement de pivotement dans le deuxième sens R2, comme 15 illustré sur la figure 8B. [0051] Selon un premier mode de réalisation visible sur la figure 9A, la bride 44 comprend deux mors de serrage 58, 58' en demi-cercle, avec des pattes 64 à chacune de leurs extrémités, ainsi que des éléments de liaison 66 permettant de maintenir les pattes 64 plaquées les unes contre les autres pour que les deux 20 mors de serrage 58, 58' enserrent les première et troisième collerettes tronconiques 46, 52. [0052] Selon un deuxième mode de réalisation visible sur la figure 9B, la bride 44 comprend deux mors de serrage 58, 58' qui présentent des premières extrémités 68 reliées par une articulation 70 et des deuxièmes extrémités 72 reliées par une 25 vis de serrage 74. [0053] Selon un troisième mode de réalisation visible sur la figure 9C, la bride 44 comprend trois mors de serrage 58, 58', 58" répartis de manière régulière sur la périphérie des première et deuxième parties 38, 40 ainsi qu'un collier de serrage 76 configuré pour que les trois mors de serrage 58, 58', 58" enserrent les 30 première et troisième collerettes tronconiques 46, 52. [0054] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation pour la bride 44 et la deuxième partie 40. Quel que soit le mode de réalisation, la 11. deuxième partie comprend une surface de contact F50, approximativement tronconique, qui s'évase dans la même direction qu'une surface de contact F46 de la première collerette 46 de la première partie 38, les surfaces de contact F46 et F50 ayant des formes sphériques concave et convexe. En complément, la 5 bride 44, les première et deuxième parties 38, 40 sont configurées pour qu'en fonctionnement, les surfaces de contact F46 et F50 soient maintenues en contact l'une contre l'autre tout en permettant un mouvement de glissement entre les première et deuxième surfaces de contact F46, F50. Ainsi, le dispositif de raccordement permet d'obtenir une liaison de type rotule entre les premier et 10 deuxième conduits 32, 34. [0055] Selon l'invention, le glissement entre les première et deuxième collerettes 46, 50 permet d'obtenir un mouvement de rotation entre les premier et deuxième conduits 32, 34. [0056] Le dispositif de raccordement selon l'invention permet d'obtenir un dispositif 15 compact, avec une masse moins importante que les modes de réalisation de l'art antérieur, qui offre des débattements entre les premier et deuxième conduits sensiblement identiques à ceux des dispositifs de l'art antérieur. 12