FR2550312A1

FR2550312A1 - Raccord pour tubes

Info

Publication number: FR2550312A1
Application number: FR8412149A
Authority: FR
Original assignee: RIDENOUR RALPH
Current assignee: RIDENOUR RALPH
Priority date: 1983-08-01
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1985-02-08
Also published as: AU575841B2; GB2144192B; SE458949B; CA1251238A; GB2144192A; AU3115484A; DE3428260A1; US4585255A; SE8403910L; FR2550312B1; DE3428260C2; JPS6057089A; SE8403910D0; GB8418501D0

Abstract

RACCORD POUR TUBES. L'INVENTION CONCERNE UN RACCORD POUR TUBES COMPORTANT SEULEMENT UN CORPS 11A ET UN ELEMENT FILETE 12, CET ELEMENT FILETE ETANT USUELLEMENT UN ECROU VENANT SE PLACER SUR UN MANCHON EXTERIEUR 29 ET UN MANCHON INTERIEUR SOLIDAIRES DU CORPS 11A, CES DEUX MANCHONS DEFINISSANT ENTRE EUX UNE RAINURE ANNULAIRE DESTINEE A RECEVOIR L'EXTREMITE DU TUBE 21; LORS DU SERRAGE DE L'ECROU SUR LE CORPS, UNE SURFACE FORMANT CAME 41 COOPERE AVEC UNE SURFACE FORMANT TOUCHEAU 42 DE MANIERE A FORMER DES RENFLEMENTS 53, 54, 55 SUR LES MANCHONS EXTERIEUR ET INTERIEUR ET SUR LE TUBE EMPRISONNE ENTRE EUX, CE QUI PROVOQUE LE VERROUILLAGE DU RACCORD AVEC LE TUBE ET CE QUI ETABLIT UN JOINT ETANCHE EN TROIS ENDROITS DIFFERENTS, A SAVOIR LA PAROI INTERIEURE ET LA PAROI EXTERIEURE DU TUBE ET L'EXTREMITE DE CE DERNIER CONTRE LE FOND 36 DE LA RAINURE.

Description

La présente invention concerne un raccord pour

tubes de grande puissance.

Des raccords destinés à être reliés à une extrémité évasée d'un tube ont souvent été réalisés sous la forme 5 d'un montage en deux parties se composant d'un corps et d'un écrou Cependant cela nécessite un évasement de l'extrémité du tube et, dans de nombreux cas, cela est incommode ou difficile En conséquence, on a également essayé de fixer un tube droit ou un tube non évasé sur un raccord et on a utilisé des raccords en deux parties, comme dans le brevet US n 927 388, ou bien on a opéré sur des tubes de petits diamètres, comme dans le brevet US n 3 375 026 Les raccords tubulaires en trois parties pour des tubes non évasés sont plus courants, notamment ceux 15 décrits dans les brevets US n 3 025 086; 3 454 290; 3 834 743; et 4 162 802 Egalement, la "Weatherhead Company" a mis au point un raccord tubulaire sans évasement en trois parties dans sa Série 2600 de raccords tubulaires Des raccords tubulaires en quatre parties ont également été 20 décrits par exemple dans les brevets US n 3 493 250 et

3 685 860.

Ces raccords tubulaires ont été utilisés avec des degrés différents de satisfaction, usuellement pour des pressions faibles et moyennes, du fait qu'aux pressions

élevées il a été difficile de faire en sorte en toute certitude que le tube ne soit pas éjecté du raccord tubulaire.

Dans des appareils de conditionnement d'air, de réfrigération et à pompe à chaleur qui sont des appareils stationnaires, il se pose encore le problème de la vibration 30 et il est souhaitable d'assurer l'étanchéité du réfrigérant sans aucune fuite Dans un tel cas, la laison typique pour un tube à réfrigérant a consisté à utiliser une certaine forme de joint hermétique à la place d'un joint d'accouplement fileté De tels joints hermétiques font intervenir 35 un soudo-brasage sous atmosphère gazeuse inerte ou un brasage à l'argent au lieu de se baser sur un accouplement fileté qui pourait devenir défaillant au bout d'une longue période de service et qui nécessiterait une opération d'entretien, qui est usuellement assez coûteuse pour le fabricant ou l'installateur La vibration assez légère provoquée par la marche d'un compresseur pourrait créer une fatigue du métal et une rupture des raccords filetés; en conséquence,

ceux-ci ont généralement été évités.

Un système de conditionnement d'air pour automobiles pose des problèmes supplémentaires pour essayer d'obtenir une liaison tubulaire exempte de fuites, notam10 ment: la large plage de températures comprise entre 20 C et + 40 C sous le pavillon d'une automobile moderne; la vibration du moteur de l'automobile; les chocs exercés par la route quand l'automobile passe dans des trous du revêtement routier, etc. Un appareil de conditionnement d'air cryogène utilisé dans des applications industrielles et médicales crée éventuellement des conditions ambiantes encore plus défavorables, avec des températures variant largement depuis la température ambiante ordinaire de 20 C jusqu'à 50 CG 20 ou même 70 C, en même temps que la vibration produite par le compresseur Il en résulte que dans de telles applications concernant les automobiles et les systèmes de conditionnement d'air cryogène, on a presque universellement admis en pratique qu'il fallait utiliser une certaine forme 25 de joint hermétique sur les raccords tubulaires au lieu

de se baser sur toute forme de raccord fileté.

Néanmoins, il s'est produit des incidents dans ce domaine, lorsqu'on a fait réparer par un opérateur d'entretien un joint défectueux sans qu'il ait accès à un 30 équipement de production tel que celui se trouvant dans une ligne de fabrication habituelle, par exemple sans bénéficier d'un équipement de brasage sous atmosphère gazeuse inerte. Une difficulté rencontrée avec les raccords de flexibles en deux parties qui sont décrits dans le brevet US 927 388 a consisté en ce que le manchon extérieur a été fendu longitudinalement pour permettre au manchon d'être comprimé radialement vers l'intérieur, et en conséquence celui réduit effectivement de moitié la longueur du trajet de fuitemais, alors que cela pourrait être satisfaisant pour un flexible à basse pression, il en résulte un inconvé5 nient pour un raccord tubulaire à haute pression Le raccord tubulaire en deux parties de l'art antérieur connu d'après le brevet US 3 375 026 a été seulement utilisé avec des tubes de très petit diamètre, par exemple d'un diamètre extérieur de 1,6 mm, et la force nécessaire pour faire déplacer longi10 tudinalement le manchon de compression serait extrêmement élevée pour des tubes de grandes dimensions Egalement un tel raccord serait affecté, en cas de vibrations, par un

desserrage dudit manchon de compression.

La difficulté rencontrée avec les raccords tubu15 laires en trois pièces utilisant un manchon externe séparé a consisté en ce que, lors de la rotation de l'écrou, le frottement engendré entre le manchon extérieur et l'écrou a tendance à faire tourner le manchon, qui a lui-même tendance à tordre le tube et, si le tube est formé d'une matière 20 relativement molle, le tube peut être obturé par torsion avant qu'un joint parfaitement étanche soit établi En outre, avec un tube en aluminium, un petit encochage, comme un encochage annulaire formé autour du tube, affaiblit le tube suffisamment pour qu'une vibration ultérieure provoque une

fatigue du métal et une rupture du tube à l'endroit de cette encoche annulaire.

Les raccords tubulaires en quatre parties de l'art antérieur ont été conçus pour être utilisés avec des tubes en matière plastique, qui ont une faible résistance à la 30 compression dans une direction orientée radialement vers l'intérieur et qui nécessite l'insertion d'un manchon intérieur, ce qui crée une jonction supplémentaire o une fuite

peut se produire, au lieu de réduire au minimum les emplacements susceptibles d'être affectés par les fuites.

Le problème à résoudre consiste par conséquent à réaliser dans un raccord tubulaire sans évasement une liaison filetée qui puisse être commodément établie sur le

255031 Z

chantier en utilisant des outils simples, comme des clés à extrémités ouvertes, tout en créant un joint étanche résistant à une grande pression fluidique jusqu'à la résistance d'éclatement du tube et en résistant également à de grands chocs thermiques, à de fortes vibrations et à

de grands chocs physiques.

Ce problème est résolu au moyen d'un raccord tubulaire se composant seulement de deux éléments: un corps at un élément fileté; des filetages prévus sur ledit corps et ledit élément fileté et venant se visser l'un dans l'autre, ledit corps comportant une ouverture de passage de fluide sous pression, un manchon intérieur unitaire et un manchon extérieur unitaire prévus sur ledit corps et entourant chacun sensiblement coaxialement ladite ouverture et définissant entre eux une rainure annulaire de réception de tube métallique s'étendant dans ledit corps à partir d'une première extrémité de celui-ci, ledit élément fileté étant adapté pour comporter une surface intérieure annulaire venant se placer sur le manchon extérieur dudit corps et pour comporter 20 une première extrémité adjacente à ladite première extrémité dudit corps dans la condition d'assemblage, une surface annulaire de came sur la surface intérieure dudit élément fileté diminuant de section en direction de ladite première extrémité dudit élément fileté, une surface annulaire extérieure, formant toucheau de came, dudit manchon extérieur dudit corps diminuant jusqu'à un diamètre plus petit en direction de ladite première extrémité dudit corps, de manière que, lorsqu'un tube est mis en place dans ladite rainure annulaire, l'élément fileté puisse être serré sur le corps de façon à faire coopérer la surface de came avec la surface formant toucheau et de manière que le manchon extérieur unitaire soit écrasé vers l'intérieur sur la surface extérieure du

tube pour former un joint étanche à une pression fluidique, d'au moins plusieurs atmosphères, s'exerçant entre le corps 35 et le tube.

Ce problème est en outre résolu au moyen d'un raccord tubulaire comportant un corps pourvu d'un filetage sur lequel peut être vissé un élément fileté, un manchon intérieur et un manchon extérieur prévus sur ledit corps et définissant entre eux une rainure annulaire destinée à recevoir l'extrémité d'un tube métallique, une came formée sur l'élément fileté et un toucheau de came formé sur le manchon extérieur et pouvant être comprimé radialement vers l'intérieur par la came pour s'appliquer contre la surface extérieure du tube en vue de créer un joint étanche aux fluides, ledit manchon intérieur et ledit manchon extérieur 10 étant solidarisés dudit corps pour établir un long trajet de fuite de fluide, et ladite came et ledit toucheau de came exécutant une rotation relative en cours de serrage par vissage de l'élément fileté avec absence de rotation entre

le tube et les manchons intérieur et extérieur.

Le problème est en outre résolu par le procédé d'établissement d'un joint étanche aux fluides dans un raccord tubulaire comportant seulement un corps et un élément fileté relié à celui-ci, le corps comportant des manchons unitaires intérieur et extérieur définissant entre eux une 20 rainure annulaire de réception de tube s'étendant dans une première extrémité du corps, et un toucheau de came formé sur le manchon extérieur et pouvant entrer en contact avec une came prévue sur l'élément fileté, ledit procédé comprenant les étapes consistant à introduire une extrémité d'un. 25 tube longitudinalement dans la rainure annulaire jusqu'à ce que l'extrémité du tube entre en contact avec le fond de la rainure, et à serrer l'élément fileté pour faire entrer en contact le toucheau avec la came et pour faire en sorte que la partie annulaire correspondante du manchon extérieur 30 soit comprimée dans une direction orientée radialement vers l'intérieur et entre en contact avec la surface extérieure du tube pour établir un joint étanche aux fluides entre le manchon intérieur et la surface intérieure du tube, avec une rotation relative entre la came et le toucheau et une absence de rotation entre le tube et les manchons intérieur

et extérieur.

En conséquence, un objet de l'invention est de créer un raccord tubulaire en deux parties pour un tube sans évasement, qui puisse être aisément mis en place sur

le chantier avec seulement deux clés plates.

Un autre objet de l'invention est de créer un raccord tubulaire en deux parties comportant un long trajet

de fuite pour réduire au minimum le risque de fuite.

Un autre objet de l'invention est de créer un raccord tubulaire en deux parties qui assure une étanchéité

efficace dans trois zones différentes afin de réduire au 10 minimum le risque de fuite.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description,

donnée à titre d'exemples non limitatifs, en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue longitudinale, en partie en coupe, du corps d'un raccord tubulaire conforme à l'invention; la figure 2 est une vue en bout du corps de la figure 1; la figure 3 est une vue longitudinale, en partie en coupe, d'un écrou utilisé avec le corps de la figure 1; la figure 4 est une vue longitudinale, en partie en coupe, d'un raccord tubulaire modifié montrant des conditions d'assemblage partiel et d'assemblage complet; et 25 la figure 5 est une vue longitudinale, en partie

en coupe, d'encore un autre mode de réalisation de l'invention.

On va maintenant décrire les modes préférés de réalisation Les figures 1 et 2 représentent un corps 11 30 qui, en coopération avec un écrou 12 représenté sur la figure 3, peut être assemblé par vissage pour former un raccord tubulaire 13 Ce raccord tubulaire 13 a été représenté dans une condition d'assemblage partiel sur la moitié

supérieure de la figure 4 et dans une condition de serrage 35 sur la moitié inférieure de la figure 4.

La figure 1 montre que le corps 11 comporte un axe longitudinal 14 et est pourvu d'une ouverture centrale adaptée pour contenir un fluide sous pression Le corps 11 comporte une première extrémité 16 et une seconde extrémité 17 La seconde extrémité du corps 11 est adaptée pour comporter une ouverture élargie 18 destinée à recevoir la 5 périphérie extérieure d'un tube, tel qu'un tube de cuivre (non représenté), au moyen d'une liaison soudo-brasée ou brasée à l'argent Ainsi le corps 11 des figures 1 et 2 est adapté pour être utilisé comme élément de transition de façon à établir une liaison de transition entre ledit tube de cuivre et un tube d'aluminium 21, comme indiqué sur la figure 4 Dans ce but, le corps 11 peut être formé de laiton de manière à être compatible à la fois avec le tube de cuivre et avec le tube d'aluminium Sur la figure 4, on a représenté un corps 11 A et la différence par rapport aux figures 1 et 15 2 consiste en ce que, à la seconde extrémité de ce corps, une liaison à filetage conique 22 est utilisée pour établir un assemblage avec un autre élément, par exemple un collecteur Sur la figure 5, on a représenté un corps 11 B qui est un corps à double extrémité active et qui peut être utilisé 20 comme un raccord de raboutage entre deux tubes, par exemple deux tubes d'aluminium, ou bien entre des tubes formés de

différents matériaux, par exemple d'aluminium et de cuivre.

Chacun des corps 11, 11 A et 11 B utilise un collet hexagonal 25 destiné à recevoir un outil approprié, par 25 exemple une clé plate Les corps 11, 11 A, 11 B sont tous identiques à leur première extrémité 16, de sorte que la vue à échelle agrandie de la figure 4 sera principalement utilisée pour décrire la structure qui est applicable à tous les modes de réalisation Le corps 11 est une pièce monobloc 30 comportant un manchon intérieur unitaire 28 et un manchon extérieur unitaire 29, ces deux manchons étant sensiblement coaxiaux et espacés l'un de l'autre de façon qu'une surface extérieure 30 du manchon intérieur 28 et une surface intérieure 31 du manchon extérieur 29 soient sensiblement cylindriques et définissent une rainure annulaire cylindrique 32 s'étendant à ltintérieur du corps 11 à partir de la

première extrémité 16 Cette rainure est une rainure annu-

laire destinée à recevoir un tube métallique 21, qui comporte une surface intérieure 33 et une surface extérieure 34, ainsi qu'une extrémité 35 adaptée pour être insérée jusqu'à ce

qu'elle entre en contact avec le fond 36 de la rainure 32.

De préférence, un des manchons intérieur et extérieur 28, 29 est plus long que l'autre afin de faciliter l'insertion

de l'extrémité 35 de tube dans la rainure 32, dans le cas o l'extrémité du tube n'est pas parfaitement cylindrique.

Dans le mode préféré de réalisation, le manchon intérieur 10 28 est réalisé plus long que le manchon extérieur et il comporte un léger chanfrein 37, également pour faciliter

l'insertion du tube.

L'écrou 12 est un élément fileté qui est adapté pour être vissé sur le corps 11 Il peut comporter un file15 tage mâle ou un filetage femelle et, comme indiqué, on a

a affaire à un écrou comportant un filetage femelle 40 sur une surface intérieure qui entoure le manchon extérieur 29.

Ce filetage 40 vient se visser dans le filetage mâle 39 prévu sur le corps 11 L'écrou 12 porte une surface de came 20 41, qui est une surface annulaire destinée à coopérer avec une surface annulaire 42 formant toucheau de came sur le manchon extérieur 29 Dans le mode préféré de réalisation, cette surface de came 41 est un cône assez pentu présentant un angle d'environ 45 pour coopérer avec un toucheau de came correspondant 42 ayant un angle conique inférieur, par exemple de 14 , les deux angles étant définis par rapport à l'axe 14 Il est prévu sur le manchon extérieur 29 un prolongement 43 sensiblement cylindrique qui est placé sur le côté extérieur de la surface formant toucheau de came 42 et qui comporte une extrémité extérieure 44 L'écrou 12 comporte une ouverture légèrement conique 45 qui est prévue à sa première extrémité 46 et qui est adaptée pour venir se placer sur ledit prolongement cylindrique 43 Dans la condition d'assemblage et de serrage du raccord tubulaire 35 13, la première extrémité 46 de l'écrou est adaptée pour

être placée dans une position adjacente à la première extrémité 16 du corps 11, comme le montre mieux la moitié infé-

rieure de figure 4 L'écrou 12 est adapté pour recevoir un outil et il est prévu dans ce but par exemple un collet de profil hexagonal 49, destiné à recevoir une clé plate En fonctionnement, le raccord tubulaire 13 peut 5 être utilisé de nombreuses manières différentes Il peut être utilisé comme un joint de réparation d'une rupture dans un tube, auquel cas on pourrait employer le corps 11 B de la figure 5 Il peut être utilisé comme un raccord de liaison avec un collecteur comportant des trous filetés, 10 auquel cas on utiliserait le corps 11 A de la figure 4 Il peut être utilisé comme un joint de transition destiné à

assurer la liaison avec un autre tube formé d'un matériau identique ou différent, par exemple, par un soudo-brasage sous atmosphère gazeuse ou bien par un brasage à l'argent, 15 auquel cas on pourrait employer le corps 11 de la figure 1.

Dans tous les cas, il suffit d'utiliser simplement deux

clés plates pour serrer le raccord tubulaire dans sa condition de blocage et d'étanchéité au fluide.

Le tube 21 est sectionné perpendiculairement à 20 son axe, par exemple par un outil de découpage de tube tourné à la main Pour éviter que l'outil de sectionnement de tube provoque une déformation de sa surface intérieure 33 de telle sorte que le diamètre à son extrémité 35 soit réduit, un tel outil de sectionnement de tube peut simple25 ment encocher partiellement sa surface extérieure en pénétrant dans l'épaisseur de la paroi puis le tube est plié de façon répétée suivant la ligne d'encochage pour provoquer sa rupture Ce processus donne satisfaction avec un tube d'aluminium, et également avec un tube de cuivre L'écrou 30 12 est engagé sur l'extrémité du tube 21 et l'extrémité 35 de ce tube 21 est ensuite insérée dans la rainure annulaire 32 jusqu'à ce que l'extrémité du tube entre en contact avec le fond 36 de cette rainure Les surfaces intérieure et extérieure du tube sont généralement appliquées étroite35 ment contre les surfaces délimitant la rainuremais, à cause des différences d'épaisseurs de parois des tubes disponibles dans le commerce, il existe habituellement un certain jeu

25503-12

radial à la fois sur le côté intérieur et sur le côté extérieur.

L'écrou est ensuite mis en place et vissé sur le corps 11 La moitié supérieure de la figure 4 montre l'écrou 12 quand il a été bloqué, et il devient bloqué quand l'ouverture conique 45 entre en contact frottant avec l'extrémité extérieure du prolongement cylindrique 43 du manchon extérieur 29 Usuellement, il faut tourner d'environ 3 ou 4 tours à partir de la condition de serrage complet représentée sur la moitié inférieure de la figure 4 Environ un ou deux tours de plus de l'écrou 12 peuvent aisément être produits au moyen d'une clé jusqu'à ce que la surface de came 41 de l'écrou commence à entrer en contact avec la surface formant toucheau de came 42 qui est prévue sur le 15 manchon extérieur 29 A ce moment, l'écrou 12 devient progressivement plus dur à tourner du fait que du métal, principalement celui de la surface formant toucheau de came 42, est en train d'être physiquement refoulé Le volume annulaire 51 de métal se trouvant dans la zone doublement hachu20 rée de la moitié supérieure de la figure 4 est généralement celui qui est refoulé (comme le montre une comparaison des moitiés supérieure et inférieure de la figure 4) La moitié inférieure de la figure 4 montre la condition de serrage complet de la figure 12, o la came 41 a été arrondie sur 25 le coin intérieur 52, sous l'effet de la compression et du frottement Le volume annulaire 51 de métal situé immédiatement à l'intérieur du toucheau de came 42 a été refoulé dans l'ensemble radialement vers l'intérieur, mais également un peu longitudinalement, avec éloignement par rapport à la première extrémité 16 du corps 12 Ce déplacement longitudinal du tube 21 coince l'extrémité 35 du tube contre le fond 36 de la rainure et provoque une augmentation de l'épaisseur de paroi à l'extrémité du tube de sorte qu'il remplit complètement la rainure 32 On a trouvé que cela 35 se produisait également lorsque l'épaisseur de paroi se situait dans la partie extrême, correspondant aux valeurs minimales, de la gamme d'épaisseurs de tubes disponibles

2 5 5 0 3 1 2

dans le commerce Ce métal est maintenant refoulé vers l'intérieur pour produire un renflement annulaire 53, dirigé vers l'intérieur, sur la surface intérieure 31 du manchon extérieur 29 Ce renflement absorbe un jeu radial existant 5 éventuellement entre le manchon extérieur et le tube 21 et il comprime le tube suffisamment pour qu'un renflement annulaire 54, dirigé vers l'intérieur et d'un rayon légèrement plus grand, soit créé sur la surface intérieure 33 du tube 21 Ce renflement 54 absorbe à son tour un jeu radial exis10 tant éventuellement entre la paroi intérieure du tube et le manchon extérieur 29 et il crée un renflement annulaire correspondant 55, à nouveau d'un rayon un peu supérieur, sur la surface intérieure délimitant l'ouverture centrale 15. Ces renflements 53, 54 et 55 remplissent deux fonctions: un verrouillage physique du tube 21 et du raccord tubulaire 13 et un joint étanche aux fluides en trois endroits différents Le verrouillage physique du tube et du raccord se produit par le fait que les renflements 53 et 54 sont produits par une déformation annulaire, dirigée vers l'intérieur, de la paroi du tube, de sorte que cela établit un verrouillage efficace avec le corps 11 Même si l'écrou 12 est ultérieurement dévissé, le tube 21 ne peut pas être tiré à la main, même avec une force assez grande. 25 Lorsque l'écrou 12 a été sérré comme indiqué sur la moitié inférieure de la figure 4, l'extrémité extérieure 46 du manchon extérieur 29 est visible et dans l'ensemble en affleurement avec la première extrémité 46 de l'écrou 12 Cela varie légèrement en fonction de l'épaisseur réelle 30 de la paroi du tube Pour un tube de 9,6 mm d'épaisseur, qui correspond à son diamètre extérieur, l'épaisseur de la paroi du tube varierait pour des tubes disponibles dans le commerce entre 0,75 mm et 0,95 mm Lorsqu'on utilise un tube correspondant à l'épaisseur supérieure de paroi, par exemple 35 de 0,95 mm, la première extrémité 44 ne vient habituellement

pas se placer contre la première extrémité 46 de l'écrou.

L'action de serrage et d'étanchéité fait déplacer le renfle-

ment 53 radialement vers l'intérieur mais elle produit également une composante dirigée longitudinalement vers l'intérieur et qui déplace le tube 21 longitudinalement vers l'intérieur pour pousser l'extrémité 35 du tube étroitement contre le fond de la rainure 36 en vue d'établir un joint étanche avec celle-ci Lorsqu'on utilise un tube à paroi plus mince, par exemple d'une épaisseur de paroi de 0,75 mm, on se rend compte que l'écrou 12 tourne plus sur le corps en refoulant un volume de métal suffisant pour créer les renflements 53, 54 et 55 et en conséquence usuellement une partie de l'extrémité du prolongement cylindrique 43 devient

visible au-delà de la première extrémité 46 de l'écrou 12.

Ce prolongement cylindrique 43 n'est plus cylindrique mais il est refoulé à un profil conique, comme le montre 15 la moitié inférieure de la figure 4, et il est pous%é étroitement contre la surface extérieure 34 du tube 21 Cela a pour but d'empêcher une pénétration d'humidité entre le prolongement 43 et l'ouverture conique 45, et également entre le prolongement 43 et la paroi extérieure 34 du tube En 20 empêchant ainsi une pénétration d'humidité, on évite que cette humidité puisse geler, en créant de la glace risquant éventuellement d'endommager le tube 21 ou l'écrou 12 dans le cas o le raccord 13 est utilisé dans des systèmes de

conditionnement d'air ou des applications analogues.

La bonne étanchéité aux fluides constitue une caractéristique particulièrement intéressante de la présente invention du fait qu'on a déterminé que l'étanchéité aux fluides se produit non seulement en un endroit, mais en réalité en trois endroits différents On a déterminé par 30 des essais que le premier joint étanche se situe sur le renflement 54, que le second joint étanche se situe à l'extrémité du tube 35 et que le troisième joint étanche

se situe sur le renflement 53.

Pour déterminer au moyen d'un essai qu'il existe un joint étanche sur le renflement 54 entre la surface intérieure 33 du tube et la surface extérieure 30 du manchon intérieur 28, le tube 21 est inséré sur toute la profondeur puis il est tiré vers l'arrière d'une courte distance, par exemple de 6,4 mm L'écrou 12 est ensuite serré de la manière classique, à peu près jusqu'à ce que l'extrémité extérieure

44 du manchon extérieur 29 devienne visible et vienne généra5 lement affleurer la première extrémité 46 de l'écrou 12.

L'écrou 12 étant serré, on découpe, à titre d'essai, une encoche incurvée 58 au moyen d'un outil de découpage circulaire au travers de l'écrou 12 dans une zone périphérique et au travers d'une partie du manchon extérieur 29, comme 10 le montre la figure 5, afin d'établir un accès avec le fond 36 de la rainure 32 Ensuite, en utilisant un détecteur d'hélium relié à un spectromètre de masse à hélium, puis en pressurisant le tube 21 et le raccord 13 au moyen d'hélium jusqu'à une pression de 70 x 105 Pa, on peut déterminer qu'il 15 n'existe pas de fuite Cela confirme le fait qu'il existe un premier joint étanche sur le renflement 54 entre la surface intérieure 33 du tube et la surface extérieure 30 du

manchon intérieur.

Ensuite, pour démonter la création du-second joint 20 étanche entre l'extrémité de tube 35 et le fond de la rainure 36, on réalise une ligne d'encochage longitudinale profonde dans la surface intérieure 33 de la paroi du tube sur une longueur correspondant à un diamètre de tube Cette ligne d'encochage doit être profonde, en ayant par exemple une 25 profondeur de 0,5 mm Autrement, le refoulement du métal pendant le serrage peut fermer de façon étanche une encoche moins grande, par exemple ayant seulement une profondeur de 0,25 mm Le tube 21 est appliqué contre le fond de la rainure 36 dans cet essai, et l'écrou est serré comme aupa30 ravant Ensuite l'encoche incurvée de contrôle 53 est à nouveau découpée sur une partie de l'écrou 12 et sur le manchon extérieur 35 seulement jusqu'à ce qu'on rencontre la surface extérieure 34 du tube 21 Cette ligne profonde d'encochage longitudinal permet d'établir que le premier joint étanche 35 créé sur le renflement 54 est détruit A nouveau le tube 21 et le raccord 13 sont pressurisés au moyen d'hélium

jusqu'à une pression de 70 x 105 Pa et, en utilisant le détec-

teur d'hélium et le spectromètre de masse,on détermine à nouveau au cours de plusieurs essais qu'un joint annulaire

étanche a été établi à l'extrémité du tube 35 et sur le fond 36 de larainure pour résister à de fortes pressions fluidi5 ques.

Le troisième essai de confirmation de l'existence du joint étanche au fluide sur le renflement 53 est analogue par le fait que la paroi intérieure 33 du tube est à nouveau encochée longitudinalement et profondément, par exemple sur 10 une profondeur de 0,5 mm, le tube est inséré sur toute la profondeur puis il est déplacé vers l'arrière d'une courte distance, par exemple de 0,64 mm, et l'écrou 12 est serré comme auparavant La ligne d'encochage longitudinale profonde a fait en sorte que le premier joint étanche ne 15 soit plus efficace et le mouvement de recul du tube d'une distance de 0,64 mm a fait en sorte que le second joint étanche ne soit plus efficace En conséquence, le seul endroit o il existe un joint étanche efficace se situe sur le renflement 53 Des essais répétés effectués avec détection 20 d'hélium à la première extrémité 46 de l'écrou, en reliant le détecteur au spectromètre de masse à hélium, en

pressurisant le tube 21 et le raccord 13 au moyen d'hélium jusqu'à une pression de 70 x 105 Pa, ont démontré l'efficacité de ce troisième joint d'étanchéité fluidique.

Les raccords tubulaires construits conformément à cette invention ont satisfait successivement à trois contrôles successifs concernant un essai de choc thermique, un essai de pression et un essai de vibration, en concordance avec le processus d'essai suivant: Processus d'essai de joints mécaniques en aluminium Essai de vide et de détection avec un spectromètre de masse à hélium La sensibilité au vide a été de 1 x 011 -8 et la sensibilité de détection a été de 1 x 10 8, avec

extension d'échelle inférieure à 1/3 Aucune fuite ne peut 35 être mise en évidence.

1 Choc thermique produit par de l'hélium à 42 x Pa, et: A Six immersions dans de l'azote liquide et de l'eau bouillante en succession rapide depuis 210 C jusqu'à

+ 100 C.

B Un essai avec détection sur le joint à 210 C 5 C Un essai avec détection sur le joint à + 100 C.

2 Essai de pression avec hélium à 84 x 105 Pa et

joint chauffé jusqu'à 290 C pendant une demi-heure.

3 Essai de pression jusqu'à une pression de 245 x 105 Pa provoquant l'éclatement hydraulique du tube 10 (paroi de 1,3 mm d'épaisseur) sans mise en évidence d'une élasticité du joint, réparation du tube, rinçage soigné

et essai de pression avec de l'hélium à 84 x 105 Pa Répétition de l'essai de choc thermique.

4 Essai de choc hydraulique pulsatoire sous une pression de 32 x 105 Pa pendant un million de cycles, nouvel essai avec de l'hélium à une pression de 84 x 105 Pa et

répétition de choc thermique.

Essai de résistance à la torsion avec les extrémités maintenues espacées de 50 mm du joint et-avec exécu20 tion de deux tours complets Essai avec de l'hélium à

84 x 105 Pa et répétition de choc thermique.

6 Essai de vibration: flexion de 6,4 mm à 1750 tr/min jusqu'à ce que le tube s'infléchisse Essai avec

de l'hélium à 84 x 105 Pa et répétition de choc thermique.

Essai terminé La séquence d'essai peut être modifiée.

Le dessin de la figure 4 est représenté à échelle agrandie mais il est approximativement à l'échelle pour un tube 21 de 9,6 mm de diamètre et pour un raccord 13 qui ont été effectivement réalisés et testés Pour un tel tube 30 de 9,6 mm de diamètre, les dimensions des parties sont conformes au tableau A:

TABLEAU A

Diamètre extérieur du tube 21 9,50 mm Epaisseur de paroi du tube 21 0,71 à 0,89 mm Diamètre intérieur de l'ouverture 15 6,35 mm Diamètre extérieur du manchon intérieur 28 7,65 mm Diamètre intérieur du manchon extérieur 29 9,65 mm Tableau A (suite) Diamètre extérieur du prolongement 43 10,6 mm Diamètre extérieur du toucheau de came 42 12,45 mm Angle de came 41 450 Angle de toucheau 42 14 Profondeur de rainure 32 9,50 mm Diamètre intérieur de came 41 10,7 mm Diamètre intérieur d'écrou à extrémité 46 10, 16 mm

De la description faite ci-dessus, il ressort que 10 la surface de came 41 et la surface de toucheau de came 42

sont des surfaces annulaires diminuant de diamètre vers la première extrémité de l'écrou 46 ou du corps 11 L'interaction de ces deux surfaces établit que le manchon extérieur 29 est écrasé ou comprimé généralement radialement vers l'intérieur et également un peu longitudinalement en éloignement de la première extrémité du corps 11 pour établir les

joints étanches aux fluides dans les trois endroits différents correspondant aux renflements 53 et 54 et au fond de rainure 36.

Les renflements 53, 54 et 55 sont situés dans une zone inter20 médiaire de la longueur du manchon extérieur 29 afin de faciliter le verrouillage physique du tube 21 et du raccord 13.

Le fait que le manchon intérieur 28 et le manchon extérieur 29 sont réunis au corps 11 permet d'établir le résultat souhaitable d'un très long trajet de fuite de fluide 25 qui correspond à la longueur du manchon intérieur 28 plus la longueur du manchon extérieur 29 On obtient ainsi trois joints annulaires différents le long de ce long trajet de fuite de fluide et cela constitue indubitablement la raison pour laquelle le raccord présente une étanchéité correcte 30 pour des pressions fluidiques suffisantes pour provoquer un éclatement du tube, et en dépit de fortes vibrations et de grands chocs thermiques Le léger mouvement longitudinal du volume de métal 51 provoque une pénétration dans la surface extérieure du tube métallique et provoque également un 35 déplacement longitudinal de ce tube métallique Comme test de confirmation de ce mouvement longitudinal du tube 21, pour un tube 21 d'un diamètre extérieur de 9,6 mm, on a serré initialement l'écrou 12 seulement jusqu'à ce que la came 41 commence à s'appliquer contre le toucheau 42 Si une ligne d'inscription est placée sur la surface extérieure 34 du tube 21 à la première extrémité 46 de l'écrou, et si ensuite l'écrou 12 est serré jusqu'à ce que l'extrémité 44 du prolongement cylindrique 43 devienne visible, en indiquant la condition de serrage complet, et si on mesure la distance entre l'extrémité de l'écrou et la ligne d'inscription, on trouve que cette distance peut atteindre par 10 exemple une valeur de 1 mm Cela correspond à une rotation complète de l'écrou pour un pas de vingt quatre filets par

,4 mm des filetages 39 ou 40.

Un autre raccord 13 est préparé pour cette même épaisseur de paroi de tube et, dans ce cas, après que l'écrou a été serré suffisamment pour que la came 41 entre juste en contact avec le toucheau 42, un premier repère d'inscription est alors formé sur la surface extérieure 34 du tube à la première extrémité 46 de l'écrou Le tube 21 est ensuite tiré vers l'extérieur d'une courte distance, 20 par exemple, de 0,3 mm L'écrou est ensuite à nouveau serré d'un tour complet jusqu'à ce qu'il vienne se placer dans

sa condition de serrage total, l'extrémité 44 du prolongement 43 étant visible à la première extrémité 46 de l'écrou.

On s'attendrait alors à ce que la ligne d'inscription soit 25 espacée de 1 mm + 0,3 mm, c'est-à-dire de 1,3 mm, de la première extrémité 46, mais lors d'un essai réel,on a trouvé que la ligne d'inscription était espacée seulement de 1 mm de la première extrémité 46, en indiquant ainsi que le tube 21 avait été déplacé vers l'intérieur de 0,3 mm pendant le serrage, cela résultant du déplacement longitudinal du

métal formant les renflements 53, 54 et 55.

Les manchons intérieur et extérieur unitaires 28 et 29 établissent, non seulement les longs trajets de fuite de fluide, mais ils font également en sorte que, pendant le serrage de l'écrou 12, il y ait une absence de rotation entre le tube et les manchons intérieur et extérieur Cela est tout à fait important dans de nombreux cas Lorsqu'on utilise un tube en aluminium mou, ce tube était souvent tordu par les raccords en trois pièces de l'art antérieur, du fait que le frottement entre l'écrou et le manchon extérieur séparé avait tendance à faire tourner le manchon extérieur et à faire tourner par frottement le tube lorsque l'écrou était serré Il en résultait un écrasement du tube par torsion ou tout au moins son affaiblissement suffisant pour qu'il ne convienne totalement pas pour être utilisé avec un équipement de réfrigération ou de conditionnement d'air. 10 Avec la présente invention, la rotation relative se produit seulement entre la came 41 et le toucheau de came 42 et il ne se produit plus aucune rotation entre le manchon extérieur 29 et le tube 21, ni entre le tube 21 et le manchon intérieur 28 Le raccord 13 peut être utilisé avec n'importe quel tube 15 en matière malléable, notamment une matière plastique, de l'acier inoxydable et même du titane Tant que la matière est malléable, elle ne produit aucune crique, même des

criques très fines susceptibles de créer des fuites.

La présente invention concerne un procédé très nouveau d'établissement d'un joint étanche au fluide dans un raccord tubulaire en utilisant seulement un raccord en deux parties comportant un manchon intérieur et un manchon extérieur unitaires Le tube est inséré dans la rainure formée entre ses deux manchons et le serrage de l'écrou assure la compression du manchon extérieur dans une direction orientée dans l'ensemble radialement vers l'intérieur en vue d'établir le joint étanche au fluide et les manchons

intérieur et extérieur unitaires font en sorte que ces deux manchons et le tube restent immobiles, c'est-à-dire ne tour30 nent pas, pendant le processus de serrage.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, et de nombreuses variantes et modifications peuvent être envisagées

sans sortir de son cadre.

Claims

REVENDICATIONS

1 Raccord pour tubes se composant seulement de deux éléments, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps ( 11; 11 A; 11 B) et un élément fileté ( 12); des filetages prévus sur ledit corps et ledit élément fileté et venant se visser l'un dans l'autre; ledit corps comportant une ouverture ( 18) de passage de fluide sous pression; un manchon intérieur unitaire ( 28) et un manchon extérieur unitaire ( 29) prévus sur ledit corps et entourant chacun sensiblement coaxialement ladite ouverture ( 18) et définissant entre eux une rainure annulaire ( 32) de réception de tube métallique ( 21) en s'étendant dans ledit corps à partir d'une première extrémité ( 16) de celui15 ci; ledit élément fileté ( 12) étant adapté pour comporter une surface intérieure annulaire venant se placer sur le manchon extérieur ( 29) dudit corps et pour comporter une première extrémité adjacente à ladite première extrémité 20 ( 16) dudit corps à l'état assemblé; une surface annulaire de came ( 41) sur la surface intérieure dudit élément fileté ( 12) et diminuant de section en direction de ladite première extrémité dudit élément fileté ( 12); une surface annulaire extérieure ( 42),formant toucheau de came, entre les extrémités longitudinales dudit manchon extérieur ( 29) dudit corps diminuant jusqu'à un diamètre plus petit en direction de ladite p Temière extrémité dudit corps; de manière que lorsqu'un tube est mis en place 30 dans ladite rainure annulaire-( 32), l'élément fileté ( 12) p Enlise être serré sur le corps ( 11; 1 i A;

11 l) d? façon à Faire coopérer la surface de came ( 41) avec la surface formant toucheau de came ( 42) et de manière que le manchon extérieur unitaire soit écrasé vers l'intérieur dans une zone annulaire située 35 entre les extrémités longitudinales du manchon sur la surface extérieure du tube pour former un joint étanche à une pression fluidique, d'au

moins plusieurs atmosphères, s'exerçant entre le corps et le tube.

2 Raccord pour tubes selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément fileté ( 12) est un écrou comportant un filetage femelle ( 40) pouvant être vissé sur

un filetage mâle ( 39) dudit corps ( 11; 11 A; l IB).

3 Raccord pour tubes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une desdites surfaces ( 41,42) formant

came et toucheau de came est conique.

4 Raccord pour tubes selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des surfaces formant came ( 41) 10 et toucheau de came ( 42) est conique, le cône de la surface de came ( 41) ayant un plus grand angle au sommet que celui de la

surface formant toucheau de came ( 42).

Raccord pour tubes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un desdits manchons intérieur et exté15 rieur ( 28,29) est plus long que l'autre pour faciliter

l'insertion d'une extrémité de tube dans ladite rainure ( 32).

6 Raccord pour tubes selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit manchon intérieur ( 28) est plus

long que ledit manchon extérieur ( 29) pour faciliter l'inser20 tion d'une extrémité de tube dans ladite rainure ( 32).

7 Raccord pour tubes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un prolongement sensiblement cylindrique ( 43) sur ledit manchon extérieur ( 29) prévu à ladite première extrémité dudit corps de façon à être visible 25 à ladite première extrémité dudit élément fileté lors d'un serrage dudit élément fileté ( 12) et dudit corps ( 11; 11 A;

11 B).

8 Raccord pour tubes selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend une ouverture ( 45) ménagée dans ledit élément fileté ( 12) pour venir se placer sur ledit prolongement ( 43) sensiblement cylindriquedans la condition

de serrage du raccord.

9 Raccord pour tubes selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite ouverture ( 45) ménagée dans 35 ledit élément fileté ( 12) comporte un léger angle conique réduisant de dimension en direction de ladite première extrémité dudit-élément fileté pour écraser radialement vers l'intérieur ledit prolongement sensiblement cylindrique ( 43) dudit manchon extérieur sur le tube dans la condition de serrage du raccord en vue d'empêcher pratiquement toute admission d'humidité dans les intervalles annulaires existant entre le tube, le prolongement et l'élément fileté. Raccord pour tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit serrage établit un joint étanche au fluide, en trois endroits, à savoir entre la paroi intérieure ( 33) du tube et ledit manchon intérieur ( 28), entre la paroi extérieure ( 34) du tube et ledit manchon extérieur ( 29) et entre l'extrémité ( 16) du tube et le fond ( 36) de

ladite rainure ( 32).

11 Raccord pour tubes selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit manchon extérieur ( 29) écrasé vers l'intérieur est situé dans une zone située sensiblement radialement à l'intérieur de ladite surface formant toucheau

de came ( 42) et placé dans une zone annulaire.

12 Raccord pour tubes selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite zone écrasée vers l'intérieur 20 est placée dans une position intermédiaire par rapport à

la partie de tube engagée dans ladite rainure annulaire ( 32).

13 Raccord pour tubes comportant un corps pourvu d'un filetage ainsi qu'un élément fileté pouvant être relié à celui-ci par vissage, un manchon intérieur et un manchon 25 extérieur prévus sur ledit corps et définissant entre eux une rainure annulaire destinée à recevoir l'extrémité d'un tube métallique, une came placée sur l'élément fileté et un toucheau placé sur le manchon extérieur et pouvant être comprimé radialement vers l'intérieur par la came de façon 30 à s'appliquer contre la surface extérieure du tube pour établir un joint étanche au fluide, caractérisé en ce que lesdits manchons intérieur ( 28) et extérieur ( 29) sont réunis avec ledit corps pour établir un long trajet de fuite de fluide en ce que ladite came ( 41) et ledit toucheau de came ( 42) 35 exécutent une rotation relative pendant le serrage de l'élément fileté par vissage, avec absence de rotation entre le tube et les manchons intérieur ( 28) et extérieur ( 29)>et en ce que le toucheau de came ( 42) est situé entre les extrémités longitudinales

du manchon extérieur ( 29).

14 Raccord pour tubes selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit raccord se compose seulement de deux parties, à savoir le corps ( 11; 11 A; 11 B) et

l'élément fileté ( 12).

15 Raccord pour tubes selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite came ( 41) est un cône annulaire prévu sur ledit élément fileté ( 12) et entourant ledit manchon extérieur ( 29) de façon à comprimer une partie formant toucheau de carme ( 42) dudit manchon extérieur ( 29, sensiblement radialement vers l'intérieur pour déformer une partie correspondante du tube radialement vers l'intérieur contre le

manchon intérieur ( 28).

16 Raccord pour tubes selon la revendication 15, caractérisé en ce que la partie déformée vers l'intérieur dudit tube provoque une déformation radiale vers l'intérieur

d'une partie correspondante dudit manchon intérieur ( 28).

17 Raccord pour tubes selon la revendication 15, caractérisé en ce que la came ( 41) a un plus grand angle inclus que ledit toucheau de came ( 42) afin de produire une com20 posante de force poussant l'extrémité longitudinale du tube

contre le fond ( 36) de la rainure ( 32).

18 Raccord pour tubes selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit toucheau de came ( 42) constitue une partie sensiblement conique dudit manchon extérieur ( 29). 25 19 Raccord pour tubes selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il est prévu un prolongement sensiblement cylindrique sur ledit toucheau de came ( 42) de profil

conique et en ce que l'extrémité dudit prolongement est visible de l'extérieur sur ledit élément fileté dans la 30 condition de serrage du raccord.

Raccord pour tubes selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend un chanfrein légèrement conique dans une ouverture ménagée dans ledit élément fileté ( 12) qui entoure ledit prolongement cylindrique en le pous35 sant dans une condition de contact sensiblement étanche à l'humidité contre la surface extérieure du tube ( 21) dans

la condition de serrage du raccord tubulaire.

21 Procédé pour établir un joint étanche aux fluides dans un raccord tubulaire comportant seulement un corps et un élément fileté relié à celui-ci, le corps comportant des manchons unitaires intérieur et extérieur définis5 sant entre eux une rainure annulaire de réception de tube s'étendant dans une première extrémité du corps, et un toucheau de cameannulaire formé entre les extrémités du manchon extérieur et pouvant entrer en contact avec une came prévue sur l'élément fileté, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à introduire une extrémité d'un tube longitudinalement dans la rainure annulaire jusqu'à ce que l'extrémité du tube entre en contact avec le fond de la rainure, et à serrer l'élément fileté pour faire entrer en contact le toucheau de came avec la came et pour faire an sorte que la partie annulaire intermédiaire correspondante du manchon extérieur soit comprimée dans une direction orientée radialement vers l'intérieur et entre en contact avec la surface extérieure du tube pour établir un joint étanche aux fluides entre le manchon intérieur et la surface intérieure du tube, avec une rotation relative entre la came et le toucheau de came et une absence de rotation entre le tube et les manchons intérieur

et extérieur.

22 Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il consiste à comprimer le toucheau annulaire formant came ( 42) dans une direction orientée dans l'ensemble radialement vers l'intérieur et à former un joint étanche aux fluides entre le manchon extérieur ( 29) et la surface

extérieure du tube ( 21).

23 Procédé selon la revendication 21, caractérisé 30 en ce qu'il consiste à pourvoir la came ( 41) d'un plus grand angle inclus que celui du toucheau de came ( 42) et produire une composante de force à partir de la came pour comprimer l'extrémité du tube longitudinalement contre le fond ( 36)

de la rainure ( 32) afin d'établir entre eux un joint étanche 35 aux fluides.