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CA 02342733 2001-03-08
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DISPOSITIF DE CONNEXION POUR CONDUITS
La présente invention se rapporte au domaine technique des
conduits, tuyaux ou tubes, utilisés pour acheminer de l'énergie sous forme
électrique, optique ou fluide.
La construction de tels réseaux de transport, souvent
souterrains ou subaquatiques nécessite donc la juxtaposition et le
raccordement d'un ensemble d'éléments, tels que des tubes pour faire la
liaison entre deux joints.
La réalisation d'un raccordement entre deux tubes impose des
contraintes techniques liées d'une part, à l'application particulière (gaz,
télécommunication, ...) et d'autre part à l'utilisation de machines de pose
automatique pour ces tubes. L'utilisation de dispositifs de raccordement
résistant à de fortes tractions, présentant des dimensions compactes et ne
nécessitant pas un temps de raccordement important pour ne pas
immobiliser trop longtemps les machines, est donc particulièrement
recherchée.
On connais des dispositifs de connexion permettant de raccorder
de manière étanche deux extrémités de tubes, comportant un corps,
sensiblement cylindrique et présentant deux portions symétriques et
opposées pour l'engagement des extrémités de tubes respectives, chacune
des portions comportant des moyens d'accrochage pour retenir le tube
dans le raccord, et des moyens d'étanchéité pour un tel raccordement,
lesdits moyens d'accrochage de chaque portion comprenant
- une chambre tronconique ménagée dans chaque portion et dont la
grande base se situe vers le centre du dispositif ;
- une nervure longitudinale faisant saillie dans la chambre tronconique ;
- et une bague fendue dont les extrémités sont disposées de part et
d'autre de la nervure longitudinale, ladite bague étant pourvue d'un
filetage interne, la forme extérieure de ladite bague étant choisie pour
qu'au moins une partie de sa surface périphérique vienne en appui contre
la chambre tronconique après l'engagement de l'extrémité du tube, de
manière à provoquer le blocage du tube par toute traction sur ledit tube
en sens inverse à son sens d'engagement.
Toutefois, ces dispositifs sont inadaptés à la pose par des
machines, par exemple en favorisant le blocage lors de leur passage dans
des guides. De plus, ils nécessitent des outillages complexes pour être
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démontés sur site, par exemple pour engager un nouveau câble dans le
tube.
On connaît également par le document US-A-2 017 994, un
dispositif de connexion pour tuyaux métalliques dans lesquels une bague de
S serrage est soumise à l'action de ressorts intégrés dans ledit dispositif.
L'action conjointe de ces ressorts et de l'extrémité rétrécie du dispositif
permet à la bague métallique de s'incruster dans les tuyaux métalliques.
Une telle réalisation prévue pour une application particulière aux
tuyaux métalliques, présente une complexité de conception et de
construction, inconvénient rendant sa fabrication difficile et coûteuse.
En outre, les contraintes de serrage de la bague sont appliquées
à l'extrémité du dispositif de connexion, fragilisant ainsi ce dernier au
voisinage des parties rétrécies.
En outre, les tubes en matière plastique, sont en général
enroulés avant leur pose, générant des contraintes de flexion importantes.
Ces contraintes ont tendance à déformer, et/ou à ovaliser les tubes, ce qui
rend leur assemblage à l'aide d'un dispositif de connexion difficile, voire
impossible.
L'objet de la présente invention est un dispositif de
raccordement compact, pourvu d'un système d'accrochage rapide pour les
tubes à relier et qui est démontable sans outil spécifique.
Un autre but de la présente invention est de réaliser un dispositif
de connexion, susceptible de s'adapter à une éventuelle déformation ou
ovalisation de la section circulaire des tubes, et d'assurer un assemblage
fiable et étanche.
Selon l'invention, dans un dispositif de connexion du genre
concerné, la bague est d'une part disposée libre dans la chambre
tronconique et d'autre part, déformable élastiquement, le diamètre intérieur
de la bague étant plus petit que le diamètre extérieur du tube dans un état
non contraint ou déformé de ladite bague, de manière à se déformer
élastiquement et à s'agripper sur le tube lors de l'introduction dudit tube.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague présente
des rainures s'étendant sur une partie de sa longueur en partant d'une
extrémité et réparties radialement de manière à former entre chaque paire
de rainures, une languette radiale du côté de l'extrémité.
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Dans une forme d'exécution préférée, le filetage interne de
chaque bague présente une aréte acérée apte à s'insérer dans la périphérie
du tube.
Cet aménagement facilite la mise en place de chaque tube dans
le raccord et améliore la liaison tube-bague, puisqu"il ajoute un crantage au
serrage exercé par la bague.
Avantageusement, les filetages internes des deux bagues on
des pas inversés.
Ainsi, lors du raccordement, l'entraînement en rotation du corps
dans un sens, simultanément à l'engagement des tubes dans les bagues
entraîne, en rotation les bagues et favorise l'introduction des filetages des
bagues dans la paroi des tubes. ,
Cet agencement est également intéressant lors du démontage
du dispositif car par rotation en sens inverse du corps il permet le
dégagement longitudinal et simultané vers l'extérieur du corps des deux
extrémités du tube.
Dans une forme d'exécution, le corps comporte une nervure
circûlaire centrale dont les faces diamétrales forment face de butées pour la
face en bout de chaque tube.
Ainsi, l'engagement de chaque tube dans les corps est limité par
butée sur la nervure, et le contact avec la butée informe l'opérateur qu'il
peut terminer la connexion en tirant les tubes vers l'extérieur pour obtenir
le serrage complémentaire des tubes par rétraction des bagues coopérant
avec la paroi de la chambre tronconique correspondante.
L'invention concerne également un conduit d'installation
souterrain ou subaquatique comportant au moins deux tubes d'installation
et au moins un dispositif de connexion.
L'avantage du dispositif de connexion conforme à l'invention
réside notamment dans sa grande simplicité de construction et dans un
nombre réduit de pièces constitutives.
La fiabilité du dispositif est ainsi accrue et les coûts sont
réduits.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la
description détaillée donnée ci-après en référence au dessin annexé,
représentant des formes d'exécution du dispositif de connexion selon
l'invention, données à titre d'exemples non limitatifs dans lesquels
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- La figure 1 est une vue éclatée d'un dispositif de connexion conforme à
l'invention.
- La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de
connexion conforme à l'invention.
- La figure 3 représente un élément agrandi de la figure 2.
- La figure 4 est une vue similaire à la figure 2 lorsque le dispositif
connecte deux extrémités de tubes.
- La figure 5 est une vue en coupe partielle suivant V-V de la figure 4.
- Les figures 6 et 7 sont respectivement des vues de profil et de face d'un
autre exemple de réalisation d'une bague d'un dispositif de connexion
conforme à l'invention.
La figure 1 représente un dispositif de connexion en vue éclatée.
Le dispositif de connexion se compose d'un corps principal 1 sensiblement
cylindrique et présentant deux portions 2a, 2b symétriques par rapport à un
plan orthogonal à l'axe longitudinal dudit corps principal 1. La première
portion 2a présente en suivant l'axe longitudinal de l'extérieur vers la
partie
centrale du dispositif de connexion un chanfrein d"entrée 3 et une portée
cylindrique extréme 4 dans laquelle est ménagée une première râinure 4a
circulaire.
La première portion 2a se prolonge par une chambre
tronconique 5 dont la grande base partiellement délimitée par un
épaulement 6 se situe vers le centre du dispositif de connexion. Une
nervure longitudinale 7 fait également saillie à l'intérieur de la chambre
tronconique 5.
L'épaulement 6 se prolonge ensuite par une portée cylindrique
centrale dans laquelle est également ménagée une deuxième rainure
circulaire 8a. Cette portée cylindrique centrale 8 se termine par une nervure
centrale circulaire 9 séparant les deux portions Za et 2b du corps
cylindrique 1. Les deux portions 2a, 2b présentent une configuration
symétrique. Le dispositif de connexion conforme à l'invention comporte
également des joints toriques 10 qui viennent se loger dans les rainures
internes 4a et 8a. Le dispositif de connexion conforme à l'invention
comporte également une bague fendue 11 disposée dans chaque chambre
tronconique 5. Cette bague fendue 11 présente au niveau de sa fente deux
extrémités 1 1 a, 1 1 b en vis-à-vis qui s'appuie sur la nervure longitudinale
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permettant ainsi à ladite bague fendue 11 de coulisser longitudinalement
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selon ladite nervure longitudinale 7 et de bloquer en rotation ladite bague
fendue 11 par rapport au corps principal 1. La bague 11 est ainsi disposée
libre, selon l'axe longitudinal y-y' du dispositif de connexion, dans la
chambre tronconique 5. Son positionnement à l'intérieur de la chambre
tronconique 5 n'est déterminé que par l'extrémité d'un tube 20, lors de son
mouvement dans le sens d'engagement ou dans le sens inverse au sens
d'engagement dans le dispositif de connexion. Une rotation du corps
principal 1 ou plus précisément du dispositif de connexion entraîne donc
également en rotation la bague fendue 11. Cette dernière est
avantageusement extensible en écartant plus ou moins les extrémités 11 a
et 11 b, comme c'est le cas lors de l'introduction d'un tube 20 dans le
dispositif de connexion et en traversant la bague fendue 11.
La bague 1 1 est réalisée par exemple avec une matière plastique
ou métallique dont l'élasticité permet en partant d'un état non contraint ou
non déformé de la bague 11 dans lequel son diamètre intérieur est plus
faible que le diamètre extérieur des tubes 20, de se déformer élastiquement
et de s'agripper sur ledit tube 20 lors de son introduction dans ledit
dispositif.
Extérieurement, le corps principal 1 peut être pourvu de
nervures longitudinales externes 1 a, 1 b destinées à faciliter la préhension
et la manipulation du dispositif de connexion. II est ainsi plus facile de
tourner le dispositif de connexion conforme à l'invention de façon manuelle
avec ou sans outil spécifique.
Le corps 1 prêsente avantageusement une zone centrale
particulièrement résistante. Cette zone centrale, localisée entre les
chambres tronconiques 5, présentant une épaisseur accrue et les nervures
externes longitudinales 1 a permet de renforcer le corps 1, lequel peut
résister à des pressions élevées, par exemple de l'ordre de 50 bars, selon
un mode de réalisation donné.
La bague fendue 11 est pourvue intérieurement d'un filetage 12
présentant un diamètre plus petit que le diamètre extérieur des tubes 20
destinés à être raccordés. Les bagues fendues 11 viennent donc prendre
appui sur les tubes destinés à être raccordés dès que ces derniers sont
engagés dans le dispositif de connexion. Les bagues fendues 1 1, disposées
respectivement dans les chambres tronconiques 5 des portions 2a et 2b
présentent un filetage en sens inverse.
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Le corps principal 1 étant réalisé par exemple par une soudure
au miroir de deux demi-coquilles obtenues par exemple par injection de
matière plastique, génère donc que des bavures le long du plan de joint
desdites demi-coquilles. Afin que ces bavures ne gênent pas la bague
fendue 11 dans son déplacement dans la chambre tronconique 5, ladite
bague fendue 11 est pourvue de deux saignées 13 longitudinales
diamétralement opposées qui viennent se positionner sur ce plan de joint de
manière à écarter tout problème de serrage ou de coincement éventuel.
Selon un mode de réalisation, le corps 1 est constitué de deux
demi-coquilles moulées identiques. Aux fins de l'assemblage, l'une des
demi-coquilles est pivotée de 180° selon un axe transversal à l'axe
longitudinal ~,~-y', pour former une deuxi~me chambre tronconique 5
pourvue d'une nervure longitudinale 7. Chaque demi-coquille ne présente
donc qu'une seule nervure longitudinale 7 (figure 1, par exemple).
La bague fendue 11 présente avantageusement une surface
périphérique 14 de forme convexe. Cette surface périphérique 14 présente
par exemple une courbure du type sphérique permettant un serrage de
ladite bague 11 sans coincement dans la chambre tronconique 5. Le
serrage de ladite bague fendue 11 est bien évidemment obtenu par un
déplacement longitudinal de ladite bague fendue 11 le long de la nervure
longitudinale 7 en partant de la grande base de cône matérialisée par
l'épaulement 6.
Les figures 6 et 7 représentent un autre exemple de réalisation
de la bague 11. La figure 7 est une vue selon la flèche F de la figure 6. La
bague 11 comporte des rainures 14a longitudinales, s'étendant sur une
partie de sa longueur en partant d'une extrémité 14b. Les rainures 14a
traversent complètement l'épaisseur radiale de la bague 11 et s'ouvrent
vers l'extérieur à l'extrémité 14b. Les rainures 14a sont réparties
radialement de manière à délimiter un ensemble de languettes radiales 14c
du côté de l'extrémité 14b, chaque languette radiale 14c étant ainsi
délimitée par une paire de rainures 14a. Une partïe de la longueur de la
bague 11 partant de l'autre extrémité 14d, opposée à l'extrémité 14b, relie
l'ensemble des languettes radiales 14c. La bague 11 peut ainsi s'adapter
parfaitement sur des tubes légèrement déformés ou ovalisés, grâce à la
présence des rainures 14a et des languettes radiales 14c. Ces dernières
facilitent donc l'introduction du tube 20 dans la bague 1 1, notamment
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quand ledit tube 20 présente une section qui n'est plus parfaitement
circulaire.
La figure 2 représente une vue en coupe du dispositif de
connexion conforme à l'invention dans laquelle la bague fendue 11 de
gauche c'est-à-dire celle située dans la portion 2a prend appui contre
l'épaulement 6 et sur la nervure longitudinale 7. Dans la portion 2b on a
matérialisé par un trait mixte un tube 20 engagé dans le dispositif de
connexion et plus précisément dans la portion 2b. Le tube 20 est engagé
pour venir en butée contre l'épaulement que constitue la nervure circulaire
centrale 9 et traverse donc la bague fendue 11. Cette dernière s'écarte
donc légèrement pour venir en appui ou se rapprocher de la paroi interne 5a
de la chambre tronconique 5. C'est la surfacé périphérique extérieure 14 de
la bague fendue 11 qui vient ainsi vers le cône formé par la chambre
tronconique. Lorsque le tube 20 est introduit dans le dispositif de
connexion, l'écartement de la bague fendue 1 1 provoque une amorce ou un
début d'incrustation du filetage interne 12 dans le matériau constitutif dudit
tube 20. Le filetage intérieur 12 des bagues fendues 11 présente par
exemple une section à angles vifs du type triangle rectangle pour former
des crans hélicoïdaux s'opposant à tout retrait du tube 20 lorsque ledit
filetage interne 12 s'est incrusté dans la périphérie dudit tube 20.
Un exemple d'un tel filetage interne 12est représenté par
exemple à la figure 3.
La figure 4 montre un raccordement terminé entre deux
tubes 20 grâce au dispositif de connexion. La figure 4 montre un
raccordement terminé dans lequel les tubes 20 sont définitivement
immobilisés à l'aide du dispositif de connexion. Un léger mouvement de
traction sur chaque tube 20 permet d'entraîner vers l'extérieur les bagues
fendues 11, lesquelles viennent se resserrer davantage autour des tubes 20
par la coopération entre la paroi interne 5a des chambres tronconiques 5 et
des surfaces extérieures 14.
On obtient ainsi une incrustation accrue des crans
hélicoïdaux 15 dans la matiëre constitutive des tubes 20 pou aboutir en
définitive à un blocage complet des extrémités des tubes 20 dans le
dispositif de connexion.
Avec le dispositif de connexion conforme à l'invention, les
extrémités des tubes 20, après avoir subi un léger mouvement de retrait
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pour le blocage (cf. figure 4), restent dans la zone localisée entre les
chambres tronconiques 5, à savoir la zone renforcée.
La figure 5 représente une vue en coupe selon la ligne V-V de la
figure 4.
Le raccordement de deux tubes 20 s'effectue ainsi en
emmanchant parallèlement à l'axe longitudinal y-y' (cf. figure 2) les
extrémités desdits tubes 20. La mise en butée contre la nervure circulaire
centrale 9 est réalisée par un mouvement de rotation du corps principal 1
dans le sens opposé à celui correspondant au désaccouplement. Ce dernier
est obtenu en imprimant au corps principal 1 un mouvement de rotation de
manière à libérer progressivement les extrémités des tubes 20 des filetages
internes 12. Ceci est possible grâce aux nervures longitudinales 7 qui
permettent d'entraîner en rotation les bagues fendues 11. Les extrémités
des tubes 20 sont ainsi simultanément repoussées vers l'extérieur du
dispositif de connexion. Le désaccouplement complet est obtenu après un
certain nombre de rotations du corps 1 et ce grâce au filetage interne 12
en sens opposé des deux bagues fendues 11.
La connexion du dispositif de connexion avec les extrémités du
tube 20 s'effectue en engageant chaque extrémité dans la bague 11
correspondante, éventuellement avec une rotation relative du tube 20 par
rapport à la bague 11, puis, en fin d'engagement, en exerçant une traction
sur le tube 20 pour déplacer la bague 11 dans sa chambre tronconique 5 et
obtenir un serrage complémentaire sur le tube 20.
Le dispositif de connexion conforme à l'invention trouve son
application pour le raccordement de tube en matériau plastique, par
exemple en PEHD, PP ou PVC. Le dispositif de connexion conforme à
l'invention présente l'avantage d'être démontable et ce sans outil
spécifique. Le démontage manuel est envisageable sans problème. En
outre, aucune préparation spécifique des extrémités de tubes 20 n'est
nécessaire pour arriver à leur raccordement. Le dispositif de connexion
présente également une grande résistance mécanique sans augmenter son
encombrement. L'utilisation de machine automatique de pose est donc
parfaitement indiquée.
Par ailleurs, le dispositif de connexion conforme à l'invention est
intéressant dans la mesure où le raccordement de deux tubes 20 se fait de
façon extrêmement rapide, et la fiabilité d'un tel raccordement n'en est pas
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altérée. En effet, la présence de la nervure circulaire centrale 9 permet
d'indiquer à l'utilisateur d'un tel raccordement jusqu'où il faut introduire
les
extrémités des tubes 20 pour obtenir un raccordement satisfaisant.
L'engagement des extrémités des tubes 20 se fait par conséquent jusqu'à
la mise en butée desdites extrémités contre la nervure circulaire centrale 9.
En outre, les portées cylindriques 4 et 8 longitudinales
permettent de réaliser un guidage longitudinal des tubes 20 et leurs
dimensions relativement importantes permettent d'assurer une étanchéité
méme sous de forts rayons de courbure auxquels peut être soumis
l'ensemble constitué de tubes 20 et du dispositif de connexion. Les joints
10, par exemple toriques, permettent d'assurer cette étanchéité en
coopération avec les portées 4 et 8. ,
C'est en particulier le joint 10 logé dans la rainure circulaire 4a
de la portée extrême 4 qui permet d'obtenir des rayons de courbures
progressifs pour les tubes 20 raccordés, en conservant l'étanchéité et en
retardant l'apparition de « l'effet de paille » pour lesdits tubes 20.
La forme du dispositif de connexion et plus particulièrement la
forme fuselée du corps 1, permet également son utilisation dans un toron
de tubes, ce qui est particulièrement avantageux.
Son utilisation sur des machines d'enfouissement monotube et
multitubes est ainsi envisageable sans difficulté.
