<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D' I N V E N T I O N. Société dite: BOWDEN (ENGINEERS) LIMITES - de nationalité anglaise, Viotoria Road, Willeeden Junotion, Londres N.W.10 - Angleterre PERFECTIONNEMENTS AUX ACCOUPLEMENTS DE TUYAUX FLEXIBLES.
Ayant fait l'objet d'une demande de brevet en Grande-Brettagne N 12840/41 en dates des 4 octobre 1941 (demande provisoire ) et 7 avril 1942 (demande définitive.)
La présente invention concerne des perfectionnements aux éléments composants d'accouplements de tuyaux flexibles du genre comprenant un tuyau flexible comportant des couches tubulaires de matière élastique, comme du caoutchouc sous diverses formes, natu- rel ou synthétique, renforcées par une ou plusieurs couches tubu- laires de matière de renforcement disposées entre ces couches de matière élastique, un organe inséré, tubulaire, rigide, interne et un manchon ou virole métallique oiroonférentiellement continu qui est formé d'une matière propre à la contraction, comme du laiton,
'un alliage d'aluminium, de l'acier doux ou du bronze phosphoreux, et qui est contracté pour assujettir le tuyau sur l'organe inséré (qui peut être formé de la même matière que le manchon ou virole), et qui sont appropriés, et plus spécialement destinés, à être employés conjointement avec des tuyaux pour moyennes et hautes pressions, (s'est à dire des tuyaux convenant pour des pressions de 35 Kos par om2 et au-dessus) tels que ceux employée pour la transmission hydraulique ou pneumatique de puis- sanoe, om pour le transport de substances gazeuses, liquides, semi-solides ou visqueuses, sous pression, lorsqu'il est très important que ni le manchon ou virole, ni l'organe inséré ne puis- se tre expulsé ou détaché du tuyau,
en méme temps que les ten- sionsf d'accrochage ne se démontrent pas trop sévères pour la ma-
<Desc/Clms Page number 2>
tière du tuyau.
Avec des accouplements de ce genre, il est nécessaire de sceller ou fixer le tuyau sur l'organe inséré d'une façon suffisam- ment intime pour empêcher tout échappement de fluide, et également de maintenir ou agripper le tuyau entre le manchon et l'organe in- Aéré avec suffisamment de force pour prévenir tout risque qu'il ne soit expulsé axialement par la pression fluide interne, et la pres- sion de contraction qui doit âtre exercée dans ce dernier but excé- de d'ordinaire celle qui eet nécessaire pour réaliser un joint é- tanche au fluide, et peut àtre tellement élevée qu'il y a danger de rompre ou de contraindre inutilement les parois de caoutchouc du tuyau, et ce danger est accru lorsque le caoutchouc ou autre ma- tière élastique est de faible élasticité,
comme par exemple le ca- outchoua dit "oourt", ou certains succédanés de caoutchouc dont l'usage s'est imposé par les nécessités de la guerre.
En envisageant d'obvier à cette difficulté, la présente inven- tion est caractérisée par la formation d'une zone d'assujettisse- ment séparée, située entre la zone de scellement et l'extrémité du tuyau, dans laquelle le manchon ou virole est contracté de manière si énergique qu'à déplacer sur les côtés le caoutchouc, ou matière analogue, des couches interne et externe, dans cette zone, en sor- te de mettre à nu la couche de renforcement sur ses faces opposées et déterminer un serrage ou fixation énergique de la portion décou- verte, des moyens étant prévue pour l'échappement du @@outchouc ainsi déplacé à partir de cette zone mise à nu.
Généralement le renforcement ou armature découvert est mainte- nu par contact direct avec le manchon ou virole et l'organe inséré, mais ne sont pas exclus les cas où un ou plusieurs éléments dis- tinots interviennent dans la prise, pourvu que pareils éléments @ n'affaiblissent pas sensiblement la prise du tuyau sur l'organe inséré. Par exemple, un anneau de métal peut âtre interposé entre le manchon ou virole et le tuyau, et se trouve fixé axialement avec le manchon ou virole comme conséquence de l'opération de oon- traction.
La raison prinoipale de la rupture de l'accouplement, sous l'effet de la pression fluide considérable régnant à l'intérieur du
<Desc/Clms Page number 3>
tuyau, est l'insuffisance de la prise, sur l'organe inséré, du caoutchouc ou matière analogue se trouvant entre la matière de renforcement et l'organe inséré, et comme, conformément à la pré- sente invention, le renforcement ou armature est maintenu de façon sûre, à. l'enoontre d'un déplacement d'ensemble, et offre une gran- de résistance à l'allongement lorsque le tuyau est scellé, par le manchon ou virole, sur l'organe inséré, l'extrémité du tuyau res- tara maintenue de façon sûre entre le manchon ou virole et l'organe inséré avec des pressions internes plus élevées que celles généra- lement possibles jusqu'à présent,
ou bien, alternativement, la pression de contraction dans la zone de scellement peut être ré- duite, ce qui est particulièrement avantageux lorsque des caout- choucs "courts" sont employés pour établir le tuyau,
Il est essentiel pour les bute de l'invention, que la matière déplacée de la zone découverte ou mise à nu, puisse s'échapper dans chaque direction.
La matière s'échappant vers ou au delà de l'extrémité du tuyau, c'est à dire vers la gauche dans la fig.l,, peut être retenue dans l'élément composant de l'accouplement, au- quel cas le manchon ou virole sera formé et dimensionné de manière telle, avant contraction,, et la contraction sera conduite de façon telle qu'un espace est maintenu entre le manohon ou virole, et inséré 1'organe/ou d'autres parties de l'accouplement, pour recevoir la matière déplacée.
L'échappement dans l'autre direction, c'est à dire vers la droite de la fig.1, se produit par déplacement de la matière du tuyau, et la prévision d'un espace approprié entre la surface du tuyau et le manchon ou virole, facilitera cet échappement et servi- ra également pour la réception de toute matière du tuyau déplacée vers la zone d'assujettisssement par la contraction dans la z8ne de scellement.
Conformément à la forme de disposition principale et préfé- rée de l'invention, on laisse le tuyau, là ou le renforcement est à mettre à nu, de la mme épaisseur, avant l'opération d'écrase- ment, que le restant du tuyau à l'intérieur du manchon ou virole.
On peut toutefois, suivant une méthode modifiée, réduire la quanti- té de matière du tuyau à déplacer, en enlevant des portions de cette
<Desc/Clms Page number 4>
matière avant l'opération d'écrasement; notamment un anneau de matière peut âtre enlevé de la couche élastique extérieure, et cet anneau peut s'étendre en profondeur jusqu'au renforcement, ou bien, dans le cas de tuyaux de plus fortes dimensions, il peut être possible d'enlever une portion ou la totalité de la couche interne, ou bien encore on peut employer une combinaison de ces méthodes, et la matière restante est ultérieurement déplacée par l'écrase- ment .
Il doit toutefois être entendu que la demanderesse ne revendique pas la méthode d'établissement d'un élément composant (ou des éléments composants établis selon pareille méthode), dans laquelle les deux faces du renforcement sont Misse à découvert en enlevant ainsi la matière du tuyau, sans en laisser déplacer par l'écrasement, cette méthode (et les éléments composants éta- blis conformément) formant l'objet de son brevet anglais 550.891.
Tandis que dans les formes ou dispositions de l'invention spécifiquement décrites dans le présent mémoire, la zone découverte dans laquelle le renforcement est directement saisi entre le manchon ou virole et l'organe inséré, s'étend jusqu'à l'extrémité, ou sensiblement jusqu'à. l'extrémité du renforcement, les formes ou dispositions dans leqquelles elle ne s'étend pas de cette façon ne sont pas exclues.
L'invention est applicable aux dispositions de tuyaux dans lesquelles le renforcement est de nature composite, par exemple une couche de métal tressé avec une ou des couches adjacentes de tissu.
Les renforcements généralement rencontrés dans les tuyaux pour moyennes et hautes pressions sont de structure tressée, et peuvent être composés soit de métal, soit de matière textile. La demanderesse a trouvé qu'un renforcement consistant en une ou des couches de métal tressé, c'est à dire des groupes de fils d'acier à haute résistance, tressés à la forme tubulaire, emprisonnées entre deux couches de tissu (qui peuvent être soit tressées, soit tissées) donne de très bons résultats lorsqu'il est employé dans les buta de l'invention.
Dans les cas où le tuyau comporte une pluralité de couches de
<Desc/Clms Page number 5>
renforcement séparées par du caoutchouc ou une matière analogue, ce dernier peut également être expulsé par la contraction du manohon ou virole, de sorte que les oouohes de renforcement sont ramenées ensemble et maintenues sur l'organe inséré de la même manière qu'avec une couche de renforcement unique.
Alternativement, une partie d'une ou plusieurs des couches de de matière renforcment et une partie de la matière élastique peuvent tre enlevées, laissant intact l'autre ou les autres couches de matière de renforcement, qui est ou sont saisies lorsque la portion restante de la matière élastique dans la zone d'assujettissement est déplacée par la contraction.
L'organe inséré peut être pourvu d'une gorge à sa périphé- rie, et une portion de la matière de renforcement découverte peut être pressée par le manchon ou virole dans la gorge, ou bien, alternativement, le renforcement mie à découvert peut être rabattu autour d'une nervure ou rebord de l'organe inséré.
Une zône de contraction additionnelle, dans laquelle la con- trainte maximum est moindre que celle de la z8ne de scellement peut être prévue pour arrêter l'échappement du caoutchouc au delà de l'extrémité de l'organe inséré qui est engagée dans le tuyau , un espace pour la réception de la matière élastique dé- placée étant de préférence prévu, comme représenté dans les dessins annexée, entre cette zone de moindre contrainte et la zone de scellement pour recevoir le caoutchouc déplacé vers lui,
On peut achever la contraction à la zone d'assujettisse- ment avant d'effectuer la contraction à la zône de scellement, ou bien les deux contractions peuvent être réalisées en une seule opération, la contraction commençant d'abord à la zone d'assujettissement,
c'est à dire en faisant mouvoir ou obli- geant des matrices se fermant radialement, d'abord contracter le manchon ou virole là où l'armature ou renforcement tressé est à mettre à découvert, avant que les matrices n'atteignent le manchon ou virole dans la zone de scellement, et ensuite à compléter ou achever la contraction simultanément.
Un manchon ou virole dont l'épaisseur de paroi est cons- tante convient bien pour les bute de l'invention.
<Desc/Clms Page number 6>
Il doit être entendu que lorsque, dans le présent mémoire, il est parlé de contraction du manchon ou virole, on entend une contraction qui en produit la déformation permanente.
A l'effet que l'invention puisse âtre plus aisément comprise, on se référera aux dessina annexée, dans lesquels; Fig.l est une vue en élévation longitudinale et coupe, dans laquelle la moitié inférieure de la vue montre les parties prêtes pour la contraction et la moitié supérieure montre la forme des parties après contraction, et la fig.2 est une vue du manchon ou virole dans sa forme initiale. Fig. est une élévation longitudinale, partie en coupe, d'un élément composant d'accouplement modifié, comportant un organe inséré coudé.
Fig.4 est une élévation longitudinale, montrant une liaison modifiée entre l'organe inséré et l'écrou employé pour accoupler l'élément composant, et fig,b est une vue, pour moitié en coupe, du manchon ou virole employé dans cette disposition, Fig.6 est une élévation longitudinale d'une forme ou disposition analogue à celle représentée dans la fig.4, mais modifiée pour 'être employée avec un organe inséré ooudé.
L'élément composant d'accouplement de tuyau, représenté, oomprend un manchon ou. virole 1 en forme de bouteille, et un organe inséré 2, ainsi qu'un tuyau flexible 3 qui comporte des couches ti- bulaires interne et externe, 4, 5, en caoutchouc ou matière analogue, et une couche de renforcement intermédiaire 6, notamment formée d'un organe tressé en fil, qui peut comprendre des couchée interne et externe en tissu tressé.
Le manchon ou virole est, comme d'ordinaire, contracté dans le sens radial, dans la zone 7, pour appliquer le tuyau sur l'orgue inséré avec une pression suffisante que pour sceller le tuyau et l'organe inséré de façon propre à empêcher les fuites et, dans ce but, la contraction du manchon ou virole doit être limitée pour que lea couches de caoutchouc ou de toute façon la couche interne 4, ne soient pas rompues ou déchirées.
Cependant, pareille priée du tuyau sur l'organe inséré peut être insuffieante à empêcher un déplacement axial relatif entre le tuyau et l'organe inséré, sous l'effet d'une pression fluide intérieure du tuyau, et, pour cette
<Desc/Clms Page number 7>
raison, on contracte le manchon ou virole dans la zone 8, avec une pression élevée telle que le caoutchouc des deux couches interne et externe, s'écoule suffisamment que pour mettre à découvert l'armature ou tressage 6, et cet organe est saisi fortement et directement entre le manchon ou virole et l'organe Inséré,
L'organe inséré comporte une gorge périphérique ou annulaire continue, 9, dans la zone de contraction 8, et l'armature ou tressage mis à découvert est refoulé dans cette gorge, et verrouillé ou fixé axialement avec l'organe inséré.
La gorge peut être interrompue circonférentiellement, de manière à verrouiller ou fixer également l'armature ou treasage à l'encontre d'un mouvement de rotation par rapport à l'organe inséré, ou bien l'armature ou tressage peut être rabattu par dessus une nervure ou anneau.périphérique, continu ou interrompu. La prise ou fixation directe de l'armature ou tressage suffit d'ordinaire à empêcher pareille rotation relative.
Le col 10 du manchon ou virole est engagé par la partie épaissie 11 de l'organe inséré et, par suite, l'épaulement 12 du manchon ou virole ferme celle des extrémités de l'anneau qui contient l'extrémité du tuyau. Une cavité 13 existe entre l'extrémité du tuyau et la paroi terminale 12 lorsque la contraction commence et une autre cavité est mémagée entre les zones 7 et 8, formée dans l'exemple illustré par le jeu entre la paroi du tuba externe et le manchon ou virole, avant que ce dernier ne soit contraoté. Le tuyau est représenté dilaté par une portion en forme de collet 15, dans laquelle est formée la gorge 9.
La gorge 16 formée entre le collet 15 et la partie élargie il fait partie de la cavité 13,
Lorsqu'on désire empêcher plus complètement l'échappement du caoutchouc au délà de l'extrémité de l'organe inséré qui est enga gée dans le tuyau, on peut produire une zône supplémentaire de contraction 17 entre l'extrémité de l'organe inséré engagée dans le tuyau et la zone de scellement 7, de préférence approximativement autour de l'extrémité de l'organe inséré; la contrainte maximum dans cette zone 17 est moindre que le maximum dans la zône 7.
La contraction de la zônef 8 peut être exécutée avant que la contraction de la zone de scellement ne soit commencée ou achevée,
<Desc/Clms Page number 8>
Alternativement, la contraction des zones 7, 8 peut être réalisée en une opération, la contraction dans la zone d'assujettissement étant commencée avant la contraction dans la zone de scellement et, lorsqu'on produit une ou@plusieurs zônes de pression additionnelle, 17, toutes les zones de pression peuvent être produites en une opération. La demanderesse préfère emplpyer des matrices mobiles en direction radiale pour engendrer les différentes zones de pression, mais d'autres moyens peuvent convenir, comme le procédé par chocs ou percussion ou un procédé analogue.
La portion principale du manchon ou virole peut être formée d'un cylindre d'épaisseur de paroi uniforme, comme représenté, ou bien elle peut être constituée d'un cylindre comportant un ou plusieurs élargissements annulaires externes, locaux, à une ou plusieurs, ou chacune des zones de pression. Les matrices peuvent recevoir un profil ou des gradins convenables, à l'effet de produire une plus grande pression de contraction là où le renforcement métallique est à mettre découvert que dans la zône 7 ou la zone 17.
Alternativement, ei des élargissements convenables sont prévue, des matrices co-linéaires ou alignées ou une matrice convergente peuvent être employées, les diamètres extérieure des élargissements é-, tant choisis, dans le premier cas de manière que les matrices commencent d'abord à contracter l'élargissement autour de la partie du tuyau à décharner, c'est à dire où l'armature ou tressage est à mettre à découvert, après quoi les matrices commencent à contracter la zone de scellement 7 et ensuite la zone 17, et finalement les contractions se poursuivent simultanément.
L'extrémité interne du manohon ou virole peut être évasée en 18, c'est à dire conformée par chocs ou percussion, ou autrement refoulée, ou bien elle peut simplement être pourvue d'un congé.
Le manohon ou virole peut être formé d'une feuille ou d'un tube, avec l'aide d'outils de presse, ou bien 11 peut 'être établi par usinage à partir d'une barre pleine ou d'un tube.
L'organe inséré peut être usiné à partir d'une barre. Le manchon ou virole et l'organe inséré peuvent, dans certains cas, être formés d'une seule pièce, mais généralement la demanderesse préfère les cons- tituer par des pièces séparées.
<Desc/Clms Page number 9>
La portion saillante élargie de l'organe inséré peut s'ajuster exactement dans le col du manchon ou virole en forme de bouteil le,et dans certains cas elle peut être reliée axialement, ou en même temps axialement et oiroulairement, à ce col, c'est à dire en contractant radialement le col dans ou autour d'une partie profilée de l'organe inséré, comme décrit dans le brevet anglais 540.591 de la demanderesse, mais les dispositions d'accouplement illustrées dans la présente demande, sont établies, entre autre, pour éviter cette opération. UN espace pourl'échappement du caout- chouc peut cependant être laissé entre l'extrémité du manchon ou virole et l'organe inséré.
Dans la disposition représentée dans la fig.l, l'organe inséré comporte une extrémité de joint mâle,19, conique, sphérique ou analogue, en vue de son engagement avec une contrepartie femelle sur la pièce à laquelle l'élément composant d'accouplement doit être assemblé, L'organe inséré peut cependant constituer la pièce femelle si on le désire, ou bien il peut être extérieurement fileté pour former une jonction mâle.
Le col du manchon ou virole est inséré dans l'écrou 20 employé pour former la laison entre l'extrémité de joint 19 et sa contrepartie, et une lèvre conique 21 est formée, avec le concoure d'un outil approprié, à l'extrémité du col, cette lèvre s'engageant derrière un rebord conique 22 formé par une des parois d'une gorge 23 de l'écrou.
L'organe inséré est alors engagé à travers le col du manchon ou virole avec un bon ajustage et il comporte une portion conique 24 afin de venir porter contre la surgaoe interne conique de la lèvre, de manière que lorsque l'écrou est vissé, la lèvre du manchon ou virole soit assujettie de façon sûre entre l'écrou et l'organe inséré, et maintenue à l'encontre d'un déplacement tant axial que radial.
En outre la solidité de l'organe inséré en cet endroit, est considérablement augmentée par.la manchon ou virole qui l'abrite
Lorsqu'on applique cette méthode.de retenue de l'écrou sur des raccords coudés ou autres raccorde angulaires, comme représenté dans la fig.3, la demanderesse préfère, ainsi qu'illustré, éviter l'emploi d'un manchon ou virole coudé ou angulaire, mais utiliser
<Desc/Clms Page number 10>
un organe inséré coudé ou angulaire et d'y assujettir le manchon ou virole fortement en écrasant une portion du col du manchon ou virole dans une gorge 25 de l'organe inséré, ou autour d'une nervu- re ou d'une saillie de cet organe,
et cet organe inséré peut être agencé pour recevoir un raccord séparé 26 qui doit assurer le con- tact de joint avec Isolément d'accouplement associé. Dans ce cas l'organe inséré est dilaté à son extrémité externe, pour former une lèvre de retenue 27, la lèvre s'engageant derrière un retord 22 de l'écrou tandis que le raccord de joint est pourvu d'une partie conique 28 pour assujettir la lèvre entre lui même et l'éorou lors- que ce dernier est vissé, et forme ainsi un joint fermé entre le raccord de joint et l'organe inséré.
Alternativement, (voir figures 4 et 5) le col du manchon ou vi- role peut comporter une gorge externe 28a et plusieurs, notamment quatre, fentes axiales 29, pratiquées dans la longueur du col jus- qu'à son extrémité sxterne, afin de lui permettre d'être suffisam- ment déformé que pour passer à travers l'ouverture forcée dans l'é- crou par le rebord 30.
Un outil cet alors introduit pour ouvrir l'extrémité refermée, derrière le rebord 30 de l'écrou, lequel rebord pénètre alors dans la gorge du col et ainsi empêche l'éorou d'être enlevé de l'extré- mité du manchon ou virole, sans entraver la liberté de rotation de l'écrou. La paroi latérale 31 de la gorge 28a forme une face de poussée lorsque l'écrou est vissé. Le col ne doit pas néoessaire- @ ment tre fendu, ruais pout être d'une dimension lui permettant de passer à travers l'ouverture de l'écrou et, lorsqu'il est engagé dans l'éorou, le col est dilaté dans la gorge de l;ócrou à l'aide d'un outil tel qu'une chasse, dudgeon ou analogue.
Ces dernières dispositions de montage d'écrou sont également applicables aux raccords coudée ouautres raccords angulaires (voir fig.6), car l'organe inséré et le col du mana%on ou virole peuvent étre roliés ensable en écrasant le manchon ou virole dans la gorge 28 de l'organe lnaéré, 3t au liau que ce soit le manohon ou virole, l'organe inaéré peut être pourvu d'une gorge 32, la partie de l'or- gane inséré située au delà de la gorge 32 étant dilatée derrtèrs 10 rebord 30 de l'écrou,
et un raccord de joint distinct 26 étant insé-
<Desc/Clms Page number 11>
ré dans cette extrémité de l'organe inséré et étant fixé au dit organe par Inaction ou l'opération de vissage de l'écrou. L'extrémité de l'organe ingéré peut être fendueaxialement, si on le désire, de manière qu'il doive 'être refermé avant qu'il ne puisse passer à travors l'ouverture de l'écrou.
L'éorou peut être monté pivotant sur l'organe inséré de plusieurs autres manières, notamment par la. méthode usuelle d'enfilage de l'éorou sur l'organe inséré à partir de l'extrémité interne de ce dernier, afin d'amoner un épàulement de l'écrou oontre une face de poussée de l'organe inséré, ou par les méthodes suivant la demande de brevet N 356,180 du 9 août 1945, de la. demanderesse pour:"Perfectionnements aux accouplements de tuyaux", et son brevet anglais 540.489. REVENDICATIONS.
1. La méthode d'établissement d'un élément composant d'ac- couplement de tuyaux, propre à 'être employé conjointement avec des tuyaux pour moyennes et hautes pressions, le dit élément composant comportant la portion terminale d'un tuyau flexible, qui comprend des couches tubulaires interne et externe de caoutchouc ou matière élastique analogue, et une couche intermédiaire de matière flexible de renforcement, scellée à joint étanche au fluide contre un organe inséré rigide, par la contraction d'un manchon ou virole métallique oirconférentillement continu, de manière à former une zone de scellement, caractérisée par le fait que be manchon ou virole est contracté de façon si énergique, dans une zone séparée de fixation, située entre la zône de scellement et l'extrémité du tuyau,
qu'à déplacer des deux cotés la matière élastique des couches interne et externe dans cette zône en aorte de découvrir les deux faces de la couche de renforcement et réaliser une prise énergique du manchon ou virole et de l'organe inséré sur la portion mise à découvert, qui ne dé- pend pas de la matière élastique, des moyens étant prévus pour tenir compte de l'échappement du caoutchouc ainsi déplacé de cette zône mise à découvert.