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Raccord de fixation pour un tube annelé
La présente invention a pour objet un raccord de fixation pour un tube annelé.
Il existe actuellement de nombreux raccords permettant de connecter des tubes, que ce soit entre eux ou à certains dispositifs particuliers. La plupart de ces raccords sont des raccords filetés classiques.
Toutefois on connaît également des raccords qui fonctionnent sans filetage.
Le brevet français FR 2 391 411 propose, par exemple, un raccord pour deux tubes dont au moins un est un tube ondulé comportant des nervures hélicoïdales. Ce raccord comprend un élément annulaire d'accouplement engagé dans une gorge des ondulations d'un premier tube à proximité de son extrémité, de façon à ce que celui-ci fasse saillie radialement autour du tube, et une butée annulaire montée sur le deuxième tube.
L'élément annulaire d'accouplement est fixé sur la butée de façon à maintenir les deux éléments tubulaires assemblés. Pour être étanche, ce type de raccord doit être très fortement serré, et un mouvement relatif de rotation d'un tube par rapport à l'autre détruirait l'étanchéité du raccord.
Dans le brevet européen EP 0 444 857 Bd, on décrit un raccord permettant de relier d'une manière étanche et sans filetage un tube ondulé à un organe de raccordement. Cet organe comprend une cavité cylindrique dans laquelle vient se loger une extrémité du tube ondulé. Une bague fendue qui peut s'écarter radialement est fixée à l'extrémité du tube ondulé.
Lors de l'introduction du tube dans la cavité, la bague fendue est comprimée et vient se bloquer dans une gorge circonférentielle aménagée dans la cavité cylindrique. L'étanchéité est assurée par un ou plusieurs joints toriques monté (s) sur le tube ondulé en arrière de la bague fendue.
Un des désavantages principaux de ce type de raccord est qu'il est presque impossible de le démonter sans le détruire.
Le but de la présente invention est de proposer un raccord de fixation non fileté pour un tube annelé, aisément montable et démontable, et résistant à d'éventuelles tractions et rotations exercées sur le tube. On souhaite notamment que ce raccord puisse être aisément rendu étanche aux
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fluides véhiculés. Ce type de raccord trouve une application particulièrement intéressante dans le gaînage de cheminées de chauffage domestique, en vue de soustraire les parois de cheminées à l'action agressive des gaz de combustion et des condensats corrosifs.
A cette fin, dans les habitations anciennes, il faut insérer dans les cheminées, après la construction de l'habitation, des tubes et accessoires de raccordement qui doivent répondre à de nombreuses exigences telles que la résistance à des températures élevées et à des fluides corrosifs, une étanchéité élevée, une grande facilité de montage et de démontage, et un faible coût.
A cette fin, la présente invention concerne un raccord de fixation pour un tube annelé, comprenant au moins un manchon dont le diamètre intérieur est au moins égal, et de préférence très légèrement supérieur, au plus grand diamètre extérieur du tube annelé, à l'intérieur duquel vient se loger une extrémité du tube annelé, ainsi qu'au moins une bague de fixation, qui se caractérise en ce que le manchon comporte au moins deux orifices alignés circonférentiellement, comprenant chacun une partie large et une partie étroite, adjacentes et communiquant entre elles ; la bague est discontinue circonférentiellement et déformable radialement, et est pourvue d'au moins deux tenons faisant saillie vers l'intérieur, comprenant chacun une base étroite ;
la bague est applicable autour du manchon de manière à ce que chaque tenon traverse la partie large d'un orifice et s'engage dans la structure annelée du tube de manière à le retenir axialement à l'intérieur du manchon ; la base étroite de chaque tenon étant, par rotation de la bague, encastrable dans la partie étroite d'un orifice, de manière à empêcher tout déplacement radial de la bague.
Par tube annelé, on entend désigner un tube dont la paroi comprenne de nombreuses rainures et protubérances à sa surface extérieure. Généra- lement, de tels tubes sont globalement cylindriques, et leurs rainures et protubérances présentent une symétrie de révolution. Toutefois, la présente invention est également applicable à des tubes annelés dont la section serait autre que circulaire, par exemple elliptique.
De tels tubes peuvent notamment être constitués de métal ou d'une matière plastique. Lorsqu'ils sont destinés au gaînage de cheminées, ces tubes sont fréquemment constitués de polyfluorure de vinylidène. A titre d'exemple de tels tubes de gaînage, on peut citer les tubes RENOFLEX de la firme DRAKA POLVA, fabriqués à partir de polyfluorure de vinylidène
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SOLEX (de la firme SOLVAY).
Par raccord de fixation, on entend désigner tout dispositif permettant de raccorder, de manière rectiligne ou non, un tube à un autre tube ou à un appareil quelconque, tel qu'une pompe, une chaudière, ou encore à une pièce d'obturation, sans que le tube ne risque de se détacher du raccord sous l'effet de vibrations ou d'efforts de traction ou de rotation.
Par manchon, on désigne un corps creux ouvert au moins à une de ses extrémités, et souvent à ses deux extrémités. Habituellement, les manchons utilisés dans le cadre de l'invention présentent la forme générale d'un cylindre, ou sont constitués de plusieurs tronçons cylindriques succesifs de diamètres différents. Le manchon peut être constitué de toute matière adaptée à cet usage et aux fluides véhiculés, comme exposé ci-dessus pour les tubes.
Les orifices pratiqués dans le manchon sont de préférence régulièrement espacés autour de celui-ci ; ainsi, par exemple, ils sont de préférence diamétralement opposés lorsque leur nombre est de deux.
La bague peut être constituée de tout matériau approprié, par exemple de métal ou de plastique, pour autant qu'on puisse en écarter radialement les deux extrémités pour l'appliquer autour du manchon. La largeur de la fente séparant les deux extrémités de la bague est choisie en fonction du diamètre extérieur du manchon et de la flexibilité de la bague. Avantageusement, la surface extérieure de la bague est munie d'une ou plusieurs nervures, transversales et/ou circonférentielles, afin d'en augmenter la rigidité.
Les tenons dont est pourvue la bague sont généralement allongés circonférentiellement, et présentent de préférence une section développée sensiblement rectangulaire, de même que les parties larges des orifices pratiqués dans le manchon, qu'ils doivent pouvoir traverser. Avantageusement, ces tenons ont des dimensions très légèrement inférieures à celles des parties larges des orifices. Les mêmes considérations sont applicables aux bases des tenons par rapport aux parties étroites desdits orifices. En coupe transversale, la base d'un tenon peut soit constituer une zone étroite se reliant continûment à l'extrémité du tenon par élargissement progressif, soit constituer une zone de largeur faible mais constante précédant l'extrémité du tenon qui a une largeur supérieure.
Les tenons sont destinés à s'engager dans la structure annelée du tube ; de préférence, la forme de l'extrémité des tenons correspond à celle des
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rainures que présente la paroi extérieure du tube, de façon à ce que les extrémités des tenons puissent se loger dans ces rainures et immobiliser fermement le tube dans la direction axiale, tout en n'empêchant pas totalement une éventuelle rotation. Pour cette raison ainsi que pour faciliter leur insertion dans les orifices du manchon, les extrémités des tenons ont de préférence, en coupe transversale, une section appropriée, par exemple en forme de trapèze, aux angles éventuellement arrondis.
La longueur, la largeur, ainsi que le nombre des tenons sont notamment choisis en fonction du diamètre du manchon et de la force de traction à laquelle le raccordement doit résister. Si cette force est élevée, on choisira des tenons dont la surface latérale d'appui sur le tube annelé est relativement plus grande que pour un raccord qui n'est soumis qu'à de faibles forces.
Un avantage du raccord selon la présente invention réside dans le fait qu'il peut être monté facilement, sans outils spéciaux. On peut en outre le désassembler et le réassembler à plusieurs reprises sans que la qualité du raccordement n'en souffre. De plus, après son raccordement, le tube annelé peut encore subir une rotation autour de son axe sans que cela ne nuise à la qualité du raccordement.
Selon un mode de réalisation particulier, le raccord de la présente invention peut être rendu étanche au moyen d'au moins un joint d'étanchéité disposé à proximité de l'extrémité du tube, entre la surface extérieure de celui-ci et le manchon, de manière à améliorer l'étanchéité du raccord aux fluides.
Ce joint peut être réalisé dans tout matériau connu à cet effet ; il s'agit généralement d'un élastomère adapté à l'utilisation visée. Ainsi, par exemple, si le fluide véhiculé dans le tube a une température élevée, on pourra notamment utiliser un élastomère fluoré.
La section, le nombre de joints et leur qualité dépendent du degré d'étanchéité que l'on veut obtenir ainsi que de la nature et des propriétés du fluide transporté dans le tube. Il est important de souligner que la fonction d'étanchéité est indépendante de la fonction raccord. La section du joint peut être quelconque, par exemple torique ou trapézoïdale. De préférence, la section du joint correspond à la forme des rainures que présente la paroi extérieure du tube, de façon à ce qu'il puisse s'insérer entre deux rainures et y être immobilisé axialement.
Il peut être utile que le joint comporte, sur
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sa face extérieure, c'est-à-dire celle qui sera en contact avec la surface intérieure du manchon, une ou plusieurs lèvres annulaires, afin de réduire le frottement lors de l'insertion de l'extrémité du tube, munie du joint, à l'intérieur du manchon, tout en garantissant une étanchéité élevée.
Il est possible de combiner plusieurs types de joints différents sur un même tube. La position du joint sur l'extrémité du tube est choisie de façon à ce que le joint se trouve à l'intérieur du manchon une fois que l'extrémité du tube y est insérée, et assure ainsi l'étanchéité entre le tube et le manchon. Plus précisément, il convient que le joint soit disposé à un endroit situé entre l'extrémité du tube et les orifices dans lesquels s'inséreront les extrémités des tenons une fois que la bague de fixation sera installée, afin d'éviter toute fuite par ces orifices.
De préférence, la surface extérieure du manchon comporte une butée empêchant la bague de fixation de tourner après son installation. La position de la butée est généralement choisie à proximité immédiate d'une des deux extrémités de la bague lorsque celle-ci se trouve en position finale.
De cette façon, la bague ne peut plus tourner ni dans un sens ni dans l'autre. En effet, dans un sens la rotation est limitée par les parties étroites des orifices, et dans l'autre par la butée. La fixation ne pourra donc se défaire involontairement même si elle est soumise à des vibrations ou à une rotation du tube.
Avantageusement, la surface extérieure du manchon est munie d'un siège délimité par des protubérances, de manière à faciliter le positionnement axial de la bague. Ces protubérances peuvent par exemple consister en de petits plots régulièrement espacés sur la périphérie du manchon, et alignés circonférentiellement, de manière à former deux rangées circulaires dont l'écartement corresponde à la largeur de la bague. Elles peuvent également consister en deux nervures, continues ou non, de même écartement. Ces protubérances facilitent le positionnement de la bague de fixation sur le manchon et peuvent contribuer à renforcer ce dernier. A cette fin, on préfère utiliser deux nervures continues.
Selon un autre mode de réalisation, l'espace intérieur du manchon comprend un épaulement annulaire formant une butée intérieure contre laquelle vient s'appuyer l'extrémité du tube annelé.
En considérant le manchon à partir de l'extrémité par laquelle y entre le tube, cette butée annulaire est située après les orifices par lesquels
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peuvent passer les tenons de la bague. Cette butée évite que l'on n'introduise le tube annelé trop loin à l'intérieur du manchon.
Préférablement, le bord intérieur de l'épaulement annulaire comporte une projection coaxiale au manchon, formant avec la surface intérieure du manchon une zone annulaire dans laquelle vient se loger l'extrémité du tube annelé.
Circonférentiellement, la projection peut être continue ou discontinue ; dans ce dernier cas, on préfère que la projection soit au moins présente au droit des parties étroites des orifices du manchon.
Avantageusement, l'épaulement annulaire est muni d'un tronçon de cylindre coaxial au manchon, dont le diamètre corresponde au diamètre intérieur de l'épaulement annulaire.
Cette projection du bord intérieur de l'épaulement annulaire permet de rendre le tube plus résistant aux efforts de compression radiale que peuvent dans certains cas provoquer les tenons dont est munie la bague de fixation et/ou le (s) joint (s) d'étanchéité. En outre, l'épaulement annulaire et sa ou ses projections peut contribuer à faciliter l'écoulement du fluide à l'intérieur du raccord à proximité de l'extrémité du tube.
Selon une variante avantageuse, le raccord comprend en outre une pièce de renforcement qui est introduite à l'intérieur de l'extrémité du tube annelé.
Cette pièce renforce le tube à l'intérieur du manchon, et le rend plus résistant aux efforts de compression radiale que peuvent dans certains cas provoquer les tenons dont est munie la bague de fixation et/ou le (s) joint (s) d'étanchéité. En outre, si sa longueur est suffisante, cette pièce renforce le tube à l'entrée du manchon. De cette manière, le risque d'endommagement du tube par le bord du manchon, par exemple en cas de flexion du tube, est minimisé. La pièce comporte de préférence à l'une de ses extrémités un rebord annulaire, continu ou non, dirigé vers l'extérieur, et dont le diamètre extérieur est tel qu'il permette encore l'insertion de la pièce dans le manchon, afin de garantir que cette pièce reste disposée à l'extrémité du tube et ne se déplace pas axialement à l'intérieur de celui-ci.
La pièce peut être constituée de toute matière adaptée à cet usage et aux fluides véhiculés, par exemple de métal ou de matière plastique. Sa section est adaptée à celle de l'intérieur du tube ; elle est généralement circulaire.
Selon une autre variante, l'extrémité du manchon dirigée vers le tube
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annelé comporte une partie tronconique, de façon notamment à y faciliter l'introduction du tube.
La partie tronconique est particulièrement utile pour relier un tube d'un diamètre relativement important à un raccord. En effet, comme le diamètre intérieur du manchon a un diamètre sensiblement égal au plus grand diamètre extérieur du tube annelé, la partie tronconique située à l'entrée du manchon facilitera l'introduction du tube. En outre, cette partie tronconique évite que le joint disposé à l'extrémité du tube ne soit déplacé ou endommagé lors de l'insertion de l'extrémité du tube dans le manchon.
Le raccord peut avantageusement comporter, à la surface extérieure du manchon, une rainure de guidage des tenons. Cette rainure peut être continue ou n'exister qu'à proximité des orifices. Elle permet de guider les tenons dans les orifices lors de l'installation de la bague de fixation autour du manchon, ce qui peut être utile lors d'un raccordement dans un endroit peu accessible, lorsqu'un opérateur raccorde un tube sans le voir.
D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un raccord particulier conforme à l'invention, décrit à
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titre d'exemple non-limitatif sur base des dessins en annexe, dans lesquels : - la Figure la représente une vue de face de la bague de fixation ; - la Figure lb montre une vue de profil de la bague de fixation ; - la Figure le montre une coupe longitudinale à travers la bague de fixation (coupe selon l'axe BB de la Figure la) ;
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- la Figure 2a représente une vue de profil de l'extrémité du manchon, - la Figure 2b représente une coupe transversale du manchon (coupe selon un plan perpendiculaire à son axe et passant par le centre de ses orifices), - la Figure 2c représente une coupe longitudinale du manchon (coupe selon un plan contenant son axe et passant par le centre de ses orifices), - les Figures 3a, 3b et 3c montrent les différentes étapes du raccordement entre un tube annelé et un manchon, en coupe transversale ; - les Figures 4a, 4b et 4c représentent des coupes longitudinales selon les axes A-A, B-B, et C-C des manchons des Figures 3a, 3b et 3c respecti- vement.
La Figure 5 représente un élément de raccordement en T comprenant 2 raccords conformes à l'invention.
Sur les différentes figures, des références identiques désignent des éléments identiques.
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Sur les Figures la, Ib et le, la bague de fixation est globalement identifiée par la référence 10. Elle comprend deux tenons 12 faisant saillie vers l'intérieur, diamétralement opposés. Une fente 14 est aménagée dans la bague 10 de façon à ce que l'on puisse en écarter radialement les deux extrémités pour l'appliquer autour du manchon. La largeur de la fente 14 de la bague 10 est choisie en fonction du diamètre extérieur du manchon et de la flexibilité de la bague. Il va de soi que celle-ci doit être réalisée en matériau suffisamment souple de façon à ce que l'on puisse l'écarter radialement pour l'appliquer autour du manchon (voir Figures 3).
Sur la Figure Ib, on peut distinguer des nervures de renforcement 16 sur la surface extérieure de la bague 10.
Sur les Figures 1b et 1c, on voit la base 13, plus étroite, de chacun des tenons 12.
Les Figures 2a, 2b et 2c représentent différentes vues du manchon 18 d'un raccord conforme à l'invention. On y distingue le siège 20 sur lequel peut être disposée la bague de fixation (non représentée). Ce siège est délimité sur chaque côté par une nervure 22 qui sert de guide lors de l'application de la bague de fixation. Au centre de ce siège est prévue une rainure de guidage 24 dans laquelle peuvent glisser les tenons 12 de la bague de fixation 10 lors de son application.
La surface extérieure du manchon comprend également une butée 26.
Les orifices 28 comprennent une partie large 30 et une partie plus étroite 32, adjacente. La partie large 30 des orifices 28 est dimensionnée de sorte que les tenons 12 de la bague 10 puissent y pénétrer facilement tandis que la partie étroite 32 des orifices 28 est dimensionnée en fonction des bases des tenons, plus étroites, de façon à ce que celles-ci puissent s'y engager, empêchant ainsi la bague de fixation 10 d'être écartée radialement après son installation.
L'espace intérieur 34 du manchon, où viendra se loger le tube annelé (non représenté), comprend un épaulement annulaire 36 formant une butée pour le tube annelé.
Les figures 3a, 4a, 3b, 4b et 3c, 4c montrent une séquence de montage du raccord selon la présente invention.
Sur les Figures 3a et 4a (cette dernière représentant une coupe de la Figure 3a selon la ligne AA), on voit la bague de fixation 10 qui a été écartée radialement pour être appliquée autour du manchon 18. Les
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tenons 12 se trouvent dans une position quelconque, et prennent appui sur le fond de la rainure de guidage 24.
En tournant la bague de fixation 10 dans le sens indiqué par la flèche sur la Figure 3a, les tenons 12 pénètrent dans les parties larges 30 des orifices 28, dont les dimensions ont été choisies à cet effet. Les tenons 12 étant plus larges que les parties étroites 32 des orifices 28 mais moins larges que leurs parties larges 30, ils ne peuvent s'engager directement que dans ces dernières. Comme la bague de fixation 10 est sous tension puisqu'elle a été écartée radialement, les tenons 12 seront poussés dans les parties larges 30 des orifices 28 dès qu'ils seront en face de celles-ci, comme représenté sur les Figures 3b et 4b.
En continuant à faire tourner la bague de fixation 10 dans le même sens, les bases étroites 13 des tenons 12 s'engagent dans les parties étroites 32 des orifices 28. La bague de fixation 10, dans cette position, ne peut plus être écartée radialement. Les extrémités des tenons 12 sont engagées entre 2 nervures du tube annelé, dont l'extrémité a été préalablement introduite à l'intérieur 34 du manchon, de façon à retenir le tube axialement.
Lorsque la bague se trouve dans la position finale, comme représenté sur les Figures 3c et 4c, la butée 26 empêche la bague de fixation 10 de tourner dans le sens inverse c.-à-d. qu'il n'est pas possible que la bague de fixation 10 revienne dans sa position initiale sans que l'on ne soulève quelque peu son extrémité qui est en contact avec la butée 26. Il est évident que pour des raisons d'efficacité, la position de la butée 26 est de préfé- rence choisie de manière à ce qu'elle soit à proximité immédiate ou en contact avec une extrémité de la bague de fixation 10 lorsque celle-ci se trouve en position finale. Ainsi, même lorsque le raccord est soumis à des vibrations ou à un mouvement de rotation, la fixation ne se défera pas d'elle-même.
La Figure 5 montre un élément de raccordement 38 en forme de T qui comprend deux raccords 40 et 42 conformes à l'invention et une ouverture d'inspection ou de raccordement d'une canalisation latérale 44, obturée par un couvercle 46 vissé.
Ce dispositif est destiné à être utilisé pour le gaînage de cheminées de chauffage domestique. Il connecte entre eux deux tubes annelés RENOFLEXX de la finne DRAKA POLVA, fabriqués à partir de
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polyfluorure de vinylidène SOLEX (de la firme SOLVAY). Ces tubes présentent une excellente résistance à la corrosion et au vieillissement, même dans des conditions très sévères. L'aspect extérieur de ces tubes est particulier en ce sens que les ondulations ne sont pas régulières mais se présentent sous forme de groupes distincts de quelques nervures et rainures, séparés par des tronçons purement cylindriques. L'élément de raccordement de la Figure 5 est particulièrement utile pour raccorder ce genre de tubes.
Les raccords 40 et 42 sont du même type que celui qui est représenté sur les figures précédentes. Après assemblage, les extrémités des tenons 12 se situent entre deux groupes de nervures et rainures du tube. De cette manière, le tube est immobilisé axialement à l'intérieur du manchon.
Les tubes 48 sont équipés d'un joint d'étanchéité torique 50 de section trapézoïdale, muni d'une lèvre 52 dirigée vers l'extérieur, empêchant toute fuite d'émanations toxiques ou corrosives.
L'espace intérieur du raccord 40 comporte un épaulement annulaire 36 formant une butée pour le tube annelé. Sur le bord intérieur de cet épaulement annulaire est fixée une projection cylindrique 54, formant avec la paroi intérieure du manchon une zone annulaire dans laquelle se loge l'extrémité du tube 48. Cette zone sert de guide au tube et améliore l'écoulement des fluides à l'intérieur du raccord. Dans le cas de réseaux de tubes destinés au gaînage de cheminées de chauffage domestique, cet épaulement annulaire 36 et cette projection 54 facilitent aussi le ramonage de la cheminée et empêchent que de la suie ou des condensats ne se déposent entre le raccord et le tube.
Avant son insertion dans le manchon, l'extrémité du tube a été renforcée par une pièce cylindrique intérieure 56 dont l'extrémité comporte un rebord annulaire dirigé vers l'extérieur, de manière à limiter son enfoncement à l'intérieur du tube.