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"Perfectionements au procède d'assemblage de deux pièces 'bout à 'bout par vissage, en particulier dans le cas des tubesu
La présente invention est relative à l'assemblage de deux pièces bout à bout. Elle est appli- câble dans;
des conditions particulièrement avantageuses à . l'assemblage de tubes métalliques pour l'établissement de canalisations et c'est cette application qui-sera décrite ici à titre d'exemple, sans qu'il en résulte une limita- tion de la portée de l'invation.
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On connaît le ëo-oëhê-cL'assembiage de deux tubes bout à tout, procédé consistant à fileter l'extrémité des tubes et à les raccorder par un manchon taraudé. Ce procède donne lieu à des difficultés dues principalement aux causes suivantes :
L'dpération du filetage des tubes, en vue de leur rac- cordement, est une opération délicate;
elle demande de la part de l'ouvrier qui l'exécute une certaine capacité et de la conscience professionnelle; elle nécessite un outillage pré- cieux coûteux et précis, difficile à entretenir convenablement.
D'autre part, malgré les progrès de la technique du travail des tubes, ceux-ci doivent encore être le plus souvent filetés sur le chantier. C'est là une véritable opération d'ajustage, car il ne faut pas qu'un jeu important existe entre le tube et son manchon; cette opération est donc relativement longue et onéreuse.
De plus, malgré les précautions prises pour obtenir un filetage aussi parfait que possible, il importe de noter que l'étanchéité est le plus souvent obtenue par interposition, en- tre les filets, d'une certaine quantité de filasse, nécessaire pour combler les vides existant entre lesdits filets.
En outre, après pose du manchon ou raccord, le i'ile- tage déborde toujours ce dernier; il en résulte donc, sur quelques millimètres de longueur, une section nettement affai- blie.
Il y a lieu de noter également que le filetage des ex- trémités entrâine la nécessité de donner à ces derniers une paroi relativement épaisse, étant donné que cette paroi doit résister, après l'amincissement résultant du filetage, à la pression du fluide véhiculé et que, en outre, il est indispen- sable que le métal puisse supporter l'effort considérable que lui fait subir le travail de filetage lui-même.
En d'autres termes, avec le procédé d'assemblage de ces tubes par filetage des extrémités des tubes eux-mêmes, on est obligé de prévoir pour ceux-ci, sur toute leur longueur, une épaisseur de beaucoup supérieure à celle qu'exigerait la{
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pression interne, qu'ils doiventsupporter. Il en résulte une mauvaise utilisation du métal et, comme conséquence, un poix de revient trop élevé des installations
On a également réalisé la raccordement des tubes métalliques par soudure à l'étain, sur les extrémités, desdits tubes, de raccords spécialement préparés à cet effets
Ia demanderesse a écarté dans ses recherches l'ap- port de tout métal non ferreux et la présente invention a été conçue pour remédier aux inconvénients qui viennent d'être ex- posés.
Elle consiste essentiellement à assembler les tubes au moyen de bagues (ou raccords) fixées aux extrémités: des tubes soit à l'usine productrice desdits tubes, soit sur les Chan** tiers de pose, par l'une des opérations indiquées ci-après, ou par une opération similaire, à l'exclusion, de la soudure à l'é- tain, ces bagues pouvant être préalablement filetées suivant les normes x actuellement en vigueur en vue de leur assemblage ultérieur avec des pièces standardisées.
Lorsque l'invention est appliquée à un tube mé- tallique mince, c'est-à-dire à un tube dont l'épaisseur de paroi a été déterminée compte tenu,, uniquement,, de la pression interne, l'invention procure encore cet avantage que les: bagues susvisées constituent un renforcement des parties à assembler.
Un tube métallique à paroi mince combiné avec les bagues d'assemblage précitées fixées à ses extrémités présente les caractéristiques et avantages suivants L'épaisseur de la paroi est déterminée en fonction de la pression interne, ou pression du fluide véhiculé, et on réalise par suite une économie importante de métal;
Alors que dans les canalisations ordinaires en acier, les points d'assemblage des tubes entre eux ou avec les raccords, vannes, robinets, etc.. constituent des points fai- bles, en raison de l'enlèvement de métal résultant de l'opé- ration de filetage, et cela bien que l'on donne à la paroi du tube une épaisseur de beaucoup supérieure à celle qu'exigerait la pression du fluide véhicule, avec le tube objet de l'in-
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vention les points d'assemblage de la canalisation se t rouvent, au contraire, renforcés;
Enfin, l'invention permet l'utilisation., pour la jonction des tubes minces, de tous les raccords, pièces spéciales, vannes et robinets filetés suivant les normes actuelles.
Sur le dessin annexé, on a représenté schématiquement en coupe, à titre d'exemples seulement, sans aucun caractère li- mitatif de la portée de l'invention, divers modes de réalisation de celle-ci :
Les fige 1 à 8 se rapportent au cas des tubes minces; les fig. 9 à 14 illustrent une variante de l'invention applicable bien aussi/aux tubes à paroi épaisse qu'aux tubes à paroi mince. la fig. 1 montre la fixation par sertissage, sur le tube mince l, de la bague d'assemblage 2, filetée, les rainures de sertissage étant indiquées en 3.
Dans le mode de rélisation de la fig. 2, la bague 2 est emmanchée à chaud et rivéeen bout, comme on l'a montré en 4.
La :fige 3 montre une variante dans laquelle la bague 2 est soudée en bout, en 5, par soudure autogène sur le tube 1.
Dans la variante de la fige 4, la bague 2 est chambrée en 6 pour recevoir le tube 1 et les pièces sont rendues solidaires par soudure autogène en 7 sur la tranche de la bague et sur- le tube. la fig. 5 représente un autre mode de réalisation dans lequel le filet est embouti au moyen d'un manchon spécial 8, l'étanchéité étant assurée par serrage sur une portée conique 9, ou cône d'étanchéité, prévue à cet effet dans le manchon; lors de la pose du manchon 8, l'extrémité du tube se trouve déformée de manière telle qu'elle vienne s'appliquer étroitement contre la portée 9.
Dans le mode d'exécution que montre la fig. 5, le man- chon 8 est symétrique pour permettre l'assemblage de deux tubes bout à bout,, Mais ledit manchon peut aussi comporter d'un côté un filetage normalisé, pour le raccordement du tube avec un rabi- net, un raccord ou une pièce spéciale quelconque filetée d'après les normes actuelles .
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la fig. 6 montre une autre variante encore dans la- quelle la bague 10 est emmanchée à chaud, le tube @@ 1 étant serti à l'intérieur de ladite bague qui comporte, à cet ef- fet, une rainure de sertissage 11 ; l'opération de sertissage se fait à l'aide d'un mandrin appropriè. la partie 12: de la bague est destinée à servir d'ap- pui à la clé de vissage;
cette partie peut éventuellement '.être moletée ou cannelée. Comme le montre en 12' la fig. 7, elle peut être renforcée et comporter un contour polygonal, à six pans par exemple.
Dans le mode de réalisât ion de la fig. 8, la fixation de la bague 13 sur le tube mince 1-est obtenue par emmanche- ment à chaud et par dudgeonnage, les rainures de dudgeonnage étantindiquées en 14. Sur cette figure, le tracé en traits mixtes représente le renforcement de la partie de la bague des.. tinée à recevoir la clé de vissage, renforcement dont il a été question à propos de la fig. 7.
Le procédé d'assemblage que montrent les fig. 9 à 14 ', constitue une variante de celui que représente la fig. 5 ; dans cette variante, on réalise un véritable filetage des ex- trémltés des tubes, tout en écartant les inconvénients inhé- rents au procédé d'assemblage par filetage tel qu'il est pra- tiqué actuellement. le procédé d'assemblage des fig. 9 à 14 est essentiellement caractérisé par l'application du moyen général consistant à utiliser des manchons ou raccords dont le filetage est rendu coupant sur une faible, partie de sa longueur et à faire jouer à ces manchons le râle de filière pour la for- mation d'un filetage sur la pièce à assembler.
Le procédé objet de l'invention est applicable à l'as- semblage bout à bout de deux pièces quelconques. A titre d'exemple,, mais sans aucun caractère limitatif de la portée de ladite invention, on va, décrire ici son application au cas, par- ticulièrement intéressant, de l'assemblage de tubes.
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La fig. 9 est une coupe par l'axe et la fig. 10 une vue en bout d'un manchon ou raccord préparépour servir de filière ; la fig. 11 montre le même raccord vissé sur un tube dans lequel il a lui-même formé le filetage; ]La fig, 12 représente l'extrémité d'un tube préparé pour son adaptation à un manchon de type différent; la fig. 13 montre le manchon précité vissé sur le tube de la fig. 12;
La fig. 14, enfin, est une variante de la fig. 13.
Corne on le voit plus particulièrement sur les fig.
9 et 11, le filetage du raccord 15 utilisé pour l'assemblage des tubes est,. conformément à l'invention, rendu coupant sur une faible partie de sa longueur, grâce à des entailles 16, en no-mbre convenable, pratiquées obliquement (par rapport à l'axe) à ses extrémités et intéressant quelques filets.
Il est facile de comprendre que si l'on visse sur un tube un raccord ainsi préparé,, ledit raccord Boira comme une filière, nais avec cette différence capirale qu'ayant fait son propre logement et ne devant pas être, démonté, sa liaison avec le tube sera absolument parfaite. Même si des imperfections existaient sur le filetage du manchon, ces dômes imperfections se reproduiraient sur le filet taillé sur le tube. On peut donc, lorsque l'épaisseur de la paroi du tube le permet (voir fig. Il), donner au filet taillé par le raccord une hauteur rigoureusement égale à celle du filet de ce raccord.
En pareil cas, l'ajustement des deux filetages est donc absolument par- fait et l'étanchéité du joint peut être obtenue, cornue le montre l'expérience, métal sur métal, sans interposition d'aucune fibre ni d'aucune matière pâteuse. lorsque l'épaisseur de la paroi du tube est telle qu'el- le ne permet pas d'obtenir un filet plein et étanche, on donne au manchon filateur un diamètre intérieur tel que la profondeur
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du filet obtenu sur le tube ne soit que de quelques dixièmes de millimètre . C'est le cas du manchoh 15' de la fig. 13.
Mais il est évident que le joint ne peut se faire alors sur le filetage lui-même, en raison de l'existence d'un vide (voir fig. 13 ) entre le fond des filets du raccord et la surface extérieure du tube. Pour obtenir l'étanchéité dans ce cas, on réalise un joint par serrage de l'extrémité du tube sur une por- tée conique 18 du raccord.
Dans ce mode de réalisation, il importe que la portée du cône d'étanchéité n'ait pas lieu sur l'amorce du filetage : il est donc prudent de pratiquer sur les tubes,, avant vissage du raccord, un léger rétreint, comme on le voit en 19 sur la fig. 12. Ce rétreint peut être obtenu facilement avant le sec- tionnement au moyen d'un coupe-tube comportant un galet de forme convenable, ou par tout autre moyen approprie. lorsqu'on visse le raccord 15' sur un tube ainsi pré- paré, le rétreint 19 échappe aux filets coupants; et, à la fin du vissage, cette partie 19 vient s'appliquer contre le cône 18 du raccord.
La pente des cônes 18 et 19 étant légèrement dif- férente, on obtient, lorsqu'on achève le serrage du raccord, un emboutissage de l'extrémité du tube ayant pour effet d'ap- pliquer très étroitement la partie 19 sur le cône du raccord.
Le joint ainsi obtenu est parfaitement étanche.,
Une fois le raccord serré on peut, si on le désire, donner un coup d'alésoir en 20 (fig. 13 pour supprimer la sail- lie de la partie 19 à l'intérieur du tube et pour conserver ainsi à la canalisation une section uniforme, en tous points.
Dans la variante que montre la fig. 14, le joint d'é- tanchéité est obtenu, en quelque sorte, de manière inverse, le tube présentant à son extrémité une partie 19', emboutie vers l'extérieur et s'appliquant contre une portée conique 18' du manchon 15".
Il va de soi que le joint des fig, 13 et 14 peut être appliqué également à des tubes de paroi relativement épaisse :
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@ pour ces derniers, l'emboutissage est seulement un peu plus difficile à obtenir. les raccords présentent de préférence une dispo- sition telle que les rainures 17 représentées sur le dessin et destinées à faciliter l'action d'un outil de serrage.
Pour obtenir les filets coupants dont il a été question précédemment, il faut naturellement due ceux-ci aient une dureté suffisante. Un moyen paraissant particulièrement indiqué est la cémentation de l'acier doux ou demi-doux ou encore de la fonte malléable. On peut aussi fabriquer les raccords ou manchons en acier dur traité suivant les règles de l'art,, ou encore en fonte malléable incomplètement décarburée.
Il est bien évident que la présente invention ne vise pas uniquement le raccordement des tubes par manchons et raccords, mais qu'elle s'étend à tout montage comportant le système "vis et écroua.
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1. procédé d'assemblage de pièces métalliques et, plus particulièrement, de tubes minces,soit entre eux, soit aveo tous raccords, pièces spéciales, vannes, robinets, etc.. filetés suivant les normes en vigueur,, procédé consistant à fixer sur les extrémités des tubes des bagues filetées, ladite fixation se faisant par tous moyens appropriés quelconques et, par exemple, par sertissage, par emmanchement à chaud et rivage ou matage, par soudure autogène, par sertissage intérieur, par dudgeonnage, etc..
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements in the assembly process of two pieces 'end to' end by screwing, in particular in the case of tubesu
The present invention relates to the assembly of two parts end to end. It is applied in;
particularly advantageous conditions. the assembly of metal tubes for the establishment of pipelines and it is this application which will be described here by way of example, without resulting in any limitation of the scope of the invitation.
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We know the ëo-oëhê-cL'assembiage of two end-to-end tubes, a process consisting of threading the end of the tubes and connecting them by a threaded sleeve. This procedure gives rise to difficulties mainly due to the following causes:
The operation of the threads of the tubes, with a view to their connection, is a delicate operation;
it requires on the part of the worker who performs it a certain capacity and professional conscience; it requires valuable, costly and precise tools that are difficult to maintain properly.
On the other hand, despite the progress in the technique of working tubes, they still have to be threaded most often on the site. This is a real adjustment operation, because there must be no significant play between the tube and its sleeve; this operation is therefore relatively long and expensive.
Moreover, in spite of the precautions taken to obtain a thread as perfect as possible, it is important to note that the seal is most often obtained by interposing, between the threads, a certain quantity of tow, necessary to fill the gaps. voids existing between said threads.
In addition, after fitting the sleeve or fitting, the ile- tage always extends beyond the latter; this therefore results, over a few millimeters in length, in a markedly weakened section.
It should also be noted that the threading of the ends entails the need to give the latter a relatively thick wall, given that this wall must resist, after the thinning resulting from the thread, the pressure of the fluid conveyed and that, moreover, it is essential that the metal be able to withstand the considerable force imposed on it by the threading work itself.
In other words, with the method of assembling these tubes by threading the ends of the tubes themselves, it is necessary to provide for them, over their entire length, a thickness much greater than that which would be required. the{
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internal pressure, which they must bear. This results in improper use of the metal and, as a consequence, an excessively high cost of the installations.
The connection of the metal tubes was also carried out by soldering with tin, on the ends of said tubes, of fittings specially prepared for this purpose.
The applicant has ruled out in its research the use of any non-ferrous metal and the present invention has been designed to remedy the drawbacks which have just been explained.
It essentially consists in assembling the tubes by means of rings (or fittings) fixed at the ends: of the tubes either at the factory producing said tubes, or on the third-party laying Channels, by one of the operations indicated below , or by a similar operation, excluding tin soldering, these rings possibly being threaded beforehand according to the standards x currently in force with a view to their subsequent assembly with standardized parts.
When the invention is applied to a thin metal tube, that is to say to a tube whose wall thickness has been determined taking into account only the internal pressure, the invention further provides this advantage that the: abovementioned rings constitute a reinforcement of the parts to be assembled.
A thin-walled metal tube combined with the aforementioned assembly rings fixed at its ends has the following characteristics and advantages The thickness of the wall is determined as a function of the internal pressure, or pressure of the fluid conveyed, and consequently significant savings in metal;
While in ordinary steel pipelines, the points of assembly of the tubes with each other or with fittings, valves, taps, etc., constitute weak points, due to the removal of metal resulting from the operation. - thread ration, and this although the wall of the tube is given a thickness much greater than that required by the pressure of the vehicle fluid, with the tube subject to the in-
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vention the assembly points of the pipe are t rouvent, on the contrary, reinforced;
Finally, the invention allows the use., For the junction of thin tubes, all the fittings, special parts, valves and threaded taps according to current standards.
In the accompanying drawing, there is shown schematically in section, by way of example only, without any limiting nature of the scope of the invention, various embodiments thereof:
Figures 1 to 8 relate to the case of thin tubes; figs. 9 to 14 illustrate a variant of the invention which is applicable both to thick-walled tubes and to thin-walled tubes. fig. 1 shows the fixing by crimping, on the thin tube l, of the threaded assembly ring 2, the crimping grooves being indicated at 3.
In the embodiment of FIG. 2, the ring 2 is hot pressed and riveted at the end, as shown in 4.
The: fig 3 shows a variant in which the ring 2 is end-welded, at 5, by autogenous welding on the tube 1.
In the variant of pin 4, the ring 2 is chambered at 6 to receive the tube 1 and the parts are made integral by autogenous welding at 7 on the edge of the ring and on the tube. fig. 5 shows another embodiment in which the thread is stamped by means of a special sleeve 8, the sealing being ensured by clamping on a conical bearing surface 9, or sealing cone, provided for this purpose in the sleeve; when fitting the sleeve 8, the end of the tube is deformed in such a way that it comes to rest closely against the bearing 9.
In the embodiment shown in FIG. 5, the sleeve 8 is symmetrical to allow the assembly of two tubes end to end ,, But said sleeve can also include on one side a standardized thread, for connecting the tube with a rabbit, a fitting or any special piece threaded according to current standards.
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fig. 6 shows yet another variant in which the ring 10 is hot-pressed, the tube 1 being crimped inside said ring which has, for this purpose, a crimping groove 11; the crimping operation is carried out using a suitable mandrel. part 12: of the ring is intended to act as a support for the screwdriver;
this part may optionally be knurled or grooved. As shown at 12 'in FIG. 7, it can be reinforced and include a polygonal contour, with hexagon for example.
In the embodiment of FIG. 8, the fixing of the ring 13 on the thin tube 1-is obtained by hot fitting and by expansion, the expansion grooves being indicated at 14. In this figure, the line in phantom represents the reinforcement of the part of the ring of .. tinée to receive the screwing key, reinforcement which was discussed in connection with fig. 7.
The assembly process shown in Figs. 9 to 14 ', constitutes a variant of that shown in FIG. 5; in this variant, a real thread is produced for the ends of the tubes, while eliminating the drawbacks inherent in the method of assembly by thread as it is currently practiced. the assembly process of FIGS. 9 to 14 is essentially characterized by the application of the general means consisting in using sleeves or fittings the thread of which is made cutting over a small part of its length and in making these sleeves play the die rale for the formation a thread on the part to be assembled.
The method which is the subject of the invention is applicable to the end-to-end assembly of any two parts. By way of example, but without any limiting nature of the scope of said invention, its application will be described here to the particularly interesting case of the assembly of tubes.
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Fig. 9 is a section through the axis and FIG. 10 an end view of a sleeve or fitting prepared for use as a die; fig. 11 shows the same screwed connection on a tube in which it has itself formed the thread; ] Fig, 12 shows the end of a tube prepared for its adaptation to a sleeve of a different type; fig. 13 shows the aforementioned sleeve screwed onto the tube of FIG. 12;
Fig. 14, finally, is a variant of FIG. 13.
Horn can be seen more particularly in FIGS.
9 and 11, the thread of connector 15 used for assembling the tubes is ,. according to the invention, made cutting over a small part of its length, thanks to notches 16, suitable no-mbre, made obliquely (relative to the axis) at its ends and involving a few threads.
It is easy to understand that if we screw on a tube a fitting thus prepared, said fitting will drink like a die, but with this major difference that having made its own housing and not having to be, dismantled, its connection with the tube will be absolutely perfect. Even if imperfections existed on the thread of the sleeve, these domed imperfections would reproduce on the thread cut on the tube. It is therefore possible, when the thickness of the wall of the tube allows it (see fig. II), to give the thread cut by the connector a height strictly equal to that of the thread of this connector.
In such a case, the fit of the two threads is therefore absolutely perfect and the tightness of the joint can be obtained, as experience has shown, metal to metal, without the interposition of any fiber or any pasty material. when the thickness of the wall of the tube is such that it does not make it possible to obtain a full and tight thread, the spinning sleeve is given an internal diameter such as the depth
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of the net obtained on the tube is only a few tenths of a millimeter. This is the case with the manchoh 15 'of fig. 13.
But it is obvious that the seal cannot then be made on the thread itself, due to the existence of a vacuum (see fig. 13) between the bottom of the threads of the fitting and the outer surface of the tube. To obtain the seal in this case, a seal is produced by clamping the end of the tube on a conical bearing surface 18 of the fitting.
In this embodiment, it is important that the bearing of the sealing cone does not take place on the beginning of the thread: it is therefore prudent to practice on the tubes, before screwing the fitting, a slight shrinkage, as one seen at 19 in FIG. 12. This shrinkage can be obtained easily before sectioning by means of a pipe cutter comprising a roller of suitable shape, or by any other suitable means. when the connector 15 'is screwed onto a tube thus prepared, the neck 19 escapes the cutting threads; and, at the end of screwing, this part 19 comes to rest against the cone 18 of the fitting.
The slope of the cones 18 and 19 being slightly different, when the tightening of the fitting is completed, a stamping of the end of the tube is obtained, having the effect of applying the part 19 very closely to the cone of the tube. connection.
The seal thus obtained is perfectly sealed.,
Once the connection is tight, it is possible, if desired, to give a reamer cut at 20 (fig. 13 to eliminate the protrusion of part 19 inside the tube and thus to keep the pipe section. uniform in all respects.
In the variant shown in FIG. 14, the seal is obtained, in a way, in the reverse manner, the tube having at its end a part 19 ', stamped outwards and pressing against a conical bearing surface 18' of the sleeve 15 " .
It goes without saying that the seal of figs, 13 and 14 can also be applied to relatively thick wall tubes:
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@ for the latter, stamping is only a little more difficult to achieve. the fittings preferably have an arrangement such as the grooves 17 shown in the drawing and intended to facilitate the action of a tightening tool.
To obtain the cutting threads which were discussed previously, it is naturally necessary that they have sufficient hardness. A means which seems particularly suitable is the case hardening of mild or semi-mild steel or else of malleable cast iron. It is also possible to manufacture the fittings or sleeves in hard steel treated according to the rules of the art, or else in malleable iron incompletely decarburized.
It is obvious that the present invention is not aimed solely at the connection of tubes by sleeves and fittings, but that it extends to any assembly comprising the "screw and nut system".
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1. method of assembling metal parts and, more particularly, thin tubes, either with each other or with all fittings, special parts, valves, taps, etc .. threaded according to the standards in force, process consisting of fixing on the ends of the tubes of the threaded rings, said fixing being done by any suitable means and, for example, by crimping, by hot press-fit and riveting or matting, by autogenous welding, by internal crimping, by expanding, etc.
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