Olov Magnus NORMARK.
La présente invention concerne un joint destiné à former un assemblage, de préférence, entre des pièces et/ou des éléments mécaniques, au moins une pièce ou un élément comportant une surface extérieure principalement cylindrique ou à plusieurs faces.
Afin de réaliser un joint.du type indiqué cidessus, antérieurement, on a eu recours à différents systèmes. Parmi les organes d'assemblage connus antérieurement et destinés
à être utilisés avec des pièces ou des éléments comportant une surface extérieure cylindrique, on peut mentionner des joints comprenant une bague coupante qui, en coopérant avec un corps et un écrou, est amenée à glisser à la manière d'une cale le long d'un élément tubulaire qu'elle entoure, formant ainsi un collier périphérique destiné à être pressé à partir de la partie périphérique extérieure de l'élément tubulaire, formant ainsi un joint étanche de retenue ; toutefois, on ne peut éviter une déformation plastique et mécanique de l'organe tubulaire ainsi entouré. Les joints pour tubes de type DIN constituent un autre exemple de joints connus antérieurement pour éléments tubulaires.
Ces joints comportent une bague d'étanchéité à section transversale principalement conique et soudée contre l'élément tubulaire, cette bague étant destinée à comprimer une rondelle en cuivre contre
un siège lorsqu'on fait agir un organe pouvant être vissé. Ce siège comporte une surface de contact conique contre laquelle la rondelle en cuivre est déformée lorsqu'on fait agir l'organe pouvant être vissé. Lorsqu'un joint de ce type est desserré, la rondelle d'étanchéification doit être remplacée par une nouvelle rondelle non déformée avant de resserrer à nouveau le joint. Parmi les techniques connues antérieurement, on peut également mentionner différents types de joints soudés. Enfin, comme autre joint connu antérieurement, on peut également mentionner, par exemple, un joint du type comportant un raccord tubulaire ayant un filet extérieur et devant être soudé à un organe tubulaire,
ce filet extérieur pouvant être fixé à une bride comportant un filet intérieur correspondant, cette bride étant fixée à un élément mécanique au moyen de boulons, un joint torique étant utilisé comme élément d'étanchéification entre la bride et une surface planée, laquelle est adaptée à la pièce ou à l'élément mécanique précité. Les exemples précités de la technique antérieure sont principalement utilisés pour fixer des éléments tubulaires ayant une surface extérieure principalement cylindrique, mais on peut également employer des organes d'assemblage analogues afin de fixer des barres ou des essieux ayant une surface extérieure principalement cylindrique.
Afin de fixer des éléments ayant une surface extérieure à plusieurs faces, selon la technique antérieure, il
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férence, une découpe de part en part dont la section transversale a une forme correspondant à celle de la pièce fixée. Afin d'assurer un effet de blocage entre l'élément tubulaire et la pièce entourée, on utilise très souvent un élément à vis pour presser la pièce entourée contre au moins une surface latérale intérieure de l'élément tubulaire. Cet-élément tubulaire comporte également très souvent un certain nombre de gorges, ainsi qu'une surface extérieure destinée à coopérer avec une surface, de préférence, conique formée, par exemple, à l'intérieur d'un écrou. De la sorte, on obtient un organe tubulaire faisant ressort qui, lors-
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par rapport à l'élément tubulaire, réduit progressivement la surface de la découpe de part en part, si bien que l'élément entouré est bloqué par l'élément tubulaire en faisant ressort.
Un inconvénient important des types de joints connus antérieurement réside dans le fait qu'ils ne sont pas appropriés pour réaliser un assemblage, par exemple, entre une pièce mécanique et un élément en forme de barre ou de tube tout
en maintenant une faible hauteur à l'écart de la pièce mécanique. Un autre inconvénient réside dans le fait que les types de joints connus antérieurement ne permettent pas de réaliser un assemblage avec des propriétés maximales de fixation et d'étanchéification sans provoquer des déformations ou des détériorations mécaniques sur la pièce fixée. Un autre inconvénient important réside dans le fait qu'il a été antérieurement impossible de déterminer la force de fixation exercée par un joint, cette caractéristique étant des plus souhaitables pour optimaliser les propriétés de
la pièce fixée concernant les forces de traction, les forces de pression interne, etc. Enfin, les organes d'assemblage connus antérieurement et basés sur des procédés d'assemblage tels qu'un soudage, une déformation mécanique ou d'autres procédés créant
des points de rupture, ne sont absolument pas appropriés lorsqu'ils sont soumis à des forces de vibration , auquel cas il se produit
( très souvent une rupture.
Le joint suivant la présente invention a pour objet d'éliminer les inconvénients énoncés ci-dessus; tout en offrant d'autres avantages. Le joint suivant la présente invention est destiné à coopérer avec un élément mécanique ou autre avec lequel il forme un élément d'assemblage, tout en permettant un montage et un démontage répétés d'un élément ou d'une pièce sans provoquer aucun changement dans les propriétés d'assemblage et également sans modifier ou déformer aucunement la pièce ou l'élément assemblé. En outre, une force maximale d'assemblage peut être obtenue pour diverses applications, étant donné que
le joint pourvu de pièces solidaires peut être aisément adapté à. la pièce ou à l'élément assemblé, compte tenu des propriétés
de déformation ou de résistance à la traction de cet élément ou de cette pièce, ce qui constitue une caractéristique d'importance primordiale lorsqu'il s'agit d'assembler des éléments tubulaires destinés à recevoir un gaz ou un fluide sous haute pression. Dès lors, la force agissant contre l'organe tubulaire assemblé peut être mise en relation avec l'épaisseur de la paroi, la matière
et la pression interne appliquée à cet organe, si bien que l'on peut obtenir la force maximale d'assemblage désirée sans que l'élément assemblé subisse aucune déformation. Un autre avantage réside dans le fait que le joint suivant la présente invention assure également des propriétés d'étanchéification extrêmement bonnes entre l'élément assemblé et l'élément dans lequel est prévu le joint, ces propriétés d'étanchéification étant, en outre, maintenues même après plusieurs montages et démontages répétés de l'élément assemblé, tandis que le joint précité est également extrêmement résistant aux forces de vibration.
Le joint suivant la présente invention permet également d'obtenir ces caractéristiques désirées en subissant une influence manuelle extrêmement faible, par exemple, suite à un mouvement extrêmement restreint d'un élément exerçant une force et destiné à influencer les éléments solidaires du joint. Une conséquence avantageuse de cette caractéristique réside dans le fait que l'opération de montage
et de démontage est simplifiée, puisqu'aussi bien un outil coopérant avec l'élément exerçant une force ne doit être déplacé que sur une distance limitée, si bien que l'on peut utiliser le joint dans des endroits où les possibilités de déplacement de l'outil précité sont restreintes, par exemple, un mouvement de rotation ;
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par ailleurs, le temps de montage et de démontage est également réduit. Le joint suivant la présente invention offre d'autres avantages qui seront soulignés dans la spécification et les revendications ci-après.
Le joint suivant la présente invention est principalement caractérisé en ce qu'il comprend un élément de contact ayant une section transversale longitudinale en forme de poutrelle, ainsi qu'un nez comportant au moins deux surfaces de contact convexes, cet élément en forme de poutrelle étant conçu pour être pressé contre un élément à assembler lors de l'application d'une force en direction du nez et de l'élément de contact; amenant ainsi ce dernier à entrer en contact intime avec la surface tournée vers l'élément pouvant être assemblé tandis que, en coopérant avec une surface de contact inclinée formée sur ou à proximité d'un second élément, le nez précité agit à la manière d'un organe d'étanchéification faisant res- sort entre les éléments.
Une autre caractéristique réside dans le fait qu'au moins une découpe concave est pratiquée près du nez sur la surface de l'élément de contact qui est dirigée vers la surface extérieure de la pièce ou de l'élément devant être assemblé par le joint, ce dernier étant principalement entouré complètement par cette pièce ou cet élément auquel l'élément précité peut être assemblé au moyen de ce joint.
On décrira ci-après plus en détail un certain nombre de formes de réalisation de joints suivant la présente invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 est une coupe transversale longitudinale d'une première forme de réalisation d'un joint suivant la présente invention, un élément tubulaire étant introduit dans ce joint qui, dans cette figure, occupe une position dans laquelle il ne subit aucune influence et n'est pas serré ; la figure 2 est une coupe transversale correspondant à la figure 1 et montrant le joint serré et fixé à l'élément tubulaire ;
la figure 3 est une coupe transversale longitudinale d'une deuxième forme de réalisation d'un joint suivant la présente invention, ce joint occupant une position active d'assemblage, tandis qu'il est utilisé, de préférence, pour des applications dans lesquelles il doit être fixé à des corps cons-titués d'une matière ayant une faible résistance à la déformation plastique ; la figure 4 est une coupe transversale corres- <EMI ID=4.1>
mer le joint est disposé d'une manière légèrement modifiée ; la figure [pound] est une coupe' transversale, à une échelle agrandie, d'une partie d'un joint suivant la présente invention j la figure 6 est une coupe transversale d'une form� de réalisation modifiée d'un élément de contact faisant partie intégrante du joint ; la figure 7 est une coupe transversale correspondant à la figure 6 et illustrant un autre élément de contact modifié la figure 8 est une vue en bout de l'élément de contact représenté en figure 7 la figure 9 est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation d'un joint suivant la présente invention ; la figure 10 est une vue en perspective d'un exemple d'application d'un joint rentrant dans le cadre de la présente invention ;
la figure 11 est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation modifiée d'un joint rentrant dans le cadre de la présente invention.
En se référant aux formes de réalisation illustrées, il convient de souligner qu'elles ne sont pas uniquement appropriées pour l'assemblage d'éléments tubulaires, puisqu'aussi bien on peut également assembler des éléments ayant une section transversale pleine.
La forme de réalisation illustrée dans les figures 1 et 2 comprend un élément de contact désigné d'une manière générale par le chiffre 1. Cet élément de contact, appelé ci-après élément en forme de poutrelle compte tenu de certaines caractéristiques particulières, comporte un nez 2 ayant certaines propriétés élastiques, ainsi qu'un organe 3 ayant une section transversale longitudinale en forme de poutrelle, cet organe comportant un organe de contact 4 dirigé vers l'extérieur. Dans la forme de réalisation illustrée, cet organe de contact 4 est destiné à agir avec une bague faisant r <EMI ID=5.1>
à entourer l'organe en forme de poutrelle 3. Un écrou tubulaire 6 sur lequel est formé un filet extérieur, comporte un bord tubulaire 7 éloigné de l'extrémité avant, laquelle est destinée à transférer, lors de la rotation de l'écrou tubulaire 6, le mouvement axial de ce dernier à la bague faisant ressort 5, de façon à soulever cette dernière et amener ainsi une force dirigée radialement vers l'intérieur à agir contre l'organe en forme de poutrelle 3. Dans la forme de réalisation décrite dans les figurer 1 et 2, on représente également un corps ou élément 8 dans lequel est disposé le joint, de même qu'un organe tubulaire 9 destiné à être assemblé au corps ou à l'élément 8 au moyen de ce joint.
Ce corps ou élément 8-dans lequel est disposé le joint, comporte également une surface intérieure conique 10 destinée à coopérer avec le nez 2, de même qu'une partie filetée destinée à faciliter la fixation de l'écrou 6.
Comme le montrent les dessins, la surface in-
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ou concave afin de réaliser un contact tout d'abord aux extrémités extérieures de cet organe 3 lorsque la bague faisant ressort 5 est soulevée ou basculée. De la sorte, on crée une différence de hauteur entre la partie centrale de cette surface et les bords extérieurs, cette différence étant représentée en figure 5 et appelée ci-après "flèche d'arc".
Le nez 2 est délimité par trois arrondis, à savoir un arrondi à l'avant, un arrondi supérieur et un.arrondi inférieur. Lorsque la bague faisant ressort est soulevée ou basculée,suite au mouvement axial de l'écrou 6 par rapport à
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de poutrelle entre en contact avec la pièce ou l'élément entouré
9 si bien que, conjointement avec le joint,-cette pièce est légèrement déplacée axialement vers l'élément ou le corps périphérique
8. De la sorte, le nez 2 est déplacé pour être amené en contact avec la surface conique 10 comportant l'arrondi extérieur tandis que, avec l'arrondi extérieur et l'arrondi intérieur, le nez 2 sert d'élément d'étanchéification en entrant en contact avec la surface conique 10 et la surface extérieure de la pièce entourée respectivement. L'organe 3 en forme de poutrelle est pressé sous l'effet de la force exercée par la bague 5 faisant ressort pour arriver dans une position de contact avec la surface extérieure
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L'organe 3 en forme de poutrelle a une section transversale longitudinale variable, la section transversale
de la partie centrale étant, de préférence, supérieure à celle des parties marginales. On peut calculer la section transversale
de l'organe en forme de poutrelle, de même que la flèche d'arc
en utilisant des formules de calculs analogues à celles utilisées pour déterminer la déviation d'une poutrelle supportée en deux points espacés l'un de l'autre lorsqu'on applique une charge prédéterminée en un point prédéterminé situé entre les points supports- La force appliquée à l'organe 3 en forme de poutrelle est déterminée par le choix approprié de la bague 5 formant ressort, ainsi qu'en déterminant l'angle de basculement de cette bague. En adoptant ce procédé, on peut assurer un contact complet le long de toute la surface intérieure de l'organe en forme de poutrelle contre une pièce entourée 9, tandis que la pression de contact peut également être déterminée et mise en relation avec les propriétés de déformation plastique de cette pièce 9.
Dans la forme de réalisation illustrée dans les figures 1 et 2, on estime qu'il est indispensable de réaliser le corps ou l'élément 8 dans lequel est disposé le joint, en une matière ayant des propriétés de traction telles que le nez 2 puisse <EMI ID=9.1>
ou l'élément 8. Etant donné qu'un certain nombre de matières sont aisément déformées au point de contact prévu pour le nez 2, une forme de réalisation modifiée est illustrée en figure 3. Suivant cette forme de réalisation, on utilise une pièce supplémentaire 11 ayant une surface de contact intérieure conique destinée à coopérer avec le nez 2 de la même manière que celle décrite pour la surface conique 10. Dans ce cas, le corps ou élément 8 dans lequel est disposé le joint, comporte deux surfaces de contact coniques ayant une relation angulaire différente et contre lesquelles la pièce supplémentaire 11 entre en contact avec une surface extérieure convexe.
De la sorte, la pression de contact est appliquée aux deux points séparés., tandis que les propriétés d'étanchéification entre cette pièce supplémentaire 11 et le corps ou élément 8 entourant le joint sont également améliorées.
Une variante de la forme de réalisation illustrée en figure 3 est également représentée en figure 4. Suivant la
c et que <EMI ID=10.1> le corps ou l'élément 8 entourant le joint. Cette forme de réalisation constitue un exemple d'application préféré lorsque le corps ou l'élément 8 est réalisé en une matière dure ou semidure.
Afin d'obtenir un meilleur effet d'étanchéifi-
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élément de contact 1 peut avantageusement être réalisé comme représenté en figure 6. Suivant cette forme de réalisation, l'élément de contact 1 comporte deux découpes espacées l'une de l'autre près du nez 2 et pratiquées dans la surface tournée vers la pièce ou l'élément assemblé 9. De la sorte, on obtient un meilleur effet d'étanchéification entre l'élément de contact 1 et la pièce ou l'élément assemblé 9.
Une autre forme de réalisation modifiée d'un élément de contact 1 est représentée dans les figures 7 et 8. Suivant cette forme de réalisation, le nez 2 et l'organe en
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séparés, tandis que l'organe en forme de poutrelle 3 comporte une gorge axiale. De la sorte, les deux éléments 2, 3 peuvent être assemblés l'un à l'autre en provoquant une réduction du diamètre de l'organe en forme de poutrelle 3 sous l'influence d'une force appliquée, si bien que le nez 2 peut y être assemblé au moyen d'organes de fixation ou d'éléments prévus dans ce nez
2 et l'organe en forme de poutrelle 3 respectivement. Dans la surface intérieure de l'organe en forme de poutrelle 3 sont également pratiquées des gorges périphériques qui, de façon connue antérieurement, améliorent les propriétés de contact et d'étanchéification vis-à-vis d'une pièce assemblée 9. En réalisant le nez 2 et l'organe en forme de poutrelle 3 sous forme de deux éléments séparés pouvant être assemblés l'un à l'autre, on peut tirer profit de plusieurs avantages, notamment du point de vue fabrication. Ce procédé permet également de réduire la quantité de pièces séparées, puisqu'aussi bien on peut combiner des nez
2 et des organes en forme de poutrelle 3 ayant des propriétés différentes afin d'obtenir certaines données d'assemblage souhaitées et prédéterminées.
Dans toutes les formes de réalisation décrites ci-dessus, on utilise toujours une bague 5 faisant ressort et de forme tronconique comme élément de transfert de force. Toutefois on peut adopter de nombreuses autres solutions pour Inapplication de la force nécessaire, par exemple, comme représenté en figure 9.
Suivant cette forme de réalisation, le nez 2
et l'organe en forme de poutrelle 3 sont séparés l'un de l'autre comme décrit ci-dessus en se référant aux figures 7 et 8. Toutefois, l'organe en forme de poutrelle 3 comporte une surface extérieure inclinée contre laquelle agit un organe 12 faisant ressort et coopérant avec une surface intérieure inclinée de l'organe applicateur de pression 6, si bien qu'un mouvement axial de cette surface mentionnée en dernier lieu amène l'organe faisant ressort
12 à engendrer une force agissant sur l'organe en forme de poutrelle 3. Cette forme de réalisation constitue uniquement un exemple d'application rentrant dans le cadre de la présente invention ;
en effet, on comprend aisément que l'on peut envisager de nombreux autres procédés pour l'application d'une force de type désiré, toutes ces caractéristiques faisant partie des connaissances de l'homme de métier.
La figure 10 est destinée à montrer les avantages offerts par la hauteur d'assemblage réduite que l'on obtient lorsqu'on utilise un joint suivant la présente invention. Lorsqu'on utilise des joints ou des éléments classiques pour assembler, par exemple, des canalisations hydrauliques à une pièce mécanique, il convient toujours de prévoir une certaine distance entre cette pièce et un endroit où, par exemple, la canalisation peut former un coude. Cette distance est considérablement réduite lorsqu'on utilise le joint suivant la présente invention qui peut être principalement disposé en dessous de' la surface extérieure de la pièce mécanique.
Enfin, la figure 11 illustre une forme de réalisation d'un joint suivant la présente invention, cette figure servant d'exemple d'un autre procédé adopté pour disposer un organe 5 faisant ressort afin d'appliquer la force nécessaire pour l'assemblage d'une pièce ou d'un élément. Suivant cette forme de réalisation, la. partie périphérique extérieure de l'organe 5 faisant ressort, par exemple, une bague, entre en contact avec l'élément périphérique 8, la partie périphérique intérieure entrant en contact avec l'organe de contact 1 en un point situé devant un organe de butée 4 dirigé vers l'extérieur.
Le bord avant d'un élément applicateur de force 6 entre en contact avec le bord arrière de l'organe de contact 1, si bien qu'un mouvement axial de l'élément applicateur de force 6 entraîne un mouvement correspondant de l'organe de contact 1 et ainsi, l'organe faisant ressort 5 est amené à appliquer une force dirigée radialement et agissant sur l'organe de contact 1. Les autres fonctions de cette forme de réalisation correspondent à celles des formes de réalisation décrites précédemment.
Les formes de réalisation décrites et illustrées peuvent être modifiées sans aucune difficulté pour assembler des pièces ou des éléments comportant une face extérieure à plusieurs faces. Dans ce cas, les éléments de contact
1 présentent des surfaces de contact planes dirigées vers l'intérieur ou légèrement courbées de façon à ménager une zone ouverte entre les surfaces de contact correspondant à la section transversale de l'élément à assembler. Les dimensions et la conception de l'élément de contact 1 sont prévues en fonction des principes applicables pour l'assemblage de pièces ou d'éléments ayant une surface extérieure principalement circulaire.
En ce qui concerne les formes de réalisation destinées à l'assemblage de pièces ou d'éléments ayant une surface extérieure à plusieurs faces, la force d'assemblage nécessaire peut être appliquée de diverses manières connues antérieurement pour l'application d'une force, par exemple, par une transmission de force mécanique directe à partir d'un plan incliné et mobile en utilisant un élément faisant ressort destiné à appliquer la force nécessaire sous l'influence d'un organe mécanique mobile ou par d'autres systèmes bien connus.
En conséquence, la présente invention n'est aucunement limitée aux formes de réalisation illustrées et décrites, étant donné que de nombreuses autres formes de réalisation peuvent également être envisagées dans le cadre du concept inventif et des revendications ci-après.
REVENDICATIONS
1. Joint entre deux pièces ou éléments, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de contact à section transversale longitudinale en forme de poutrelle,-un nez comportant au moins deux surfaces de contact principalement convexes et possédant certaines propriétés élastiques, cet élément de contact étant conçu pour entrer complètement en contact avec un élément à assembler lors de l'application d'une force dirigée vers ce nez et cet élément de contact, auquel cas, en coopérant avec une surface de contact inclinée prévue sur ou à proximité du second élément, le nez forme un joint étanche entre les éléments.