Raccord On connaît déjà des raccords comportant un élément formant butée axiale pour le tube à raccorder, et un écrou à portée conique in térieure engagé sur le tube et vissé sur cet élé ment formant butée. Ces raccords comportent, de plus, un élément d'accouplement déforma blé engagé sur le tube entre la butée et l'écrou, et qui présente une partie annulaire épaisse à arête tranchante susceptible de pénétrer dans le tube par contraction radiale, et une partie tubulaire plus mince que la partie annulaire.
Cette partie tubulaire, espacée radialement de la surface extérieure du tube et de la péri phérie de la partie annulaire, est susceptible de se déformer radialement par contraction axiale de l'élément d'accouplement, entre l'écrou et l'élément formant butée pour le tube.
Le but de l'invention est notamment de limiter la déformation de l'élément d'accouple ment et la pénétration de l'arête tranchante dans le tube de manière à réduire l'affaiblisse ment de ce tube.
L'invention a pour objet un raccord pour tube comportant un corps formant butée pour le tube à raccorder, un écrou à face inclinée engagé sur le tube et vissé sur ce corps for mant butée, et un élément d'accouplement en gagé sur le tube entre la butée et l'écrou, cet élément d'accouplement comportant une par- tic annulaire épaisse à arête coupante, suscep tible de pénétrer dans le tube par contraction radiale de cette partie annulaire, et une portion tubulaire solidaire de cette partie annulaire, plus mince que cette dernière et espacée radia- lement de la surface extérieure du tube et de la périphérie de la partie annulaire,
cette par tie annulaire étant susceptible de se déformer radialement par contraction axiale de l'élément d'accouplement entre le corps formant butée pour le tube et l'écrou.
Conformément à l'invention, ce raccord est caractérisé en ce que la partie annulaire de l'élément d'accouplement est limitée par un épaulement mâle venant en prise avec la face inclinée de l'écrou, ce qui limite la déforma tion de cette partie annulaire tout en mesurant la pénétration de l'arête coupante dans le tube lors du serrage de l'écrou.
La portée conique extérieure de la partie annulaire de l'élément d'accouplement peut présenter un même angle au sommet que la face inclinée de l'écrou, ce qui permet par serrage de l'écrou de contracter la partie an nulaire sans la faire basculer autour de l'arête coupante.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exem ple, plusieurs formes d'exécution du raccord faisant l'objet de la présente invention. La fig. 1 est une vue en coupe longitudi nale d'une première forme d'exécution du rac cord, les différentes parties de ce raccord étant séparées l'une de l'autre.
La fig. 2 est une vue en coupe, à plus grande échelle, du raccord précédent, dont les parties sont rapprochées, mais non serrées.
La fig. 3 est une vue en coupe partielle de ce même raccord après serrage de l'écrou. La fig. 4 est une vue en demi-élévation, demi-coupe, de l'élément d'accouplement.
La fig. 5 est une vue en coupe partielle d'une variante du raccord, les éléments du rac cord étant rapprochés, mais non serrés.
La fig. 6 est une vue en coupe partielle de ce même raccord après serrage.
La fig. 7 est une vue en demi-élévation, demi-coupe, de l'élément d'accouplement du raccord représenté sur les fig. 5 et 6.
La fig. 8 est une vue en élévation, partie en coupe axiale, d'une autre forme d'exécution du raccord, les pièces étant représentées avant l'assemblage.
La fig. 9 est une vue en coupe longitudi nale à plus grande échelle du raccord précé dent, les parties étant assemblées, mais non serrées.
La fig. 10 est une vue en coupe longitudi nale de ce même raccord après serrage.
La fig. 11 est une vue en coupe longitudi nale d'une variante du raccord, les pièces étant assemblées, mais non serrées.
La fig. 12 est une vue, partie en coupe axiale, partie en élévation, du raccord suivant une autre forme d'exécution, les éléments étant assemblés l'un à l'autre, mais non serrés l'un sur l'autre.
La fig. 13 est une vue en coupe axiale de ce raccord après serrage.
La fig. 14 est une vue, partie en élévation, partie en coupe, de l'élément d'accouplement. Les fig. 15, 16 et 17 sont des vues corres pondant aux fig. 12, 13 et 14 d'une variante du raccord précédent.
La fig. 18 est une vue, partie en élévation, partie en coupe axiale, d'une autre forme d'exécution du raccord, dont les éléments sont rapprochés, mais non serrés.
La fig. 19 est une vue en coupe, à plus grande échelle, du raccord précédent.
La fig. 20 est une vue en coupe analogue, les éléments étant serrés.
La fig. 21 est une vue, partie en élévation, partie en coupe, de l'élément d'accouplement. La fig. 22 est une vue en coupe partielle d'une autre forme d'exécution du raccord, les pièces étant assemblées avant serrage.
La fig. 23 est une vue en coupe partielle de ce raccord après serrage.
La fig. 24 est une vue, partie en élévation, partie en coupe, de l'élément d'accouplement du raccord précédent.
Le raccord représenté sur les fig. 1 à 4 comporte un corps B fileté extérieurement et sur l'extrémité arrière duquel doit être accou plé le tube T. La jonction est assurée par l'écrou N fileté intérieurement. L'élément d'ac couplement E est engagé entre l'écrou N et le corps B, de manière à aggriper le tube et à assurer le joint avec l'extrémité arrière du corps. Le corps B présente un alésage 1 en prolongement de l'alésage du tube T et de même diamètre intérieur.
La face arrière 2 du corps est plane et peut être normale à l'axe de l'alésage du corps, ce qui facilite l'accou plement par contact resserré. Dans la forme d'exécution selon les fig. 1 à 3 incluses, la face arrière 2 du corps présente un épaulement étroit annulaire 3, qui peut être très faible, c'est-à-dire d'une profondeur de l'ordre de 1 à 2/10 de mm.
Cet épaulement 3 est suffisam ment petit pour ne pas influencer le rappro chement de l'élément d'accouplement, mais il sert cependant à recevoir l'épaulement com plémentaire 4 formé sur l'extrémité avant de l'élément d'accouplement E (fig. 4) et à cen trer et placer cet élément coaxialement à l'alé sage du corps tout en s'opposant à un dépla cement radial de l'extrémité avant de l'élément E pendant son introduction et, après le join- tement terminé, lorsque les pièces sont sou mises aux efforts de service. La face arrière 2 du corps sert de butée longitudinale ou axiale pour l'extrémité avant du tube T, la mainte nant contre un déplacement axial vers le corps.
Elle sert également de butée pour l'extrémité avant de l'élément d'accouplement E en main tenant cette extrémité contre un déplacement axial vers l'avant.
L'écrou N comporte un alésage 5 coaxial à l'alésage du corps et à celui du tube et il entoure librement, mais de très près, le tube. Cet écrou comporte un siège femelle à face inclinée 6, de préférence conique, pouvant ve nir en engagement avec l'épaulement mâle 7, de forme complémentaire, de l'extrémité exté rieure et arrière de l'élément d'accouple ment E.
L'élément d'accouplement E comprend une partie annulaire épaisse 10, disposée vers l'arrière, comportant l'épaulement mâle 7 in cliné vers l'extérieur et vers l'arrière, comme indiqué plus haut, et une portion tubulaire 11 à paroi relativement mince et disposée vers l'avant. La partie annulaire vient en prise avec l'écrou et l'extrémité avant de la portion tubu laire vient en prise avec le corps. La partie annulaire et la portion tubulaire sont de préfé rence, comme représenté, partie intégrante d'une tige ou d'un tube, de manière à avoir ou à pouvoir présenter pour la portion tubulaire les caractéristiques de résistance élastique et, pour la partie annulaire, la dureté et la résis tance à l'écrasement, suffisantes pour que les fonctions prévues puissent être remplies.
La fonction principale de la partie annulaire est d'accrocher et maintenir le tube T avec une prise mécanique solide, en assurant une jonction étanche au fluide. La fonction principale de la portion tubulaire est tout d'abord d'offrir une résistance axiale suffisante au déplacement axial de la partie annulaire lorsque cette der nière est en prise avec l'écrou en vue de trans- mettre vers l'intérieur les efforts radiaux entre l'écrou et la partie annulaire pour produire un serrage de cette dernière et de son arête cou pante 12.
En second lieu, la partie annulaire doit céder élastiquement à la fois radialement et axialement pour permettre et transmettre un déplacement radial vers l'intérieur et un dé placement axial vers l'avant de l'arête cou pante pénétrant dans la paroi du tube, de sorte que l'arête puisse découper une nervure R de dimension appréciable (fig. 3).
En même temps, la portion tubulaire réagit entre l'écrou et le corps et assure un joint étanche au fluide sur la face arrière du corps et, comme la por tion tubulaire se trouve raccourcie vers l'avant et recourbée vers l'intérieur (fig. 2 et 3), elle forme un joint étanche au fluide avec la ner= vure R et la paroi adjacente du tube. De ma nière analogue et complémentaire, les rôles et les fonctions de la partie annulaire devront comprendre la transmission, depuis l'écrou vers la portion tubulaire, des efforts nécessai res à assurer le joint étanche entre cette por tion tubulaire et le corps.
Le rôle de la partie annulaire est également de raccourcir la portion tubulaire vers l'avant et en même temps de transmettre des forces radiales suffisantes pour plier cette portion vers l'intérieur, en consé quence de son raccourcissement en vue de l'amener, tandis qu'elle se raccourcit, en enga gement d'accrochage et de jonction étanche avec le tube et la nervure. Une autre fonction de la portion tubulaire est de s'appliquer de préférence sur la nervure et le tube dans le sens qui crée un fort accroissement d'adhé rence et de résistance au déplacement de l'écrou et de la partie annulaire une fois qu'elle a été raccourcie et recourbée comme le montre la fig. 3.
On limite ainsi l'action de découpage de l'arête 12 et l'on indique à l'opé rateur qui effectue le raccordement que le joint est suffisant du fait qu'il rencontre une forte augmentation du couple de vissage appliqué sur l'écrou.
Dans la fig. 4, la partie annulaire 10 de l'élément E présente un alésage conique 13, de préférence incliné à 150 à partir de l'axe de l'élément. Cette inclinaison est la plus favora- ble lorsque l'inclinaison de l'épaulement 7 est de 300 environ sur le même axe.
L'alésage conique 13 se termine à son ex trémité avant par l'arête 12 normale à l'axe de l'élément et dont le diamètre s'adapte exactement sans jeu sur le diamètre extérieur du tube T. Cette arête est définie par l'inter section de l'extrémité avant de l'alésage avec la face 14 à forte inclinaison, et de préférence conique. Cette face 14 est inclinée dans la même direction que l'alésage conique 13, mais suivant un angle de 87 à 88(l sur le même axe, ce qui fait qu'elle est inclinée vers l'arrière et vers l'extérieur de l'alésage 13 suivant un angle de 2 à 31, avec le plan de l'alésage 13 normal à l'axe de l'élément.
L'arête 12 et la masse adja cente de l'anneau constituent ainsi, en fait, un outil coupant annulaire dont l'angle d'attaque est de 2 à 30, l'angle de coupe de 87 à 88o, et l'angle de dépouille de 15 , la pièce à tailler étant le tube et le copeau étant la nervure R.
L'épaulement 7 de la partie annulaire 10 est de préférence incliné suivant le même angle d'environ 30() que le siège 6 de l'écrou N, de sorte que, lorsque le déplacement de l'écrou vers le corps est commandé à force, la partie annulaire est contrainte de se mouvoir axiale- ment vers l'avant et radialement vers l'intérieur et en même temps coaxialement à l'écrou, au corps et au tube, sans toutefois qu'une action de roulement et de déversement puisse être constatée.
Il est visible évidemment que, si le siège femelle 6 de l'écrou est incliné à un angle légè rement plus faible que l'épaulement 7, la partie annulaire 10 aura tendance à être entraînée par roulement vers l'avant, ce qui diminue l'ef fet de crochet racleur de la face 14 et aug mente l'angle de dépouille de la partie avant de l'alésage 13. L'inverse a tendance à se pro duire lorsque le siège 6 est d'une pente un peu plus raide que l'épaulement 7. En recouvrant l'écrou de cadmium, ainsi que son siège 6, on réduit le frottement entre les surfaces des piè ces venant en prise.
La conicité de l'alésage 13 facilite l'action d'entaillage de l'arête 12 lorsqu'on oblige la partie annulaire à effectuer ces déplacements en donnant un angle de dépouille et un jeu convenables, permettant à l'arête de mordre dans la surface extérieure du tube, le redan de la face 14 facilitant le découpage et le retour nement de la nervure R. La hauteur et le vo lume de la nervure R et, en conséquence, la profondeur de l'entaille faite dans le tube T, sont limitées entre autres par la dimension ra diale de la face 14, c'est-à-dire par le diamètre de l'alésage 15 de la portion tubulaire 11 ad jacent à la face 14. Pour faciliter le travail d'alésage et par économie, l'alésage 15 peut être de diamètre uniforme, comme représenté.
Radialement et vers l'extérieur de l'arête 12, la partie annulaire prend son épaisseur maximum en une masse surplombant l'arête et la face 14, à la fois vers l'avant et vers l'ar rière, pour donner à l'arête un support et une résistance suffisants en tant qu'outil coupant. Cette résistance permet, aussi de supporter l'extrémité arrière de la portion tubulaire 11 et d'imposer une pression radiale sur elle et sur la nervure R lorsque celle-ci est coincée et serrée entre la face 14 et l'extrémité arrière de l'alésage 15, gauche ou incurvée (fig. 3).
La surface extérieure de la partie annulaire 10 peut, en vue de réserver un espace radial suf fisant, être cylindrique, comme représenté, sur une longueur limitée de l'épaulement 7 et vers l'avant. L'épaulement 7 s'étend à partir de l'ar rière de la partie annulaire et vers l'avant jus qu'à un plan normal à l'axe, et seulement un peu en arrière du plan de l'arête pour procurer un support large entre l'écrou et cette partie en tous les points à partir desquels émanent les composantes de force appliquées sur l'arête. Ces considérations, s'ajoutant aux angles d'in clinaison de la surface du siège 6 et de l'alé sage 13, tendront à donner à la partie annu laire une longueur axiale efficace, mesurée à partir de la ligne d'intersection des surfaces, qui ne soit pas beaucoup plus grande que l'épaisseur de la partie annulaire.
La longueur principale de cette dernière, mesurée entre un plan avant, situé à peu près à mi-distance entre l'arête et la partie extrême antérieure de la partie annulaire et un plan arrière à moitié environ des surfaces inclinées des épaulement et alésage 7 et 13, est de préférence égale à l'épaisseur totale de la partie annulaire ou lui est de peu inférieure.
Pour ce qui est de la matière dans laquelle est constitué l'élément E, on peut renforcer l'action coupante de l'arête 12 tout en lui don nant le minimum de résistance à la déforma tion et le minimum de fragilité en durcissant la surface de l'alésage conique 13 dans une zone limitée adjacente à l'arête 12 et sur une épaisseur de deux à plusieurs centièmes de mm, comme l'indique la partie ombrée 16 sur la fig. 4. Un tel durcissement intéresse la ligne géométrique de l'arête 12 et tend à s'éten dre sur quelques centièmes de mm sur la face 14 vers le haut.
La question du choix des ma tières de l'élément d'accouplement en fonction de la matière du tube à accoupler et de la dureté nécessaire pour l'arête 12 en fonction de la dureté du métal du tube est étudiée plus en détail ci-dessous.
La matière dans laquelle peut être consti tué l'élément d'accouplement laisse place à un choix considérable dépendant en partie de la matière et des caractéristiques du tube à accou pler, aussi bien que des matières qu'on désire employer pour l'écrou et le corps. La préfé rence est donnée à de l'acier facilement usi- nable et admettant un durcissement de surface dans toutes les parties de l'élément. En em ployant cet acier, il n'est pas indispensable de tremper l'élément d'accouplement autrement que par la trempe résultant de l'usinage néces saire, du moment que son arête coupante est plus dure que le tube qui doit être entamé (fig. 6).
Avec des tubes en acier ou en acier inoxy dable ou autres tubes durs, un élément d'ac couplement en acier tel que ci-dessus, durci sur toute sa surface, donne des arêtes coupan tes satisfaisantes tout en réservant la possibi lité de déformation dans les autres parties de l'élément.
Si l'on emploie un corps ou un écrou avec un tube en aluminium, ou des écrous et corps en acier ou en laiton avec des tubes en cuivre, par exemple, l'élément d'accouplement E peut être fait en un tel acier et non trempé pour autant qu'il a une dureté supérieure à celle du tube à accoupler et, de préférence, supérieure à celle du corps pour faciliter la morsure de l'arête 20 dans le corps (fig. 7).
Sur les tubes en acier, on peut utiliser un élément d'accou plement en acier ou de dureté analogue, mais directement minable, lequel, après avoir été usiné et mis à la forme, reçoit une cémentation légère, de préférence seulement sur la surface voisine de l'arête telle que dans la partie om brée 16, par cyanuration ou carbonitruration, de manière à avoir une cémentation ne dépas sant pas une profondeur de 2 à 5 centièmes de mm.
Avec les tubes en acier inoxydable, il est commode de durcir l'arête coupante et la partie 16 plus profondément et à un plus grand degré de dureté, tandis qu'on évite le durcissement de la portion tubulaire et du reste de l'élément d'accouplement. La limitation du durcissement à une zone réduite peut être réalisée par un recouvrement au cuivre de l'ensemble de l'élé ment d'accouplement en une légère couche qu'on retire par grattage dans la partie 16, ou bien en recouvrant tout l'extérieur de l'élément d'accouplement, sauf la partie 16, avant de le soumettre au traitement de cémentation, ce qui limite le durcissement à cette partie et à l'arête coupante.
Les angles d'inclinaison des siège et épau lement 6 et 7 sont, de préférence, choisis d'en viron 3011, et la conicité de l'alésage conique 13 et 13a décrit plus loin *d'environ 150. Le fait d'évaser les angles du siège 6 et de l'épau lement 7 sans changer rien d'autre, par exem ple en les réduisant à 250, augmente la com posante radiale sur la partie annulaire, l'arête et la portion tubulaire, et diminue de façon correspondante la composante axiale en aug mentant le trajet de l'écrou par rapport au dé placement de l'arête 12. De telles conditions peuvent présenter un avantage dans le cas de tubes à parois fortes et épaisses.
Inversement, si les siège et épaulement 6 et 7 sont inclinés à 35o, d'autres tendances se manifestent, qui sont plus avantageuses pour des tubes doux et à parois -minces. En réduisant l'inclinaison de l'alésage 13 de 151) à 100, les autres caracté ristiques étant inchangées, on tend à exiger un déplacement axial plus important de la partie annulaire et de l'arête pour réaliser la même profondeur de découpage et l'on tend à aug menter la valeur du serrage exercé sur le tube et à augmenter la surface de liaison à force entre l'alésage conique et le tube.
Cela pré sente des avantages pour l'accouplement d'un tube de grand diamètre et à paroi relativement mince et douce destiné à être employé dans certaines circonstances où les qualités anti- vibratoires sont exigées pour l'accouplement. L'augmentation de l'inclinaison de l'alésage de 15 à 20 , par exemple, le reste étant sans changement, a tendance à provoquer des ef fets opposés et présente des avantages pour des buts différents, par exemple pour obtenir une entaille plus profonde plus rapidement et un accrochage moins général entre l'alésage et le tube.
Dans cette forme d'exécution, l'extrémité avant du tube et l'extrémité avant de l'élément d'accouplement E butent l'une contre l'autre, le corps, le siège femelle 6 de l'écrou s'ap puyant sur l'épaulement 7 de la partie annu laire, et l'arête 12 s'appuyant sur la surface extérieure du tube (fig. 1 et 2). Les pièces étant dans cette position, l'écrou est avancé à force vers le corps grâce au filetage.
En con séquence, la partie annulaire 10 avec son arête 12 est en même temps serrée et déformée vers l'intérieur et déplacée axialement relativement au tube et au corps, tandis que la portion tu bulaire 9 s'oppose par élasticité au mouvement axial de la partie annulaire suffisamment pour provoquer sa déformation radiale et la défor mation radiale de l'arête 12. Lorsque l'extré mité arrière de la portion tubulaire cède et se courbe vers l'intérieur, ou se cambre en ser rant la partie annulaire et l'arête coupante, il se produit un déplacement axial de la partie annulaire vers l'avant.
L'engagement de coupe entre l'arête 12 et le tube commence aussitôt que l'arête est comprimée par cet engagement, et peut et doit, de préférence, se poursuivre sous l'action à force de l'écrou jusqu'à ce qu'une butée se produise de l'extrémité arrière de la portion tubulaire contre la nervure R, cette dernière étant rebroussée par l'arête 12. Une conséquence directe de cette action est que l'extrémité avant de l'élément d'accouple ment E est forcée pour réaliser un joint étan che au fluide avec la face arrière 2 du corps et l'extrémité arrière de la portion tubulaire. En même temps, l'arête 12, la face 14 et la partie avant de l'alésage 13 sont en contact et forment un joint étanche contre le tube du fait que ces parties sont appliquées mécani quement contre le tube à l'épreuve d'une pres sion vers l'extérieur.
Pendant ce temps, l'ex trémité arrière de la portion tubulaire et l'ex trémité avant de l'alésage 13 viennent en prise avec le tube en s'opposant à un déplacement du tube vers l'avant. Cette butée améliore l'ac couplement, notamment le renforce contre une rupture due aux coups de bélier, soit aux es sais, soit en service, coups de bélier provoqués par des variations brutales de pression en plus ou en moins ou de pression positive à pression négative.
L'angle de conicité de l'alésage 13 donne non seulement la dépouille et le jeu pour faci liter l'action de l'arête coupante décrite ci- dessus, mais encore il limite l'écrasement radial et l'engagement à force de la partie de l'alé sage 13 qui est en contact avec la surface du tube à l'arrière de l'arête coupante. Lorsque l'alésage a une conicité de 150, qui a été men tionnée comme préférable, la surface de l'alé sage immédiatement derrière l'arête coupante a tendance, en portant sur la surface fraîche ment découpée du tube, à contraindre l'arête coupante à avoir un déplacement vers l'avant et vers l'intérieur par rapport à la surface sui vant un cône de 150 sur l'axe de l'accouple ment.
Ce trajet de déplacement de l'arête cou pante est cependant influencé non seulement par la pente de l'alésage 13, mais aussi par 1. la résistance de la paroi du tube à l'égard d'une déformation par pression radiale ; 2. la résistance de cette paroi à l'action d'en taillage de l'arête 12 ; 3. la résistance relative de la portion tubu laire à l'égard d'un raccourcissement axial en fonction de sa résistance à un cambrage ou une courbure radiale ; 4. la résistance de la partie annulaire 10 à une déformation par pression radiale ; 5. l'inclinaison du siège 6 et de l'épaulement 7 et, en conséquence, la direction de la force résultante appliquée par l'écrou sur la partie annulaire.
Par exemple, si la portion tubulaire 11 est plus résistante à l'égard d'un raccourcissement axial en comparaison de la résistance du tube à une déformation diamétrale augmentée de la résistance de la partie annulaire à une défor mation diamétrale, alors la partie annulaire et l'arête 12 tendront à avoir un mouvement ra dial vers l'intérieur relativement plus grand et un déplacement axial comparativement plus faible. L'alésage tendra alors à avoir un accro chage plus important sur la paroi du tube qui se trouvera comprimée, mais légèrement plus entaillée.
A l'extrême opposé, dans l'exemple inverse, si la portion tubulaire 11 est plus fai ble dans sa résistance au raccourcissement axial et que le tube fort et rigide résiste da vantage au coupage de l'arête et si la partie annulaire présente une résistance à la défor mation relativement élevée, alors l'arête aura tendance à avoir un déplacement axial plus important ou trop important avec un entaillage trop léger ou même tellement peu d'entaillage que l'alésage 13 peut ne pas engager la paroi du tube sauf tout près de la ligne de l'arête 12.
La résistance idéale offerte par la portion tubulaire 11 à un déplacement axial de l'arête 12, dans cette forme d'exécution, sera quelque peu plus grande que celle qui serait nécessaire pour que l'arête se déplace vers l'avant et vers l'intérieur dans la surface d'un cône de 150, celle, par exemple, qui correspondrait à sa pénétration et son déplacement dans la surface d'un cône de 20 à 25o et, en conséquence, la portion avant de l'alésage 13 tendra à porter sur la surface extérieure du tube qui a été dé coupée et résistera à la composante radiale de force qui tend à approfondir l'entaille. Il y aura un effet d'accrochage sur le tube et d'amortissement des vibrations dans la paroi du tube qui sera important et efficace.
Comme représenté à la fig. 3, il est pré férable que la partie antérieure de l'alésage 13 corresponde à la moitié ou .aux trois quarts de sa longueur pour permettre un accrochage énergique sur la paroi extérieure du tube der rière l'entaille une fois le joint terminé. La so lidité de l'accrochage tend à être plus grande au voisinage de l'arête pour diminuer progres sivement en allant vers l'extrémité arrière du contact entre l'alésage et le tube.
La variante représentée dans les fig. 5 à 7 diffère de la forme d'exécution décrite par cer tains détails de l'élément d'accouplement E' qui correspond à l'élément E décrit, sauf que dans E', la partie annulaire 10a comporte un alésage 13a-13b différent de 13. D'autre part, la portion tubulaire 11 est en prolongement et se termine à l'extrémité avant de l'élément par une face biseautée 19 qui est, de préférence, durcie et se termine vers l'extérieur par une arête coupante 20 adaptée pour entailler dans la face arrière 2' du corps B pour s'y consti tuer un siège (fig. 5 et 6).
La partie avant 13a de l'alésage de la par tie annulaire 10a peut correspondre exacte ment à l'alésage 13 de l'élément d'accouple ment E formant une surface conique à 15(), cette surface étant durcie au voisinage de l'arête coupante 12 et vers l'arrière. Cette par tie 13a peut s'étendre vers l'arrière à partir de l'arête coupante sur 1/3 à 1/2 de la longueur totale de l'alésage et, au delà de l'alésage, peut prendre une forme cylindrique 13b coaxiale à la partie conique 13a et à l'ensemble de l'élé ment. Par ailleurs, la partie annulaire 10a cor respond exactement à la partie annulaire 10 décrite ci-dessus.
La portion tubulaire 11 correspond dans son ensemble à la portion tubulaire ci-dessus, sauf que, dans cette variante d'exécution, il est préférable que la paroi soit d'épaisseur régu lière, uniforme tout le long, et se termine à son extrémité antérieure par l'arête coupante durcie mentionnée ci-dessus.
Pour la réalisation et l'utilisation de cette variante d'exécution, les pièces jouent approxi- mativement le même rôle que celui décrit ci- dessus sauf que l'arête 20 à l'extrémité avant de la portion tubulaire devra, sous l'effet de la pression de l'écrou, découper son propre siège dans la face 2' du corps B en vue de réaliser un joint étanche et d'augmenter la ré sistance à l'extension radiale par son accro chage à encoche avec la face arrière du corps.
Sous la même influence des efforts et des dé placements de l'écrou, la partie annulaire 10a se déplacera axialement vers l'avant et radiale- ment vers l'intérieur en amenant son arête de coupe 12 en engagement avec la surface exté rieure du tube T, ces déplacements étant faci lités par l'élasticité de la portion tubulaire 11, comme il a été dit plus haut.
Dans cette variante, lorsque les pièces sont proches des positions représentées à la fig. 6, la portion cylindrique 13b de l'alésage de la partie annulaire 10a viendra en contact avec une longueur correspondante de la surface ex térieure du tube T et, comme le tube est en gagé plus solidement et plus facilement par cette portion cylindrique de l'alésage, toute déformation plus poussée de la partie annu laire 10a cessera brusquement. Cet effet d'ap plication de butée se traduit par une augmen tation brusque du couple de torsion et signale la réalisation de la jonction.
Il donne égale ment un accrochage solide, amortisseur de vi brations, de toute la longueur de la portion de la partie annulaire 10a sur le tube sur une plus grande surface que celle que l'on peut obtenir dans la forme d'exécution décrite plus haut pour une même profondeur d'entaille.
Comme il est indiqué dans la fig. 6, l'effet de butée qui est obtenu par engagement entre la portion cylindrique 13b de l'alésage de la partie annulaire 10a et le tube est, de préfé rence, simultané à la butée de l'extrémité ar rière de la portion tubulaire 11 sur la nervure R et la partie adjacente du tube.
La butée de la partie annulaire, cependant, n'a pas besoin d'être simultanée à la butée de l'extrémité ar rière de l'alésage de la portion tubulaire du fait que, en réduisant le diamètre de l'alésage 13b par rapport à l'alésage de la portion tubu- laire 11, la butée peut se produire exclusive- ment par la partie annulaire, limitant ainsi la profondeur d'entaillage et arrêtant l'opération de coupe avant que la portion tubulaire 11 soit nécessairement cambrée jusqu'au degré indi qué dans la fig. 6.
Dans le raccord représenté sur les fig. 12, 13, 14, le corps B présente un alésage interne 32 correspondant à l'intérieur du tube T, et un épaulement 44 contre lequel porte l'extrémité du tube T. A la suite de l'épaulement 44, le corps présente un épaulement 3 formant une embouchure évasée s'ouvrant vers l'arrière et, de préférence, conique.
Le corps présente un filetage extérieur mâle correspondant au filetage femelle de l'écrou N. Ce dernier présente un alésage 5 disposé vers l'arrière et à travers lequel passe le tube T.
L'écrou N présente un siège femelle 6, in cliné, de préférence conique, s'étendant vers l'avant et vers l'extérieur par rapport à l'alé sage 5 de l'écrou. Entre ce dernier et l'em bouchure évasée du corps, l'élément d'accou plement E est contraint d'effectuer le maintien et la jonction étanche du tube lorsque l'écrou et le corps sont rapprochés à force sous l'effet du filetage. Il est entendu que l'écrou et le corps peuvent présenter l'une quelconque des nombreuses formes et configurations externes, y compris les formes habituelles à flasques.
L'élément d'accouplement E présente la forme d'un anneau susceptible d'entourer le tube T près de l'extrémité de celui-ci, mais légèrement en arrière, et possède une partie annulaire arrière 10 plus épaisse présentant un alésage interne 9 pratiquement cylindrique dont le diamètre permet un ajustement à glissement sur l'extérieur du tube T.
L'élément d'accou plement E comprend également une portion tubulaire 11 s'étendant vers l'avant et d'épais seur relativement faible, présentant un alésage interne 15, de diamètre plus grand que l'alé sage 9, qui se termine à son extrémité arrière par une face 14 qui est de préférence inclinée vers l'arrière et vers l'extérieur, et possède une forme sensiblement conique inclinée d'environ 800 par rapport à l'axe de l'alésage 9, c'est-à- dire inclinée d'environ 100 vers l'arrière.
De préférence, les portion tubulaire et partie an- nulaire de l'élément E sont en une seule pièce et, dans de nombreux cas, peuvent être tour nées à partir d'une barre brute d'usinage ou d'un manchon tubulaire possédant ou suscep tible d'acquérir les caractéristiques variables de résistance et dureté nécessaires. L'élément E comprend également un prolongement annu laire 39, s'étendant vers l'arrière et d'épaisseur relativement faible, formant partie intégrante de la partie annulaire à sa partie arrière la plus petite et ayant son alésage dans le prolonge ment de l'alésage 9 de la partie annulaire.
La partie annulaire de l'élément E com prise entre la portion tubulaire 11 et le pro longement 39, est approximativement aussi longue qu'épaisse et présente, vers l'arrière et vers l'extérieur, un épaulement mâle 7, de préférence conique, et plus incliné que le siège femelle 6 de l'écrou N auquel il est juxtaposé et avec lequel il vient en prise (fig. 12 et 13). Alors que le siège 6 de l'écrou N est incliné d'environ 300 par rapport à l'axe de l'écrou, l'épaulement mâle 7 de la partie annulaire 10 peut et doit, de préférence, être incliné d'envi ron 45o, de manière qu'il présente, par rapport au siège 6, une différence angulaire d'environ 150.
Cette différence angulaire est en relation avec l'inclinaison de la face 14 et, bien que les valeurs spécifiques de ces angles puissent être modifiées, la relation entre eux est, de préfé rence, avantageusement conservée. Cependant, lorsque la relation de l'angle d'inclinaison est réduite par rapport à la différence angulaire, l'inclinaison tend à devenir négative à la fin de l'opération d'entaillage, chose qui n'est pas nécessairement désavantageuse spécialement avec des tubes de matériau relativement tendre.
Au contraire, une augmentation de l'angle d'inclinaison de la face préconisée par les ma chinistes, tend à faciliter l'action d'entaillage, décrite plus complètement plus loin, aux dépens cependant de la résistance de l'arête coupante. Les valeurs absolues ou effectives des angles des siège et épaulement 6 et 7 respectivement peuvent également être modifiées, par exemple, de 5o en plus ou en moins, en changeant ou sans changer l'angle différentiel entre elles, mais en conservant, de préférence, un angle diffé rentiel de valeur suffisante pour les raisons citées plus haut.
Un aplatissement de l'angle des siège et épaulement 6 et 7 augmente, tou tes choses égales d'ailleurs, la composante. ra diale par rapport à la composante axiale de l'action exercée par l'écrou sur la partie annu laire, et augmente la supériorité mécanique de l'écrou sur la partie annùlaire, tout en deman dant un plus grand nombre de tours d'écrou par rapport à l'augmentation de travail effec tuée sur l'élément d'accouplement, choses sou vent utiles lorsqu'on a affaire à des tubes qui sont difficiles à entailler et accrocher. L'in verse se produit si les angles des siège et épau lement 6 et 7 sont rendus plus inclinés.
La partie annulaire 10 présente également une courte surface extérieure cylindrique dont l'extrémité arrière vient à la rencontre de l'épaulement 7 pour former une butée 8, qui est disposée pour avoir un contact initial pra tiquement exclusif avec le siège femelle 6 de l'écrou N. A l'extrémité intérieure avant de la partie annulaire 10, comme on le voit sur la section transversale, la face inclinée 14 vient à la rencontre de l'alésage 9 pour former une arête coupante 12 circulaire et aiguë. A son extrémité adjacente à l'arête 12, et sur une sur face limitée en arrière de ce point, la surface de l'alésage 9 est, de préférence, une surface durcie, comme il est indiqué par des hachures en 33.
Cette surface durcie, adjacente à l'arête 12, donne à cette arête les caractéristiques dé sirables pour entailler le tube et créer de plus un serrage de l'arête et du corps adjacent, sans causer ni tendre à provoquer aucune fracture ni détérioration de la partie annulaire ou de son arête. L'arête 12 s'étend de préférence un peu vers l'arrière par rapport à la partie ex trême avant et extérieure de la partie annu laire 10. Ceci a pour résultat que, lorsque la jonction est terminée, la butée 8 tend à recou vrir l'arête 12, en sorte que la partie annulaire après jonction, comme indiqué sur la fig. 13, tend à présenter son épaisseur radiale maxi mum à l'aplomb de l'arête 12.
La portion tubulaire 11 de l'élément E est, de préférence, 50 à 75 % plus longue que la partie annulaire 10 et son épaisseur est d'en viron 1/3 à 1/4 de l'épaisseur de cette partie 10. L'angle extérieur avant de la portion tubu laire 11 est, de préférence, arrondi pour que le contact avec l'embouchure évasée du corps soit à glissement doux et non abrasif. La par tie extrême avant de la portion tubulaire pré sente, de préférence, une face radiale qui vient couper l'extrémité avant de l'alésage 15 sous un angle peu incliné, de préférence environ 900 ou un peu moins, pour former une arête coupante aiguë 17, semblable à l'arête 12,
mais ayant, de préférence, une inclinaison moins accentuée pour rencontrer moins de ré sistance que l'arête 12 dans son action d'en taillage. De préférence, la surface de l'alésage 15, immédiatement adjacente à l'arête 17 et vers l'arrière, est une surface durcie en 18, de façon analogue à la surface durcie de l'alésage 13 adjacente à l'arête 12 décrite plus haut.
La matière dans laquelle peut être fabri qué l'élément d'accouplement peut être choisie parmi un ensemble considérable, dépendant en partie du matériau et des caractéristiques du tube à accoupler, aussi bien que des matériaux que l'on désire utiliser pour l'écrou et le corps.
Pour l'élément d'accouplement, on utilise un acier qui est aisément usinable et qui admet le durcissement de surface en toutes parties de l'élément d'accouplement, y compris la por tion tubulaire de l'élément E aussi bien que l'arête ou les arêtes coupantes, sans diminution néfaste de la flexibilité et malléabilité des par ties flexibles et malléables, caractéristiques de l'élément d'accouplement.
On ne produit pas nécessairement de dur cissement de l'élément d'accouplement autre ment que par le durcissement dû à l'usinage nécessaire, pour autant que son ou ses arêtes coupantes sont plus dures que le tube à en tailler. Avec de l'acier ou d'autres tubes plus durs, la surface entièrement durcie en acier de l'élément d'accouplement fournit des arêtes coupantes satisfaisantes et permet la malléabi lité désirable des autres parties de l'élément. Lorsqu'on utilise un corps, un écrou et un tube en aluminium ou un corps et un écrou en acier ou en laiton et un tube en cuivre, par exem ple, l'élément d'accouplement peut être fabri qué avec un tel acier et non durci pour autant que sa dureté est plus grande que celle du tube qui doit être accouplé.
Avec des tubes d'acier, on peut utiliser un élément d'accou plement en acier de dureté comparable, mais facilement usinable, lequel, après avoir été usiné et formé, est soumis à un durcissement sur une petite zone, de préférence seulement sur la surface adjacente à l'arête (surfaces 13 et 18), par cyanuration et carbonitruration.
Le durcissement des surfaces peut être li mité aux zones 13 et 18 par un léger placage de cuivre sur tout l'élément et en grattant en suite le placage sur les surfaces 13 et 18 avant de soumettre l'élément à un traitement de dur cissement de surface, limitant ainsi sensible ment le durcissement à ces zones et aux arêtes coupantes. Bien que cette manière de localiser le durcissement soit citée avec référence spé ciale à l'accouplement de tubes en acier, il n'y a pas lieu de se limiter à cet exemple de dur cissement pour cette utilisation spécifique ou pour toute autre.
Dans cette forme d'exécution, lorsque l'écrou N est contraint d'avancer vers le corps B, le siège femelle 6 de l'écrou vient rencon trer la butée 8 de la partie annulaire, poussant l'élément d'accouplement E vers l'avant en di rection du corps, cependant que la partie 16 de la portion tubulaire vient rencontrer l'em bouchure évasée du corps et tend par là à être comprimée et, par sa résistance à cette com pression, résiste pour autant à tout mouvement axial vers l'avant de l'ensemble de l'élément d'accouplement E. Un couple non compensé se développe alors entre la butée 8 et la jonc tion de la portion tubulaire avant la partie annulaire, qui tend à faire tourner la partie annulaire dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme il est indiqué sur les fig. 12 et 13.
Cette résistance initiale de la portion tubulaire au mouvement axial de l'élément, ne provoque pas de rotation sensible de la partie annulaire capable d'amener l'arête 12 en con tact avec la surface extérieure du tube. La continuation vers l'avant du mouvement de l'écrou en direction du corps fait progresser vers l'avant l'ensemble de l'élément d'accou plement E et augmente la compression pro gressive de l'extrémité avant de la portion tu bulaire tout en faisant croître la réaction entre l'extrémité arrière de la portion tubulaire et la partie annulaire jusqu'à ce que l'extrémité avant de la portion tubulaire soit suffisamment comprimée pour que l'arête 17 vienne en con tact avec la paroi du tube (voir fig. 13).
Alors, l'arête 17 tend à commencer à entailler le tube et provoque l'apparition d'une résistance sup plémentaire importante à l'avancement axial de la portion tubulaire vers l'avant et, en consé quence, la portion tubulaire offre une nouvelle résistance au mouvement vers l'avant de la partie inférieure moyenne de la partie annu laire en forçant celle-ci à effectuer son mou vement de rotation et à commencer à entailler le tube par l'intermédiaire de l'arête 12 un petit peu en arrière de la position indiquée sur la fig. 13.
La continuation vers l'avant du mouve ment de l'écrou en direction du corps provo que maintenant l'entaillage profond du tube par l'arête 17 qui tend à découper en tournant une nervure Rl en avant de l'extrémité avant de la portion tubulaire, cette -action de découper en tournant ou de tendre à découper rapidement la nervure RI accroissant la résistance de l'ex trémité avant de la portion tubulaire à tout nouveau déplacement axial vers l'avant. La ra pidité avec laquelle s'accroît cette résistance dépend, en grande partie, de la forme de la face extrême avant de la portion tubulaire.
Il est préférable que l'arête 17 soit telle que cette arête effectue un découpage annulaire relati vement petit, mais complet, qui augmente la résistance de l'extrémité .avant de la portion tubulaire à tout mouvement axial, au point de provoquer la déviation vers l'intérieur ou bou clage de l'extrémité arrière de la portion tubu laire, la rotation de la partie annulaire et l'ac tion d'entaillage du tube par l'arête 12.
La portion tubulaire 11 est résistante sui vant son axe, et faible radialement, c'est-à-dire assez résistante pour développer, sous l'effet d'une compression axiale, un couple non com pensé entre ses points de réaction sur la partie annulaire et la butée 8 pour provoquer la rota tion de la partie annulaire vers l'avant et vers l'intérieur, alors que l'extrémité avant de la portion tubulaire est assez résistante pour s'op poser à tout mouvement axial, et possède tou tefois une résistance assez faible pour subir une déviation vers l'intérieur, ou bouclage,
au voisinage de la partie annulaire. La rotation de la partie annulaire, la compression de l'arête coupante 12 et le début d'entaillage du tube par l'arête 12 sont ainsi facilités.
Le contact d'entaillage entre l'arête 12 et le tube offre nécessairement une résistance à tout mouvement vers l'avant, qui augmente progressivement. La résistance mesurable de l'extrémité arrière de la portion tubulaire par tiellement déviée et bouclée, à tout libre mou vement d'ensemble de la partie annulaire, em pêche une action mécanique plus importante de l'arête 12 sur le tube, et provoque la rota tion progressive de la partie annulaire, la com pression de l'arête, le mouvement radial, vers l'intérieur et vers l'avant, de l'arête dans le tube, et le découpage de la nervure R2 d'une dimension appréciable, le long de la face incli née 14.
La rotation de la partie annulaire est accompagnée par un mouvement de glissement vers l'avant de l'écrou et de son siège 6 sur l'arête 8 de la partie annulaire, agissant sur la partie angulaire de la partie annulaire vers l'avant et la comprimant, et sur l'arête cou pante vers l'intérieur et la faisant avancer vers l'avant.
La continuation du mouvement vers l'avant de l'écrou en direction du corps pro voque l'action d'entaillage de l'arête 12, dé coupant la nervure R2 et bouclant l'extrémité arrière de la portion tubulaire vers l'intérieur sur le tube et la nervure et limitant la nervure sous l'extrémité arrière de la portion tubu laire jusqu'à ce que les parties atteignent ap proximativement la position indiquée sur la fig. 12. Pendant ce temps, la partie annulaire effectue son mouvement de rotation jusqu'à ce que, pratiquement, la totalité de son épaule ment 7 soit venu en contact total avec le siège 6 de l'écrou.
En même temps que ces actions qui viennent d'être décrites, l'extrémité avant de la portion tubulaire continue à exercer son action d'entaillage sur le tube par l'intermé diaire de l'arête 17, et établit un contact étan che aux fluides entre l'embouchure évasée du corps et le tube. La rotation de la partie an nulaire provoquée par l'écrou N est accom pagnée d'un mouvement relatif différentiel de l'écrou et de la partie annulaire.
L'écrou dé passe la partie annulaire dans son mouvement axial vers l'avant et, parmi d'autres détails in diqués plus haut, le siège 6 de l'écrou vient en contact avec l'angle arrière extérieur du pro longement 39 de l'élément d'accouplement E, déviant et comprimant ce prolongement jus qu'à provoquer, en arrière de la partie annu laire, un accrochage du tube solide, portant sur une grande surface et résistant aux vibra tions.
Comme résultat des actions diverses pro voquées par la déformation de l'élément d'ac couplement E ci-dessus décrit, les deux nervu res RI et R, formées en avant des entailles ef fectuées par les arêtes 12 et 17 ont été décou pées en maintenant le tube avec une grande force contre l'action de pressions d'expansion qui tendent à faire reculer le tube en dehors du corps.
De même, une étroite étanchéité aux fluides est obtenue entre l'extrémité avant de la portion tubulaire et l'embouchure évasée du corps, et le tube est maintenu premièrement par un accrochage étanche de compression der rière l'arête 17 par l'extrémité avant de la por tion tubulaire, deuxièmement par un accro chage étanche de compression par l'extrémité arrière déviée de la portion tubulaire, laquelle, de plus, limite, accroche et comprime la ner vure R2, troisièmement par un accrochage étanche de compression derrière et par l'arête 12, quatrièmement par un accrochage de com pression entre la partie annulaire et le tube, et cinquièmement par un accrochage de compres sion solide et accru entre le prolongement 39 et le tube.
Au total, l'élément d'accouplement E agit pour provoquer un accrochage sensi blement continu du tube sur toute la longueur de l'élément, augmenté par deux entailles dans le tube, et devient ainsi avantageusement par- tie intégrante du tube pour renforcer l'accou plement de ce dernier avec le corps dans l'étreinte mutuelle de l'écrou et du corps. Comme il est indiqué sur la fig. 13, une por tion moyenne de la portion tubulaire n'est pas en contact avec le tube, mais, si l'on désire un contact étroit et continu sur toute la longueur de l'élément E, on peut l'obtenir en utilisant une portion tubulaire un peu plus courte.
Dans la variante représentée sur les fig. 15, 16 et 17, l'écrou<I>N</I> et le tube<I>T</I> peuvent être pris identiques à ceux décrits plus haut, mais le corps B' et l'élément d'accouplement E' su bissent certaines modifications caractéristiques.
Le corps B' correspond au corps B et a le même rôle vis-à-vis de l'écrou N et les mêmes alésage 32 et épaulement 44 contre lequel l'ex trémité du tube T vient buter. Mais il se dif férencie du corps B en ce que l'embouchure évasée 3a du corps B' est plus courte et plus inclinée, en sorte que, si l'épaulement 3 for mant l'embouchure du corps B est incliné d'en viron 200,, l'embouchure évasée 3a du corps B' peut être inclinée d'environ 35 à 400.
L'élément d'accouplement<B>E</B> correspond approximativement à l'élément d'accouplement E dans les parties arrière de ce dernier, mais il est modifié quant aux parties avant qui ont un rôle particulier à jouer en concours avec l'embouchure évasée 3a du corps B'. La par tie annulaire 10a de l'élément d'accouplement E' correspond approximativement à la por tion annulaire 10 de l'élément d'accouplement E, sa configuration externe, en avant de la butée 8, se fondant rapidement en la surface conique externe de la portion avant 21 de l'élément E', disposée en un coin annulaire et en porte à faux. De préférence, l'angle et l'arête 12 sont plus près d'être alignés radiale- ment que dans l'élément E.
D'un autre côté, la partie annulaire 10a présente la même arête coupante 12, la même face inclinée 14, le même alésage 13, le même alésage interne 9, le même épaulement 7 profilé à 450 vers l'arrière et l'extérieur et la même butée 8 ; tous ces éléments étant reliés de la même manière, pour accomplir les mêmes offices et fonctions dans l'élément E' que dans l'élément E. Dans cette variante, le prolongement 39 est ajouté à l'extrémité arrière de la partie annulaire 10a dans et pour les mêmes buts et avec les mêmes effets que ceux décrits plus haut.
La portion en forme de coin 21 comprend une partie de l'élément E' s'étendant intégrale ment vers l'avant et faisant partie intégrante de la partie annulaire 10a de ce dernier, présen tant une surface extérieure 24 effilée et de pré férence conique, inclinée d'environ 20 à 250 sur l'axe de l'alésage 9 et d'un angle plus faible que l'inclinaison de l'embouchure évasée 3a du corps intérieurement; la portion 21, en forme de coin et en porte à faux, présente un alésage conique 25 s'ouvrant vers l'extérieur et vers l'avant, dont la surface est inclinée d'environ 5 à 10,) sur l'axe de l'alésage 9, et qui vient rencontrer la face inclinée 14 à son extrémité arrière.
Cette portion 21 possède, à son extré mité arrière, un diamètre correspondant ap proximativement au diamètre de l'alésage 15 de l'élément E, ou un peu plus petit. La por tion en forme de coin 21 présente une longueur axiale, mesurée en avant de la face 14, ap proximativement égale à la longueur de la par tie annulaire 10a mesurée à partir de la face 14 jusqu'à l'extrémité avant du prolongement 39 et dont la forme en coin, vue en partie en section transversale, s'adapte à la partie annu laire 10a de l'élément d'accouplement (fig. 15 et 16).
L'extrémité avant de la portion 21 est arrondie vers l'extérieur comme en 26, pour obtenir un contact initial à glissement doux avec l'embouchure évasée 3a du corps, et il est préférable que l'extrémité avant intérieure dé la portion 21 soit arrondie vers l'intérieur comme en 27, au lieu d'être aiguisée comme en 17 dans l'élément E, bien que, au contraire, l'extrémité avant intérieure de la portion 21 puisse présenter une arête durcie aiguë corres pondant à l'arête 17 et une zone de surface durcie correspondant à la zone 18 de l'élément E.
L'extrémité arrondie avant de la portion 21 en forme de coin et en porte à faux possède un diamètre extérieur calculé pour entrer fran chement dans l'embouchure évasée 3a du corps (fig. 15), avant la déformation contrainte de l'élément d'accouplement. L'évasement vers l'extérieur de l'alésage conique 25 permet un angle correspondant de roulement accru de la partie annulaire 10a et, par là même, de l'élé ment E' avant que la portion 21 né vienne en contact avec le tube (fig. 16).
Dans la variante représentée, lorsque l'écrou N vient forcer l'élément d'accouple ment E' vers l'avant par rapport au corps B' et au tube T par un contact à force du siège 6 et de la butée 8 de l'élément d'accouplement, l'extrémité avant de la portion 21 de l'élément d'accouplement est immédiatement soumise à une compression et forcée à dévier vers l'inté rieur, et tend immédiatement à faire tourner la partie annulaire 10a vers l'avant et vers l'in térieur, avec le couple simultané non com pensé produit sur la partie annulaire par la force exercée par l'écrou sur la butée 8 et la résistance à tout mouvement axial vers l'avant exercée par la portion en forme de coin et transmise à la partie annulaire. Ainsi,
immé diatement après que les différentes parties ont été amenées en contact initial d'action, comme représenté sur la fig. 15, le mouvement vers l'avant, la rotation et la compression de l'arête de la partie annulaire 10a sont provoqués lors que l'écrou commence à se mouvoir selon l'axe par rapport à la partie annulaire et que le coin 21 est comprimé et tourne avec la partie annu laire, cependant qu'il est introduit à force dans l'embouchure évasée du corps. Tout l'élément E' subit un mouvement de rotation vers l'avant, provoqué et accompagné par l'arête 12 dans son mouvement axial vers l'avant et radial vers l'intérieur et dans son action d'entaillage du tube.
L'arête coupante 12 est ainsi immédiate ment contrainte d'entailler la paroi du tube et de découper une nervure R2 de dimension ap préciable qui, lorsque l'entaille atteint la pro fondeur désirée, se trouve bloquée en dessous de la portion en coin 21 comprimée vers l'in- térieur, à l'extrémité avant de l'alésage de celle-ci, cependant que l'extrémité avant de la portion 21 de l'élément d'accouplement est con trainte de comprimer et d'accrocher l'extérieur du tube en avant de la nervure, en sorte que, pratiquement, toute la longueur de l'alésage 25 produit un accrochage étanche de compression sur l'extérieur du tube et la nervure nouvelle- ment découpée.
En même temps, les portions extérieures avant de la partie 21 établissent une zone d'effort étendue et solide et un accro chage étanche aux fluides avec l'embouchure évasée 3a du corps. Dans le même temps, l'écrou N a dépassé la partie annulaire en ame nant l'épaulement 7 de la partie annulaire en contact sensiblement total avec le siège 6 de l'écrou et en comprimant la partie annulaire selon le contact solide d'accrochage par com pression ou avec ce tube tout le long de l'alé sage de la partie annulaire, augmenté par le contact solide entre le prolongement arrière 39 et l'extérieur du tube à la partie arrière de l'élément d'accouplement.
Lorsque l'élément d'accouplement E' a été déformé dans les conditions indiquées par la fig. 5, il a effectué un contact d'entaille et de verrouillage du tube au moyen de l'arête 12 et il a fourni pour le tube un accrochage étanche de compression, résistant aux vibrations et amortissant sur toute la longueur de l'élément d'accouplement. Extérieurement, l'élément d'ac couplement est accroché et comprimé sensible ment sur toute sa longueur par l'embouchure évasée du corps et l'épaulement profilé de l'écrou. Enfin, l'élément E' tout entier a son diamètre réduit tandis que sa forme et sa posi tion sont contraintes de changer (fig. 15 et 16).
Le raccord représenté sur les fig. 8 à 10 comporte un corps B fileté extérieurement sur l'extrémité arrière duquel le tube T doit être accouplé et jonctionné par l'écrou N à filetage intérieur. Entre cet écrou et le corps, est em manché à force l'élément d'accouplement E qui s'accroche de façon étanche sur le tube, et entre en relation de jonction étanche avec l'ex trémité arrière du corps. Le corps B présente un alésage 1 en prolongement de l'alésage du tube T et de même diamètre intérieur que celui-ci.
La face arrière 2 du corps peut être plane et unie et être normale à l'axe de l'alésage du corps, ce qui facilite la réalisation d'un accou plement jointif très resserré sur lui-même. La face arrière 2 du corps sert de butée longitudi nale ou axiale pour l'extrémité avant du tube T, l'empêchant d'exécuter un déplacement axial vers le corps et sert également de butée pour l'extrémité avant de l'élément d'accouple ment E en maintenant l'extrémité avant de l'élément contre tout déplacement axial vers l'avant.
L'écrou N présente un alésage 43 coaxial à l'axe de l'alésage du corps et coaxial au tube et enserrant le tube exactement mais librement. L'écrou présente une face inclinée dirigée vers l'avant, de préférence en forme de siège coni que femelle 6, pouvant venir en engagement avec l'épaulement mâle complémentaire 7 de moindre inclinaison prévu sur l'extrémité ex térieure arrière de l'élément d'accouplement E.
De préférence, le siège femelle 6 de l'écrou est incliné à environ 25 à 300, tandis que l'épaulement mâle 7 de l'élément d'accouple ment est incliné à 450 en vue de créer une dif férence angulaire d'environ 15 à 200 destinée à faciliter l'emmanchement de l'élément et son engagement avec le tube tel qu'il sera décrit plus loin.
L'écrou<I>N</I> et le corps<I>B</I> sont représentés dans leurs formes conventionnelles habituelles, mais les termes écrou et corps s'étendent à des pièces ou organes équivalents tels que corps à bride ou anneau de bride, tels que bride ayant à l'arrière une face correspondant à la face 2 et anneau de bride ayant un épaulement pro filé correspondant au siège 6, l'un et l'autre destinés à venir en prise avec l'élément E et le tube T, comme dit plus haut et comme il sera indiqué plus loin.
L'élément d'accouplement E comprend une partie annulaire relativement épaisse 10, com portant l'épaulement 7 incliné vers l'extérieur et vers l'arrière et, de préférence, conique, une partie allongée vers l'avant ou portion tubu laire à paroi relativement mince 11 avec une portion annulaire plus épaisse servant de butée 8 à son extrémité avant. La partie annulaire vient en prise avec l'écrou et la partie d'an crage de l'extrémité avant de la portion tubu laire coopère avec le corps.
Les parties annu laires et portion tubulaire sont, de préférence, d''une seule pièce, comme représenté, venues à partir d'une barre ou d'un tube, de manière à posséder ou pouvoir acquérir les qualités de force élastique et de résistance nécessaires d'ans la portion tubulaire et les qualités de déforma tion par striction et de dureté nécessaires dans la partie annulaire.
La fonction principale de la partie annu laire est de s'accrocher et maintenir le tube T avec une prise énergique et, de préférence, éga lement avec une jonction étanche. La fonction principale de la portion tubulaire est : en pre mier lieu, d'offrir une résistance axiale suffi sante au déplacement de la partie annulaire lorsque celle-ci est en prise avec l'écrou, et cela en vue de créer des composantes de force, agissant radialement vers l'intérieur, entre l'écrou et la partie annulaire, de manière à provoquer le resserrement de la partie annu laire et de son arête coupante 12 ;
en second lieu, de céder élastiquement à la fois radiale ment et axialement pour permettre et provo quer un déplacement, axial vers l'avant et ra dial vers l'intérieur, de l'arête coupante dans la paroi du tube, de sorte que l'arête puisse découper en tournant une nervure R de di mension suffisante (fig. 10). En même temps, la portion tubulaire réagit entre l'écrou et le corps et réalise un joint étanche au fluide avec la face arrière du corps et, comme la partie tubulaire est raccourcie et courbée vers l'inté rieur (fig. 9 et 10), elle forme un joint étan che au fluide avec la nervure R et la position voisine de la paroi du tube.
Inversement et complémentairement, les fonctions de la partie annulaire comprennent la transmission, de l'écrou à la portion tubulaire, de composantes radiales de forces qui assurent le joint étanche entre la face frontale, de préférence plane, de la partie d'ancrage de la portion tubulaire et le corps. I1 est ainsi possible de raccourcir la portion tubulaire et de transmettre des com posantes de forces radiales de l'écrou sur l'ex trémité arrière de la portion tubulaire pour forcer celle-ci à céder élastiquement vers l'in térieur et se plier en conséquence de son. rac courcissement pour entrer en relation de jonc tion étanche et d'accrochage avec le tube et la nervure.
Une autre fonction de la portion tu- binaire est de s'appliquer sur le tube et la ner- vure de manière à augmenter énergiquement la résistance au déplacement de l'écrou et de la partie annulaire, limitant ainsi, une fois qu'elle a été recourbée comme indiqué à la fig. 10, l'action de découpage de l'arête 12 et indiquant à l'opérateur que la jonction est suf fisamment étanche et serrée du fait de l'aug mentation brusque du couple de torsion ap pliqué sur l'écrou.
Pour ce qui concerne la structure de l'élé ment E, la partie annulaire 10 présente un alésage 53 qui se termine à son extrémité avant que l'arête coupante 12 qui est circu laire, normale à l'axe de l'élément, et d'un dia mètre qui est, de préférence, exactement adapté sur le diamètre extérieur du tube T.
L'arête est définie par l'intersection de l'extrémité avant de l'alésage avec la face co nique inclinée 14. Cette dernière est inclinée d'environ 80 à 750 sur le même axe, ce qui lui donne une inclinaison vers l'arrière et vers l'extérieur à partir de l'arête 12, d'environ 10 à 15c, sur le plan de l'arête normal à l'axe de l'élément. L'arête 12 et la partie annulaire adjacente forment un outil coupant annulaire ayant un angle d'attaque d'environ 10 à 150, un angle de coupe de 75 à 80o et, au début, un angle de dépouille faible par rapport au tube considéré comme pièce à entailler et à la nervure R considérée comme copeau. On voit que la partie annulaire 10 est entraînée en tournant vers l'avant pour réaliser un angle de dépouille pour l'arête coupante 12.
De préfé rence, l'épaulement 7 de la partie annulaire est incliné à environ 450, de sorte que, lorsque l'écrou avance à force vers le corps, la partie annulaire est d'abord en prise avec le siège 6 de l'écrou par son alésage 43. Puis cette par tie annulaire est contrainte de se déplacer en tournant vers l'avant et radialement vers l'in térieur, ayant ainsi une action de basculement et d'avancement.
Cette forme d'exécution admet certaines variantes dans la conicité exacte des siège et épaulement 6 et 7 pourvu que cela ne modifie pas le résultat. Il est visible que la différence de pente des siège et épaulement 6 et 7 per met à la partie annulaire d'être roulée vers l'avant en diminuant légèrement l'inclinaison de la face 14 et en créant un angle de dépouille à l'extrémité arrière de l'alésage 53 au voisi nage de l'arête 12. L'inclinaison de la face 14 facilite l'action de coupe de l'arête lorsque la partie annulaire est contrainte à ce mouvement, ce qui oblige l'arête 12à mordre dans la sur face extérieure du tube et à découper et re brousser la nervure R.
La hauteur et le vo lume de la nervure R et, en conséquence, la profondeur de l'entaille dans le tube T sont limités par la dimension radiale de la face 14, c'est-à-dire par le diamètre de l'alésage 15 de la portion tubulaire 11 au voisinage de la face 14. Pour des facilités d'usinage, l'alésage 15 peut être d'un diamètre uniforme, comme re présenté.
Radialement vers l'extérieur de l'arête 12, la partie annulaire 10 présente son épaisseur maximum de manière à déborder l'arête et la face 14 à la fois vers l'avant et vers l'arrière et à assurer une bonne résistance et un bon sup port à l'arête 12 considérée comme un outil coupant.
La forme de la partie annulaire permet de supporter l'extrémité arrière de la portion tu bulaire 11 et d'imposer une pression radiale sur cette dernière et sur la nervure R lorsque celle-ci est coincée entre la face 14 et l'extré mité arrière de la portion tubulaire 11 re courbée vers l'intérieur comme indiqué à la fig. 10. La surface extérieure de la partie an nulaire 10 peut, pour conserver un certain es pacement radial, être cylindrique, comme re présenté, sur une certaine distance vers l'avant au delà de l'arête 43 du sommet de l'épaule ment 7.
L'arête 53 est annulaire et située dans un plan normal à l'axe de la partie annulaire, mais un peu en arrière du plan contenant l'arête 12, ce qui assure un bras de levier suf fisant pour amorcer le basculement de la par tie annulaire et, après basculement (fig. 10), un support suffisant entre l'écrou et la partie annulaire en tous les points autour des points d'où émanent les composantes radiales et axiales des forces appliquées sur l'arête. La longueur principale de la partie annulaire, comme indiqué au dessin, est, de préférence, environ égale à l'épaisseur totale de la partie annulaire ou même légèrement inférieure à celle-ci.
L'action de basculement de la partie annulaire 10 (fig. 2 et 3) se réalise le mieux lorsque la différence des inclinaisons des siège et épaulement 6 et 7 est d'environ 200 et l'in clinaison de la face 14 d'environ 10 à 12o. Dans ce cas, la face 14 est à peu près nor male à l'axe et conserve une légère inclinaison à la fin du basculement de la partie annulaire et du découpage (fig. 10), tandis que l'épaule ment 7 de la partie annulaire a été amené à coïncider sensiblement avec l'inclinaison la plus faible du siège 6.
La fig. 10 montre éga lement que le basculement initial de la partie annulaire et la pression qui en résulte sur l'arête 12 créent un angle de dépouille et de jeu entre l'alésage 53 et la surface du tube à l'arrière de l'arête, ce qui facilite une légère action d'entaillage, notamment lorsque la face 14 est bien inclinée, l'extrémité avant de l'alé sage 53 prenant une forme conique derrière l'arête lorsque se produisent le resserrement de celle-ci et son action d'entaillage. Le choix du matériau pour l'élément d'accouplement est décrit plus loin en fonction du matériau du tube et de la dureté désirée de l'arête 12 par rapport à celle du tube.
La portion tubulaire 11, partie de l'élément E, a de préférence, dans la forme d'exécution représentée, une portion d'ancrage formant la butée 8 qui est épaissie radialement vers l'avant, la face avant étant tournée relative ment polie et perpendiculairement à l'axe de l'élément en vue de s'engager à jonction étan che avec la face 2 du corps. La partie plus épaisse de cette butée 8 tend à empêcher l'ex trémité avant de la portion tubulaire 11 de se dilater radialement lorsque l'élément E est em manché à force entre l'écrou et le corps.
Lors que, tout d'abord, l'écrou attaque l'élément d'accouplement et, notamment, avant que l'arête 12 soit amenée à force à s'engager dans le tube, l'élément a tendance à tourner avec l'écrou, sauf que cette rotation est empêchée par frottement entre la face arrière 2 du corps et la face avant de la partie plus épaisse de la portion tubulaire. L'engagement de frotte- ment du début est accompagné d'une pression et d'un déplacement relatif entre ces faces, et il en résulte que les traits d'outil et autres irré gularités de surface sont supprimés et qu'on obtient une bonne jonction étanche des deux surfaces.
Ces faces n'ont pas à recevoir de traite ment spécial antifriction ou autre, tendant à développer, après le déplacement relatif initial et avant que l'action d'entaillage de l'arête 12 ait commencé, une plus grande résistance à la rotation de l'élément E, supérieure à l'impul sion de rotation qui lui est communiquée par l'écrou du fait du contact des siège et épaule ment 6 et 7. On peut revêtir de cadmium le siège 6 de l'écrou pour faciliter son glissement libre axial et circonférentiel sur l'alésage 43 de l'épaulement 7 de l'élément E.
Entre la portion d'ancrage formant la butée 8 et la partie annulaire 10, la portion tubu laire présente une partie à paroi mince 59 dé- formable élastiquement qui est, de préférence, d'une longueur égale à plusieurs fois son épaisseur de paroi et dont l'alésage 15 est plus grand que le diamètre extérieur du tube d'en viron deux fois la dimension radiale de la face 14 pour permettre un cambrage ou une cour bure radiale vers l'intérieur de la partie arrière de la partie à paroi mince et un déplacement d'entaillage, radial vers l'intérieur et axial vers l'avant,
de l'arête 12 jûsqu'à ce que l'extrémité arrière de ladite partie à paroi mince vienne en contact de butée avec la nervure R lorsque celle-ci a été découpée et rebroussée par la face 14. La partie à paroi mince 59 est, de pré férence, d'épaisseur 1/4 ou 1/5 de celle de la partie annulaire 10, et rejoint la partie annu laire radialement vers l'intérieur de l'alésage 43, de sorte que sa réaction axiale initiale con tre la partie annulaire développe un couple en sens inverse des aiguilles d'une montre (fig. 9 et 10) entre l'alésage 43 et l'extrémité arrière de la partie à paroi mince 59, ce qui tend à provoquer le basculement de la partie annu laire vers l'avant,
le resserrement de l'arête 12 et le repliement vers l'intérieur de la partie à paroi mince. Celle-ci a une résistance axiale initiale suffisante pour assurer cette action ini- tiale contre la partie annulaire et présente une souplesse radiale suffisante pour permettre le basculement et le resserrement de la partie an nulaire.
La partie à paroi mince est disposée et di- mensionnée de telle sorte que sa résistance axiale au déplacement de la partie annulaire vers l'avant décroit à mesure qu'elle se déforme et se courbe vers l'intérieur en vue de per mettre l'action de découpage vers l'avant et le déplacement radial vers l'intérieur de l'arête 12 dans le tube.
Toutefois, la partie à paroi mince, alors qu'elle est recourbée et raccour cie sous l'action à force de l'écrou à travers la partie annulaire, offre encore une réaction axiale suffisante entre le corps et la partie an nulaire pour maintenir une jonction étanche au fluide entre l'ancrage et le corps et égale ment pour limiter le déplacement de la partie annulaire vers l'avant à un déplacement infé rieur à celui de l'écrou, de sorte que le siège 6 de l'écrou exécute un déplacement différentiel par rapport à l'alésage 43 et à l'épaulement 7,
de manière à exercer une compression énergi que de resserrement de la partie annulaire sur le tube pendant que se produisent les déplace ment et basculement vers l'avant et le décou-. page.
Dans cette forme d'exécution, la partie an nulaire 10 présente un prolongement annu laire à mince paroi, court et dirigé vers l'ar rière 57, dont l'alésage est en prolongement de l'alésage 53 de la partie annulaire et dont la surface extérieure cylindrique rejoint la par tie inférieure de l'épaulement 7. L'angle exté rieur arrière 58 de ce prolongement 57 est, de préférence, arrondi ou biseauté pour s'en gager de façon glissante avec la partie infé rieure du siège 6 de l'écrou.
Ce prolongement 57 est assez court pour que la partie 16 soit suffisamment éloignée du siège 6 lorsque l'alé sage 43 de la partie annulaire est en contact d'engagement (fig. 9), de telle sorte que l'angle 58 n'est pas engagé tant que l'écrou ne s'est pas déplacé vers l'avant par rapport au centre de la masse de la partie annulaire et n'a pas encore commencé à basculer la partie annu- Taire en comprimant l'arête et débutant l'en taillage.
Lorsque l'écrou avance par rapport à la partie annulaire et que la partie annulaire bascule vers l'avant, la partie avant du prolon gement 57 tend tout d'abord à être soulevée légèrement et éloignée du tube et, presque en même temps, le siège 6 entre en contact avec l'angle 58 et commence à la comprimer vers l'intérieur, forçant ainsi l'extrémité arrière du prolongement vers l'intérieur et vers l'avant en direction du tube. Lorsque l'action de décou page de l'arête 12 et la déformation de la par tie à paroi mince 59 se produisent, la partie arrière du prolongement 57 est comprimée, res serrée énergiquement sous la partie arrière du siège 6, et contrainte à un engagement étanche avec le tube (fig. 10).
Les compressions et déformations de la partie arrière du prolongement 57 avec le bas- culement final de la partie annulaire tendent à amener la surface extérieure du prolongement à être en alignement de conicité avec l'épau lement 7 qui a lui-même basculé pour s'adap ter sur le siège 6. La déformation finale du prolongement 57 a lieu lorsque la partie annu laire 10 effectue son dernier déplacement vers l'avant, de sorte que la partie intérieure ar rière du prolongement exerce un serrage et blocage final sur le tube, ce qui réalise un ac crochage solide, amortissant grandement les vibrations, derrière la partie annulaire propre ment dite et en arrière de l'entaille que l'arête a faite dans la paroi du tube.
Il en résulte (fig. 10) que l'élément E acquiert finalement plu sieurs engagements d'accrochage avec le tube à la fois en avant et en arrière de la nervure R et de l'entaille, ce qui donne une rigidité laté rale et une plus grande sûreté à l'accrochage mécanique dans l'entaille. Les derniers dépla cements relatifs de l'élément E vers l'avant de l'écrou provoquent une dernière compression radiale de déformation de toutes les pièces de l'élément dans leur engagement avec le tube (fig. 10). Ces pièces déformées l'ont été au delà de leur relation de solidarité définitive avec le tube même au cours des accouple ments et désaccouplements ultérieurs de celui-ci.
La matière dans laquelle est fait l'élément d'accouplement est choisie en tenant compte des considérations exposées au sujet du rac cord représenté sur les fig. 1 à 7.
En variante, l'élément E peut être complè tement usiné et mis à sa forme, après quoi on insère un tube de caoutchouc dans l'alésage et le gonfle jusqu'à bon contact avec la partie avant de celui-ci. L'ensemble de l'élément, sauf les parties avant de l'alésage 53 en con tact avec le tube de caoutchouc gonflé, est lé gèrement cuivré et devient ainsi réfractaire à la cyanuration, mais la partie avant de l'alé sage 53 sur l'arête 12 et immédiatement der rière celle-ci sont exemptes de cuivrage et sont soumises au traitement de cyanuration et de durcissement.
Pour l'élément d'accouplement E' de la fig. 11, pour une raison qui apparai- tra plus loin, la matière de l'élément peut être l'un des aciers mentionnés plus haut, mais n'a pas besoin d'être durcie pour assurer l'entail lage du tube puisque le tube est préentaillé. En fait, dans cette variante, il est désirable que le matériau ait une certaine malléabilité, conju guée avec une résistance suffisante pour main tenir les jonctions étanches, un accrochage mé canique et une résistance à l'expulsion. Ainsi, l'élément E' peut être fait en laiton ou acier doux, ce qui donne des avantages de confor mation facile et de bonne jonction d'étanchéité.
Dans une autre forme d'exécution, les par ties et pièces sont assemblées dans les posi tions représentées aux fig. 8 et 9, l'extrémité avant du tube et l'extrémité avant de l'élément d'accouplement E butant contre le corps. Le siège 6 de l'écrou est en contact avec l'alésage extérieur 53 de l'épaulement 7 de la partie annulaire et l'arête 12 étant appliquée sur la surface extérieure du tube.
Ensuite, on avance à force l'écrou vers les corps au moyen du file tage qui les relie et, en conséquence, la partie annulaire 10 est basculée vers l'avant et son arête 12 est en même temps amenée à être comprimée et resserrée vers l'intérieur et avan cée axialement par rapport au tube et au corps tandis que la portion tubulaire résiste élasti- quement au déplacement axial de l'anneau, suffisamment pour provoquer son resserrement radial et le resserrement radial de l'arête 12.
Au moment où l'extrémité arrière de la portion tubulaire cède et se déforme vers l'intérieur ou se recourbe vers l'intérieur avec resserrement de la partie annulaire et de l'arête coupante, le déplacement axial de la partie annulaire et de l'arête se produit vers l'avant. L'engagement d'entaille entre l'arête 12 et le tube commence aussitôt que l'arête est comprimée, et il doit se poursuivre sous l'action de l'écrou jusqu'à ce que se produise une butée de l'extrémité arrière de la portion tubulaire contre la ner vure, cette dernière étant rebroussée par l'arête 12.
Une conséquence directe de la courbure de la portion tubulaire et de l'action de décou page et d'accrochage est que l'extrémité avant de l'élément E est amenée à force à s'engager à jonction étanche avec la face arrière 2 du corps, et que l'extrémité arrière de la portion tubulaire, de même que l'arête 12 et la face 14 et la partie avant de l'alésage 53, s'appliquent dans une jonction étanche sur le tube. Pen dant ce temps, l'arête 12, la face 14 et l'extré mité avant de l'alésage 53, sont soumises à une liaison mécanique avec le tube à l'épreuve de l'arrachage. Entre temps, le prolongement arrière 57 de la partie annulaire est déformé par compression et appliqué à une jonction étanche sur le tube, comme dit plus haut.
La différence initiale entre les inclinaisons des siège et épaulement 6 et 7, l'angle d'incli naison du siège 6 de l'écrou, le décrochement de la face 14 et la qualité de résistance élasti que de la portion tubulaire contribuent à don ner les avantages de cette forme d'exécution. La différence de pente entre les siège et épau lement 6 et 7 tend à déterminer l'importance du basculement de la partie annulaire, tandis que l'inclinaison du siège 6 détermine le rap port initial et final entre les composantes de force radiale et axiale imposées à la partie an nulaire en fonction des déplacements diffé rents de l'écrou et de la partie annulaire et dont l'action mécanique de l'écrou sur cette partie.
Cette action mécanique comporte l'ac tion de déformation de l'ensemble de l'élément d'accouplement et les actions d'accrochage et de découpage de l'élément sur le tube. En même temps, le décrochement de la face 14 contribue à faciliter l'action d'entaillage et ré duit l'effort ou couple de torsion nécessaire à l'entaillage du tube et au rebroussement de la nervure.
En même temps qu'elle provoque ces effets, la portion tubulaire réagit contre la partie annulaire pour tout d'abord provoquer et commencer le basculement de la partie annu laire qui, à son tour, rabat l'extrémité arrière de la portion tubulaire vers l'intérieur et com mence le recourbement de la portion tubulaire qui, à son tour, oblige la partie annulaire et spécialement l'arête 12 à avoir un déplacement vers l'avant conjugué avec son déplacement radial vers l'intérieur en vue de réaliser l'action de découpage désirée.
La fig. 11 montre une variante dans la quelle les pièces sont désignées par les mêmes indices de référence. Cette forme diffère de la précédente par les points caractéristiques sui vants : la forme de la fig. 11 contient plusieurs variantes qui ne sont pas nécessairement à employer toutes ensemble. Cette disposition permet l'accouplement de tubes de plus grand diamètre, 75 à 100 mm par exemple, et, pour de telles utilisations, le corps<I>B</I> et l'écrou<I>N'</I> peuvent être supposés, par exemple, être un corps à bride et un anneau à bride de même configuration intérieure que ceux décrits ici en prise avec l'élément d'accouplement E' et le tube T'.
Le tube<I>T'</I> diffère de<I>T</I> en ce qu'il com porte une rainure annulaire G, entaillée à l'avance près de son extrémité avant à l'empla cement voulu pour recevoir la partie intérieure avant de la partie annulaire 120 lorsque celle- ci a été déplacée vers l'avant et rétreinte vers l'intérieur de la même manière que la partie annulaire 10 dans l'exemple précédent. La rai nure G est taillée avec une face radiale avant 121 et une face s'étendant coniquement vers l'arrière 122 avec une pente d'environ 15o sur l'axe du tube.
La profondeur de la rainure est variable suivant, entre autres, la pression d'ex pulsion à laquelle doit résister l'assemblage et la qualité du tube à accoupler. En règle géné rale, la profondeur de la gorge doit être suf- fisante pour que la partie annulaire et le tube réalisent une connexion de bonne résistance mécanique empêchant le tube d'être expulsé par la pression ou les coups de bélier dans le tube. Pour des tubes en métal léger de faible épaisseur, la profondeur de la gorge doit être de 5 à 10 % de l'épaisseur de la paroi et, pour des tubes en matériau plus dur avec une plus grande épaisseur, la profondeur de la gorge peut être de 1/4 à 1/5 de l'épaisseur.
L'exis tence de cette gorge G préentaillée présente, entre autres, un avantage pour les tuyaux dont la surface est brute ou rugueuse ou de dureté inégale ou rouillée ou irrégulière, ce qui dimi nue la facilité d'entaillage et la sûreté des ac tions d'entaillage et de jonction étanche de l'arête et de la partie annulaire qui étaient pré vues dans la précédente forme d'exécution.
L'élément E' dans cette variante comporte la partie annulaire 120 qui peut être identique à la partie annulaire 10 de l'élément E et pré senter le même alésage 53, la même face 14, l'arête 12 et l'épaulement 7 pour réaliser la même action de la manière décrite plus haut. Mais la différence est que l'arête 12 n'a que peu ou pas d'entaillage à faire du fait qu'elle pénètre et bute finalement dans la rainure G préentaillée. L'élément E' comporte également une portion tubulaire 11 et jouant le même rôle, sauf qu'ici le diamètre principal de la por tion tubulaire et son alésage 125 sont un peu plus petits que dans l'élément E.
En consé quence, la face 14 a une dimension radiale plus faible, de préférence égale ou plus grande que la profondeur de la gorge G, parce que, dans cette forme d'exécution, la nervure R n'a pas à être rebroussée et la dimension radiale de la face 14 et l'espacement initial de la portion tubulaire par rapport au tube n'a pas à tenir compte d'une nervure en avant de la gorge G. L'élément E' comprend également une partie d'ancrage 28 correspondant à la partie d'an crage formant la butée 8 de l'élément E, à l'avant et vers l'extérieur de la portion tubu laire, mais elle s'étend également vers l'inté rieur jusqu'au diamètre intérieur du tube et du corps. La face intérieure et arrière de la par tie d'ancrage 28 comprend une butée directe pour l'extrémité du tube T' et la face avant de cette partie 28 est normale à l'axe de l'élément.
Elle s'appuie à plat contre la face plane ar rière 2 du corps.
L'écrou<I>N'</I> correspond à l'écrou<I>N</I> et com porte un siège femelle 6 incliné comme le siège 6 de l'écrou N avec la même différence de pente par rapport à l'épaulement 7, mais le siège 6 de l'écrou se termine vers l'extérieur et vers l'avant par un rebord annulaire ar rondi 23 qui n'entre en contact au départ avec l'épaulement 7 que très peu avant sa limite extrême. Dans cette forme, la ligne de contact initiale entre l'écrou et la partie annulaire se trouve sur le rebord 23 de l'écrou plutôt que sur l'alésage 43 de la partie annulaire.
La rai son de cette disposition inverse qui peut être appliquée aussi bien dans la forme précédente que dans celle-ci est que, puisque l'écrou est souvent constitué en une matière plus douce que la partie annulaire, l'alésage 43 peut avoir tendance à entailler le siège 6 et retarder le glissement axial et circonférentiel et le dépla cement réciproque de l'écrou et de la partie annulaire, tandis que, lorsque le rebord 23 est prévu sur le siège femelle 6, il peut être ar rondi plus ou moins par la matière plus dure de la partie annulaire, mais il n'entaille ni ne raye, de sorte que le glissement doux de la partie annulaire et de l'écrou est protégé, de même que les surfaces du siège 6 et du rebord 23.
Ce dernier effet présente l'avantage de pou voir réutiliser l'écrou pour introduire une autre partie annulaire.
Dans cette variante, l'action d'entaillage est supprimée. En gros, le mouvement à force de l'écrou vers le corps depuis la position mon trée à la fig. 11 entraîne le basculement de la partie annulaire et l'emmanchement de l'élé ment d'accouplement, le resserrement de la partie annulaire, son déplacement vers l'avant et la courbure concomitante de la portion tu bulaire.
Dans ces déformations et mouvements, les portions intérieures et antérieures de la partie annulaire sont forcées dans la gorge G qu'elles remplissent et la face 14 de la partie annulaire est amenée à force en contact join tif étanche avec la face 121 de la gorge, tan- dis que l'alésage de la partie annulaire est rétreint jusqu'à engagement étanche avec la face conique 122 de la gorge. En même temps, la portion tubulaire est courbée et déformée vers l'intérieur sur le tube au droit de la gorge et l'ancrage est amené et maintenu à force en contact de joint étanche avec le corps.
Le raccord représenté sur les fig. 18 à 21 comporte un corps B avec filetage extérieur, sur l'extrémité arrière duquel le tube T est ac couplé et forme joint par l'action de l'écrou fileté intérieurement N. Entre cet écrou et le corps est engagé l'élément d'accouplement E qui accroche le tube en formant une jonction étanche avec ce tube et avec l'extrémité ar rière du corps. Le corps B présente un alésage 1 en prolongement de l'alésage du tube T et de même diamètre intérieur. La face arrière 2 du corps peut être plane et unie et être nor male à l'axe de l'alésage du corps pour con tribuer à former un accouplement resserré .
Dans la forme représentée sur les fig. 18 à 20, la face arrière 2 du corps a un épaulement annulaire 3 face à l'intérieur, qui peut être très faible, c'est-à-dire de l'ordre de 10 à 25 cen tièmes de mm de profondeur. L'épaulement 3 est assez faible pour ne pas nuire au resserre ment de l'accouplement, mais sert cependant à recevoir un épaulement complémentaire 4 formé sur l'extrémité avant de l'élément d'ac couplement E (fig. 21) et à centrer et placer l'élément coaxialement à l'alésage du corps.
Il tend à résister à une expansion radiale de l'ex trémité avant de l'élément B lorsque cet élé ment est emmanché à force et, après que le jointement est terminé, lorsque les pièces sont soumises aux efforts de service.
La face arrière 2 du corps sert de butée longitudinale ou axiale pour l'extrémité avant du tube T en le maintenant contre un dépla cement axial vers le corps. Cette face sert éga lement de butée pour l'extrémité avant de l'élé ment d'accouplement E en maintenant l'extré mité avant de cet élément contre un déplace ment axial vers l'avant.
L'écrou N présente un alésage 5 coaxial à l'alésage du corps et à celui du tube et enser rant exactement et librement ce tube. L'écrou présente un siège femelle 6 pouvant s'engager sur l'épaulement mâle 7 de l'extrémité exté rieure arrière de l'élément E. L'écrou N et le corps B sont représentés dans leurs formes conventionnelles, mais le corps B peut être tel qu'un corps avec bride ayant, toutefois, une face arrière de préférence à redan, correspon dant à la face 2, la bride annulaire présentant un épaulement profilé, correspondant au siège 6, en vue de venir en prise avec l'élément E et le tube T comme dit plus haut et décrit ci- après.
L'élément E comprend une partie annu laire 10 relativement épaisse disposée à l'ar rière, et dont l'extrémité extérieure arrière est inclinée en l'épaulement 7, et comprend une portion tubulaire 11 à paroi mince disposée vers l'avant. La partie annulaire vient en prise avec l'écrou et l'extrémité avant de la portion tubulaire vient en prise avec le corps. La par tie annulaire et la portion tubulaire sont, de préférence, venues d'une seule pièce à partir d'une barre ou d'un tube, de manière à avoir ou pouvoir acquérir les qualités de résistance élastique dans la portion tubulaire et de stric tion et rétreinte dans la partie annulaire pour remplir les rôles qui leur sont attribués.
La principale fonction de la partie annu laire est d'accrocher le tube T et de venir en prise avec ce dernier pour réaliser une liaison mécanique solide et étanche au fluide.
La principale fonction de la portion tubu laire est tout d'abord d'offrir une résistance axiale suffisante au déplacement de la partie annulaire lorsque celle-ci est en prise avec l'écrou, et de créer vers l'intérieur une compo sante de force radiale de l'écrou vers la partie annulaire pour rétreindre celle-ci ainsi que son arête coupante hélicoïdale 12.
En second lieu, la portion tubulaire doit céder élastiquement à la fois radialement et axialement, pour per mettre et provoquer un déplacement radial et axial de l'arête de coupe dans la paroi du tube, de telle sorte que cette arête puisse découper et rebrousser une longue nervure en hélice R de dimension suffisante (fig. 20). En même temps, la portion tubulaire réagit entre l'écrou et le corps pour assurer une jonction étanche au fluide sur la face arrière du corps et, lors que la portion tubulaire a été raccourcie et recourbée vers l'intérieur (fig. 19 et 20), elle forme un joint étanche avec la paroi adjacente du tube.
Inversement et complémentairement, les fonctions de la partie annulaire comportent d'abord une transmission de l'écrou sur la por tion tubulaire des composantes axiales de la force en vue de réaliser un joint étanche entre la portion tubulaire et le corps et de raccour cir cette portion tubulaire. Ces fonctions de la partie annulaire comportent en même temps la transmission de composantes radiales des for ces appliquées par l'écrou, sur l'extrémité ar rière de la portion tubulaire, pour l'amener à se déformer vers l'intérieur en conséquence de son raccourcissement, et à venir en engage ment d'accrochage et jointement étanche avec le tube une fois qu'il a été raccourci. Un autre rôle de la portion tubulaire est, de préférence, de buter sur le tube.
Du fait de la butée du pied de l'arête hélicoïdale 12 sur le tube, il se produit une augmentation brusque de la résistance au déplacement de l'écrou et de la partie annulaire (fig. 20), ce qui montre à l'opérateur que le jointement désiré a été réa lisé suffisamment du fait de l'augmentation brusque du couple de vissage de l'écrou.
Dans la fig. 21, la partie annulaire 10 de l'élément E comporte un alésage intérieur fileté 123, de préférence à simple filet et pas con tinu 118, le filet 118 présentant une crête héli coïdale aiguisée continue 12 qui constitue l'arête coupante de l'élément. Le filet 118 est, de préférence, constitué par un creux arrondi 119 se raccordant progressivement à la face frontale 14 du filet et à sa face arrière 113.
La face arrière<B>113</B> du filet est, de préférence, in clinée à environ 150 sur l'axe de l'alésage de la partie annulaire, tandis que la face frontale 14 s'étend radialement à partir de l'arête 12 en constituant un léger redan vers l'arrière d'environ 20 sur une faible distance radiale avant de se raccorder au creux 119 du filet.
Avec une telle forme de filet et lorsque la par tie annulaire est rétreinte radialement et dé placée axialement vers l'avant, toute la lon gueur de la crête de l'arête 12 du filet 118 vient en prise avec la surface extérieure du tube comme un outil coupant allongé, le dé crochement de la face 14 constituant un angle de coupe un peu inférieur à 90o et l'inclinaison de la face arrière 113 du filet constituant un angle de dépouille de 150.
Le diamètre du filetage au sommet, c'est-à-dire le diamètre minimum, mesuré sur l'arête 12, est, de préfé rence, un peu plus grand que le diamètre ex térieur du tube pour permettre à l'alésage fileté 123 d'être glissé sur l'extrémité du tube, compte tenu des variations de diamètre des tubes du commerce et de la tolérance à ad mettre dans l'usinage du filetage. Avec cette forme de filetage, le diamètre de base du filet est fonction du pas qui peut être favorable ment choisi de 30 à 50 filets par 25 mm, ce qui donne une profondeur de filet d'environ 12 à 18 centièmes de mm et un diamètre à la base dépassant le diamètre intérieur d'environ 25 à 35 centièmes de mm.
De préférence, l'épaulement 7 de la partie annulaire est incliné au même angle d'environ 300 que le siège 6 de l'écrou N, de sorte que, lorsqu'on impose à l'écrou un déplacement vers le corps, la partie annulaire est contrainte de se mouvoir avec l'ensemble axialement vers l'avant et radialement vers l'intérieur et, en même temps, coaxialement à l'écrou, mais sans le corps, ni le tube.
Cette forme d'exécution peut subir diver ses modifications dans la conicité réelle des siège et épaulement 6 et 7 et dans la similitude exacte de forme de ces deux pièces pourvu que ces modifications ne nuisent pas au fonction nement et au résultat. Si le siège 6 de l'écrou est incliné à un moindre degré que l'épaule ment 7 de la partie annulaire, celle-ci tendra à basculer vers l'avant en diminuant l'inclinai son de la face 14 et en augmentant l'angle de dépouille de la face arrière 113 du filet. L'in verse tend à se produire si le siège 6 est plus incliné que l'épaulement 7.
Lorsque l'écrou et le corps sont en enga gement de vissage comme représenté, les filets étant à pas à droite, il est préférable que le filet 118 soit à pas à gauche, de sorte qu'on sup prime la tendance qu'aurait l'écrou à entrai- ner en rotation l'élément E par rapport au tube. Cette tendance est convertie en une com posante de force agissant approximativement normalement à l'arête hélicoïdale 12. Si l'écrou a la forme d'un anneau de bride pour se fixer à un corps à bride et qu'il ne doive avoir qu'un simple déplacement axial vers le corps, il est indifférent que le pas du filet 118 soit à droite ou à gauche.
En pratique, il est préférable que l'engagement entre l'élément E et la face ar rière du corps B résiste ainsi à tout déplace ment de rotation de l'élément E par rapport au corps, tandis que l'écrou N est tourné et tend à entraîner l'élément E en rotation, l'ac tion du filet 118 sur le tube étant alors essen tiellement la même que le filet 118 soit à pas à droite ou à pas à gauche.
En s'éloignant radialement vers l'extérieur de la portion avant de l'alésage 123, la partie annulaire acquiert son épaisseur maximum de manière à assurer une résistance suffisante et un bon support pour l'arête hélicoïdale 12 en tant qu'outil coupant et pour soutenir à l'ar rière et supporter l'extrémité arrière de la por tion tubulaire 11 et pour imposer sur celle-ci une pression radiale de même que sur la ner vure hélicoïdale R une fois celle-ci rebroussée et serrée de manière étanche entre les filets 118 comme indiqué dans la fig. 20.
La surface ex térieure de la partie annulaire 10 peut, en vue de ménager un espacement radial suffisant, être cylindrique, comme représenté, sur une distance limitée vers l'avant de l'épaulement 7, ce dernier s'étendant à partir de l'arrière de la partie annulaire vers l'avant jusqu'à un plan normal à l'axe seulement un peu en arrière de l'extrémité avant de l'alésage 123 pour cons tituer une large portée entre l'écrou et la par tie annulaire aux points et au voisinage des points d'où partent les composantes radiales et axiales des forces à appliquer sur l'arête 12. Ces considérations avec les angles d'inclinai son du siège 6 et de la face 113 du filet don nent à la partie annulaire une longueur axiale peu supérieure à son épaisseur.
La longueur principale de la partie annulaire est, de pré férence, égale ou peu inférieure à son épais seur maximum. Pour ce qui est du matériau dans lequel est fait l'élément E, l'action de coupe de l'arête 12 peut être renforcée avec un minimum de résis tance à la striction et une tendance minimum à se briser, en durcissant la surface du filet 118 à une profondeur de 25 millièmes, de mm ou un peu plus, comme indiqué par la partie ombrée 16 (fig. 21). Un tel durcissement inté resse la ligne géométrique de l'arête et tend à être plus profond au voisinage de l'arête.
Le choix des matériaux pour l'élément de cou plage en fonction du matériau du tube à ac coupler et de la dureté désirée pour l'arête 12 en fonction de la faible dureté du tube est étudié plus loin.
L'alésage 123 et le filet 118 se terminent à leur extrémité avant par un épaulement 117 dont la dimension radiale est nettement supé rieure à la profondeur du filet 118. Cette face se termine extérieurement à l'intersection avec l'alésage 15 de la portion tubulaire 11 et me sure l'espacement radial entre la portion tubu laire 11 et la surface extérieure du tube. Il est préférable que cet espacement radial soit im portant, de préférence de l'ordre de grandeur indiqué - plus loin, pour faciliter la flexion de la portion tubulaire 11 en vue de donner à la partie annulaire 10 le mouvement de déplace ment désiré sous l'influence de l'écrou N.
La portion tubulaire de l'élément E pré sente une partie antérieure d'ancrage 8 avant plus épaisse dont la face avant a un léger épau lement complémentaire 4 de dimension voulue pour s'emboîter en engagement de centrage et de jonction avec l'épaulement 3 de la face 2 du corps. La partie 8, avec ou sans emboîtage des épaulements 3 et 4, tend à empêcher l'ex trémité avant de la portion tubulaire 11 de se déplacer radialement lorsque l'élément E est emmanché à force entre l'écrou et le corps.
Entre la partie d'ancrage 8 et la partie annu laire 10, la portion -tubulaire 11 présente une paroi mince 129 pouvant céder élastiquement et qui est plusieurs fois plus longue que l'épais seur de sa paroi. L'alésage 15 de la portion tubulaire dépasse nettement le diamètre exté rieur du tube pour permettre une déformation élastique radiale vers l'intérieur ou une cour- bure de cette portion et un déplacement radial d'entaillage de l'arête 12 jusqu'à ce que la ner vure R ait rempli les creux du filet 118 et que la partie annulaire ait buté sur lui pour former avec lui une liaison mécanique solide et un joint étanche au fluide. Au moment où cette butée a lieu entre la
partie annulaire et le filet, l'extrémité arrière de la portion tubulaire bute ou tend à buter dans un contact étroit avec le tube sous l'extrémité surplombante avant de la partie annulaire (fig. 20).
Le matériau utilisé pour constituer l'élé ment d'accouplement laisse place à un choix très libre dépendant, d'une part, du matériau du tube à accoupler et, d'autre part, des ma tériaux qu'on désire employer pour l'écrou et le corps. Ce choix est fait comme il a été ex posé plus haut, au sujet des éléments d'accou plement des raccords décrits précédemment.
La limitation du durcissement à la zone limitée de la surface du filet 118 peut être obtenue en cuivrant l'ensemble de l'élément lé gèrement avant de tailler le filet 118 et en taillant ensuite le filetage, ce qui enlève le re couvrement de la surface des filets et fait qu'ils sont seuls exposés au traitement de cyanura- tion ou de durcissement. D'une autre manière, l'élément E peut être complètement usiné à sa forme, filetage compris, et ensuite on intro duit un tube de caoutchouc dans l'alésage 123 et le gonfle pour obtenir un contact intime avec les parties avant de la face 113.
L'ensemble de l'élément, sauf les parties avant de la face 113 que couvre le caoutchouc, peut être alors légè rement cuivré et devient insensible à la cyanu- ration, sauf les parties de la face 113 qui sont immédiatement en arrière de l'arête 12. Après que le tube a été enlevé et l'élément soumis à cyanuration, seule cette partie de la face 113 sera durcie. Bien qu'on ait décrit un durcisse ment localisé, il est évident qu'on peut appli quer tout autre mode de durcissement de l'arête et d'autres parties de l'élément.
Dans la pratique, les pièces sont assem blées tout d'abord comme dans les fig. 18 et 19, l'extrémité avant du tube et l'extrémité avant de l'élément E butant contre le corps, le siège 6 de l'écrou étant en contact avec l'épaulement 7 de la partie annulaire et l'arête hélicoïdale 12 étant en contact avec la surface extérieure du tube. Alors, on avance à force l'écrou vers le corps grâce à son engagement par vissage et, en conséquence, la partie annu laire 10 avec son arête 12 est contrainte d'être serrée et rétreinte vers l'intérieur et déplacée axialement par rapport au tube et le corps tan dis que la partie mince 129 résiste, en cédant au déplacement axial de la partie annulaire, suffisamment pour assurer sa rétreinte radiale et celle de l'arête 12.
Comme l'extrémité ar rière de la partie mince se déforme par cam- brage vers l'intérieur ou recourbement inté rieur, un déplacement vers l'avant de la partie annulaire et de l'arête se produit également en même temps que leur rétreinte.
L'engagement entre l'arête 12 et le tube commence aussitôt que l'arête est suffisam ment rétreinte et se poursuit sous l'action po sitive de l'écrou jusqu'à ce qu'il y ait butée entre le fond du filet et la nervure R qui a été découpée et rebroussée par l'arête 12. Au même moment, l'extrémité arrière de la por tion tubulaire 11 peut et doit se recourber pour entrer en contact annulaire avec l'extré mité antérieure de la nervure R rabattue vers l'avant (fig. 20).
Comme représenté à la fig. 20, il est préférable que la forme du filet, le rapport de la longueur à l'épaisseur de la por tion tubulaire, l'espacement entre la portion tubulaire et le tube et les angles d'inclinaison des siège et épaulement 6 et 7 coopèrent pour amener la partie recourbée avant de la por tion tubulaire à former un joint étanche avec la paroi du tube en même temps qu'on réalise le joint étanche par remplissage des creux du filet avec la nervure R. Mais, même s'il n'y a pas contact complet entre l'extrémité recour bée de la portion tubulaire et le tube avant que la nervure ne soit bloquée dans le filet, le résultat reste encore valable.
Même si ce con tact se produisait au contraire avant blocage de la nervure dans le filet, ce ne serait pas un inconvénient, car un tel contact n'empêche pas de poursuivre la rétreinte et le déplacement axial d'entaillage de la partie annulaire et de l'arête. Seul le couple sera peut-être augmenté avant que la nervure n'ait rempli le pied du filet en augmentant la courbure et la pression de la portion tubulaire sur le tube. Une con séquence directe du recourbement, de l'entail lage et de l'accrochage est que l'extrémité avant de l'élément E est amené à force en contact de jonction étanche avec la face arrière 2 du corps.
En même temps, la longueur totale de l'alésage de la partie annulaire et du filet 118 acquièrent une prise énergique sur une lon gueur relativement grande de la paroi du tube avec une longueur d'entaille considérablement augmentée, la nervure ayant plusieurs fois la circonférence du tube. L'entaillage et l'accro chage du tube sont répartis sur une surface plus grande avec un effort relativement faible de constriction dans l'accrochage exercé sur le tube, le tube étant maintenu solidement contre tout déplacement axial vers le corps ou en s'éloignant du corps et présentant une grande résistance à la brisure par pression intérieure (coup de bélier ou vibration).
L'angle d'inclinaison de la face 113 du filet 118, non seulement procure une dépouille et un jeu suffisants pour l'action de l'arête cou pante, mais encore détermine L'écrasement ra dial et l'engagement à force entre la partie de la face 113 qui est en contact avec la surface du tube en arrière de l'arête coupante. Lors que la face 113 du filet a une inclinaison de 15o, la surface de la face immédiatement der rière l'arête porte sur la face fraîchement cou pée du tube et tend à empêcher l'arête d'avoir un déplacement vers l'avant et vers l'intérieur de la surface du cône incliné à 150 sur l'axe de l'élément.
Le trajet de déplacement de l'arête coupante est cependant influencé, non seulement par l'inclinaison de la face 113, mais également 1. par la résistance de la paroi du tube à l'entaillage de l'arête 12 ; 2. par sa résistance à la rétreinte diamétrale ; 3. par la résistance relative de la portion tu bulaire au raccourcissement axial corres pondant à sa résistance à la déformation radiale ou courbure ; 4. à la résistance de la partie annulaire à la rétreinte radiale ; 5. par l'inclinaison des siège et épaulement 6 et 7 et, en conséquence, la direction de la force résultante imposée par l'écrou sur la partie annulaire.
Par exemple, si la portion tubulaire 11 est plus résistante au raccourcissement axial que l'ensemble du tube et de la partie annulaire ne sont résistants à la rétreinte diamétrale, alors la partie annulaire et l'arête 12 auront ten dance à avoir un déplacement radial vers l'in térieur relativement grand comparativement à un déplacement axial faible et la face 11-3 aura tendance à avoir un accrochage sur une surface plus étendue de la paroi du tube ré- treinte, mais légèrement entaillée.
Dans le cas inverse extrême, en supposant au contraire que la portion tubulaire soit d'une résistance- plus faible au raccourcissement axial et que le tube soit rigide, épais et hautement résistant à l'en taillage avec une partie annulaire ayant une relativement haute résistance à la rétreinte, alors l'arête aura tendance à avoir un déplace ment plus important, ou trop important, avec trop peu d'entaillage ou même si peu d'entail lage que la face 113 ne pénétrera pas dans la paroi du tube, sauf au voisinage direct de l'arête 12.
Dans la disposition la plus avanta geuse du point de vue efficacité, la résistance idéale offerte par la portion tubulaire au dé placement axial de l'arête 12 devra être quel que peu plus grande que celle qui oblige l'arête à se déplacer vers l'avant et vers l'intérieur sur la surface d'un cône de 150, telle que, par exemple, elle ait tendance à se déplacer sur un cône de 20 à 250. En conséquence, la par tie avant de la face 113 tendra en correspon dance à porter sur la face extérieure de dé coupage du tube et à résister à la composante radiale de force qui tend à approfondir l'en taille.
De cette façon, la face 113 donne- une composante d'accrochage sur le tube et d'amor tissement de vibrations de la paroi du tube qui est de valeur suffisante. La moitié arrière de la face 113 et le creux 119 du filet sont her métiquement remplis par la nervure R re- broussée par l'arête et par la face 14 du filet suivant, la nervure étant ainsi comprimée et emprisonnée.
Les fig. 22, 23, 24 montrent une forme d'exécution dans laquelle les mêmes indices de référence sont utilisés pour désigner les mêmes pièces. La différence réside en ce que, dans l'élément d'accouplement E', la partie annu laire 10a a son alésage 123a différent de l'alé sage 123 et que la portion tubulaire 11 à paroi mince 9a est en prolongement et se termine à l'extrémité avant de l'élément par une face biseautée 19 qui est, de préférence, durcie et se termine extérieurement par une arête cou pante 20 adaptée pour entailler dans la face arrière plane 2' du corps B et y faire son pro pre siège d'appui (fig. 22 et 23).
La partie avant de l'alésage 123a de la partie annulaire 10a peut correspondre exactement à celle de l'alésage 123 de l'élément E et avoir un filet 118a identique au filet 118, c'est-à-dire de même taille et de même inclinaison. Mais dans cette forme d'exécution, la partie arrière de l'alésage 123a est conservée lisse et cylindri que et d'un diamètre correspondant au dia mètre<U>minim</U>um du filet 118 mesuré sur l'arête 12. Le filet 118a peut s'étendre sur environ la moitié de la longueur de l'alésage 123a et s'ar rêter à environ la moitié de l'alésage ayant, de préférence, en son milieu, une ou deux spires dont la profondeur soit moindre.
La partie an nulaire 10a peut, autrement, correspondre à la partie annulaire 10, sauf que l'épaulement 7a est incliné un peu plus en pente que le siège 6 de l'écrou N qui s'y appuie, de sorte que l'action de la partie annulaire comprenne un mouvement de basculement vers l'avant, bas culant la partie annulaire vers l'avant en même temps qu'elle est rétreinte vers l'intérieur. L'écrou entre tout d'abord en contact avec l'arête annulaire extérieure de l'épaulement 7a (fig. 5) et produit ensuite le basculement de la partie annulaire pour provoquer le contact et l'action de coupe de l'arête 12 du filet 118a sur le tube, sans que cette action soit influen cée par le contact intervenant entre l'extrémité arrière lisse de l'alésage 123a.
La différence d'inclinaison entre les siège et épaulement 6 et 7a dépend dans une très grande mesure de la profondeur du filet 118a. Elle est, de pré férence, telle que le mouvement de bascule- ment de la partie annulaire vers l'avant soit limité au degré voulu pour amener l'extrémité arrière de l'alésage en un jointement à force étanche par serrage sur le tube, au moment où l'arête 12 a fini de découper et rebrousser la nervure hélicoïdale R qui remplit alors les spi res avant du filet 118a. Si le filet 118a est ana logue au filet 118 décrit plus haut, l'épaule ment 7a peut être conique et incliné de 50 de plus que le siège 6.
Par exemple, l'épaulement 7a aura un angle d'inclinaison de 35,1, tandis que le siège 6, de forme similaire aura une in clinaison de 300. La portion tubulaire 11 à paroi mince 9a peut être la même que la portion tubulaire 11 décrite plus haut sauf que, dans cette forme d'exécution, il est préférable qu'elle soit d'épaisseur de paroi uniforme sur toute sa lon gueur se terminant à l'extrémité avant par l'arête de coupe durcie mentionnée plus haut.
Le mode de fonctionnement est analogue à celui décrit plus haut sauf que l'arête 20 à l'extrémité avant de la portion tubulaire dé coupera, sous l'influence de la pression exercée par l'écrou, son propre siège d'appui dans la face unie 2' du corps B' pour réaliser une jonc tion étanche au fluide et assurer une résistance au déplacement radial et à la rotation du fait de cet entaillage dans la face arrière du corps. Sous la même influence de déplacement de l'écrou,
la partie annulaire 10a se déplacera et basculera axialement vers l'avant et radiale ment vers l'intérieur amenant son arête cou pante 12 en contact avec la surface extérieure du tube, tandis que ces déplacements facilite ront la déformation élastique de la portion tu bulaire décrite plus haut.
Cependant, dans cette forme d'exécution, lorsque les diverses pièces arrivent aux posi tions représentées à la fig. 23, la partie cylin drique arrière de l'alésage 123a de la partie annulaire 10a viendra en contact avec -une lon gueur correspondante de la surface extérieure du tube T et, comme le tube est engagé et maintenu plus fermement par le filet et par cette partie cylindrique de l'alésage, il y aura tendance à ce qu'une rétreinte et un entaillage plus poussés de la part de la partie annulaire 10a soient arrêtés. Cela constitue un effet de butée qui se traduit par une augmentation im portante du couple de torsion et qui signale à l'opérateur que la jonction étanche entre les pièces est terminée.
Cette butée assure égale ment un accrochage étanche et amortisseur de vibrations entre la paroi arrière de la partie annulaire 10a et le tube. Entre autres, cet ac crochage lisse entre la partie arrière de l'alé sage de la partie annulaire et le tube garantit une jonction étanche au fluide entre la partie annulaire et le tube, sans tenir compte de ce que les creux des filets sont complètement ou non remplis par la nervure hélicoïdale R.
Comme l'indique la fig. 23, la butée qui se produit par engagement entre la portion filetée et/ou la portion cylindrique de l'alésage de la partie annulaire 10a, d'une part, et le tube, d'autre part, est, de préférence, simultanée à la butée de l'extrémité arrière de la portion tu bulaire 11 sur le tube et l'extrémité adjacente de la nervure hélicoïdale R. Le contact entre l'extrémité arrière de la portion tubulaire 11 et le tube a tendance à être accéléré par le bas- culement de la partie annulaire et il peut se produire avant la butée finale de la partie an nulaire.
La conséquence est que la déforma tion de la portion tubulaire s'en trouve relati vement augmentée, avant que la partie annu laire ne bute et le tube sera accroché de façon plus étanche et avec un meilleur amortisse ment des vibrations aussi bien à l'avant qu'à l'arrière du filet 118a.
Fitting Fittings are already known comprising an element forming an axial stop for the tube to be connected, and a nut with an internal conical seat engaged on the tube and screwed onto this element forming a stop. These fittings further include a deformed coupling element engaged on the tube between the stopper and the nut, and which has a thick annular portion with a sharp edge capable of entering the tube by radial contraction, and a tubular portion thinner than the annular part.
This tubular part, spaced radially from the outer surface of the tube and from the periphery of the annular part, is capable of deforming radially by axial contraction of the coupling element, between the nut and the element forming a stop for the tube.
The aim of the invention is in particular to limit the deformation of the coupling element and the penetration of the cutting edge into the tube so as to reduce the weakening of this tube.
The subject of the invention is a fitting for a tube comprising a body forming a stopper for the tube to be connected, a nut with an inclined face engaged on the tube and screwed onto this body forming a stopper, and a coupling element secured to the tube. between the stopper and the nut, this coupling element comprising a thick annular part with a cutting edge, capable of entering the tube by radial contraction of this annular part, and a tubular part integral with this annular part, more thinner than the latter and spaced radially from the outer surface of the tube and from the periphery of the annular part,
this annular part being capable of deforming radially by axial contraction of the coupling element between the body forming a stop for the tube and the nut.
According to the invention, this connection is characterized in that the annular part of the coupling element is limited by a male shoulder coming into engagement with the inclined face of the nut, which limits the deformation of this part. annular while measuring the penetration of the cutting edge into the tube when tightening the nut.
The outer conical bearing surface of the annular portion of the coupling element may have the same angle at the apex as the inclined face of the nut, which allows the nut by tightening to contract the annular portion without causing it to tilt. around the cutting edge.
The accompanying drawing shows, by way of example, several embodiments of the connector which is the subject of the present invention. Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of the coupler, the different parts of this connector being separated from one another.
Fig. 2 is a sectional view, on a larger scale, of the previous connector, the parts of which are close together, but not tightened.
Fig. 3 is a partial sectional view of this same connection after tightening the nut. Fig. 4 is a half-elevational, half-sectional view of the coupling element.
Fig. 5 is a partial sectional view of a variant of the connector, the elements of the connector being close together, but not tight.
Fig. 6 is a partial sectional view of this same connection after tightening.
Fig. 7 is a half-elevation view, in half-section, of the coupling element of the connector shown in FIGS. 5 and 6.
Fig. 8 is an elevational view, partly in axial section, of another embodiment of the connector, the parts being shown before assembly.
Fig. 9 is a longitudinal cross-sectional view on a larger scale of the preceding connection, the parts being assembled, but not tightened.
Fig. 10 is a longitudinal sectional view of this same connection after tightening.
Fig. 11 is a longitudinal sectional view of a variant of the connector, the parts being assembled, but not tightened.
Fig. 12 is a view, partly in axial section, partly in elevation, of the connector according to another embodiment, the elements being assembled to one another, but not clamped one on the other.
Fig. 13 is an axial sectional view of this connection after tightening.
Fig. 14 is a view, partly in elevation, partly in section, of the coupling element. Figs. 15, 16 and 17 are views corresponding to FIGS. 12, 13 and 14 of a variant of the previous connection.
Fig. 18 is a view, partly in elevation, partly in axial section, of another embodiment of the connector, the elements of which are close together, but not clamped.
Fig. 19 is a sectional view, on a larger scale, of the previous connection.
Fig. 20 is a similar sectional view, the elements being clamped.
Fig. 21 is a view, partly in elevation, partly in section, of the coupling element. Fig. 22 is a partial sectional view of another embodiment of the connector, the parts being assembled before tightening.
Fig. 23 is a partial sectional view of this connection after tightening.
Fig. 24 is a view, partly in elevation, partly in section, of the coupling element of the preceding connector.
The connector shown in fig. 1 to 4 comprises a body B threaded externally and on the rear end of which the tube T must be coupled. The junction is ensured by the nut N threaded internally. The coupling element E is engaged between the nut N and the body B, so as to grip the tube and ensure the seal with the rear end of the body. The body B has a bore 1 as an extension of the bore of the tube T and of the same internal diameter.
The rear face 2 of the body is flat and may be normal to the axis of the bore of the body, which facilitates coupling by tight contact. In the embodiment according to FIGS. 1 to 3 inclusive, the rear face 2 of the body has a narrow annular shoulder 3, which may be very small, that is to say of a depth of the order of 1 to 2/10 of a mm.
This shoulder 3 is small enough not to influence the approach of the coupling element, but it nevertheless serves to receive the additional shoulder 4 formed on the front end of the coupling element E (fig. . 4) and to center and place this element coaxially with the bore of the body while opposing a radial displacement of the front end of the element E during its insertion and, after the finished jointing. , when parts are subject to service efforts. The rear face 2 of the body serves as a longitudinal or axial stop for the front end of the tube T, maintaining it against axial displacement towards the body.
It also serves as a stop for the front end of the coupling element E by holding this end against an axial displacement forwards.
The nut N has a bore 5 coaxial with the bore of the body and that of the tube and it surrounds the tube freely, but very closely. This nut comprises a female seat with an inclined face 6, preferably conical, which can come into engagement with the male shoulder 7, of complementary shape, from the outer and rear end of the coupling element E.
The coupling element E comprises a thick annular part 10, disposed towards the rear, comprising the male shoulder 7 in inclined towards the outside and towards the rear, as indicated above, and a tubular portion 11 with a wall. relatively thin and arranged forward. The annular portion engages the nut and the front end of the tubular portion engages the body. The annular part and the tubular portion are preferably, as shown, an integral part of a rod or of a tube, so as to have or to be able to present for the tubular portion the characteristics of elastic resistance and, for the annular part , hardness and resistance to crushing sufficient for the intended functions to be fulfilled.
The main function of the annular part is to hook and hold the T-tube with a strong mechanical grip, ensuring a fluid-tight junction. The main function of the tubular portion is first of all to offer sufficient axial resistance to the axial displacement of the annular portion when the latter is in engagement with the nut in order to transmit the radial forces inwards. between the nut and the annular part to produce a tightening of the latter and its cutting edge 12.
Second, the annular portion must yield elastically both radially and axially to allow and transmit radial inward displacement and forward axial displacement of the sharp edge penetrating the tube wall, from so that the edge can cut a rib R of appreciable size (fig. 3).
At the same time, the tubular portion reacts between the nut and the body and provides a fluid-tight seal on the rear face of the body and, as the tubular portion is shortened forward and curved inward (fig. . 2 and 3), it forms a fluid-tight seal with the rib R and the adjacent wall of the tube. In a similar and complementary manner, the roles and functions of the annular portion must include the transmission, from the nut to the tubular portion, of the forces necessary to ensure the tight seal between this tubular portion and the body.
The role of the annular part is also to shorten the tubular portion forwards and at the same time to transmit sufficient radial forces to bend this portion inwards, as a consequence of its shortening in order to bring it, while that it is shortened, in engagement engagement and tight junction with the tube and the rib. Another function of the tubular portion is to preferably lie over the rib and the tube in the direction which creates a strong increase in adhesion and resistance to displacement of the nut and the annular portion once it has been shortened and curved as shown in fig. 3.
This limits the cutting action of the edge 12 and indicates to the operator who makes the connection that the seal is sufficient because it encounters a strong increase in the screwing torque applied to the nut. .
In fig. 4, the annular portion 10 of the element E has a tapered bore 13, preferably inclined at 150 from the axis of the element. This inclination is most favorable when the inclination of the shoulder 7 is approximately 300 on the same axis.
The conical bore 13 ends at its front end with the edge 12 normal to the axis of the element and the diameter of which fits exactly without play on the outside diameter of the tube T. This edge is defined by l 'Inter section of the front end of the bore with the face 14 at a steep inclination, and preferably conical. This face 14 is inclined in the same direction as the tapered bore 13, but at an angle of 87 to 88 (l on the same axis, so that it is inclined backwards and outwards from the 'bore 13 at an angle of 2 to 31, with the plane of the bore 13 normal to the axis of the element.
The edge 12 and the adjacent mass of the ring thus constitute, in fact, an annular cutting tool whose angle of attack is from 2 to 30, the cutting angle from 87 to 88o, and the angle relief of 15, the workpiece being the tube and the chip being the rib R.
The shoulder 7 of the annular part 10 is preferably inclined at the same angle of about 30 () as the seat 6 of the nut N, so that when the displacement of the nut towards the body is controlled to force, the annular part is forced to move axially forward and radially inward and at the same time coaxially with the nut, body and tube, without however only a rolling and dumping action can be ascertained.
It is evidently visible that, if the female seat 6 of the nut is inclined at a slightly smaller angle than the shoulder 7, the annular part 10 will tend to be driven by rolling forward, which decreases the amount of time. The scraper hook effect of the face 14 and increases the clearance angle of the front part of the bore 13. The reverse tends to occur when the seat 6 is on a slightly steeper slope. than the shoulder 7. By covering the nut with cadmium, as well as its seat 6, the friction between the surfaces of the engaging parts is reduced.
The taper of the bore 13 facilitates the scoring action of the ridge 12 when the annular portion is forced to effect these displacements giving a suitable clearance angle and clearance, allowing the ridge to bite into the outer surface of the tube, the step of face 14 facilitating the cutting and turning of the rib R. The height and volume of the rib R and, consequently, the depth of the notch made in the tube T, are limited among other things by the radial dimension of the face 14, that is to say by the diameter of the bore 15 of the tubular portion 11 adjacent to the face 14. To facilitate the reaming work and by Economy, the bore 15 may be of uniform diameter as shown.
Radially and outwardly of the ridge 12, the annular part takes its maximum thickness in a mass overhanging the ridge and the face 14, both forwards and backwards, to give the provides sufficient support and resistance as a cutting tool. This resistance also makes it possible to support the rear end of the tubular portion 11 and to impose radial pressure on it and on the rib R when the latter is wedged and clamped between the face 14 and the rear end of the bore 15, left or curved (fig. 3).
The outer surface of the annular part 10 may, in order to reserve a sufficient radial space, be cylindrical, as shown, over a limited length of the shoulder 7 and towards the front. The shoulder 7 extends from the rear of the annular part and forwards to a plane normal to the axis, and only a little behind the plane of the ridge to provide a wide support between the nut and this part at all points from which emanate the force components applied to the edge. These considerations, in addition to the angles of inclination of the surface of the seat 6 and the bore 13, will tend to give the annular part an effective axial length, measured from the line of intersection of the surfaces. , which is not much greater than the thickness of the annular part.
The main length of the latter, measured between a front plane, located approximately halfway between the ridge and the anterior end part of the annular part and a rear plane approximately halfway between the inclined surfaces of the shoulders and bore 7 and 13, is preferably equal to the total thickness of the annular part or is slightly less.
As regards the material from which the element E is made, the cutting action of the edge 12 can be reinforced while giving it the minimum resistance to deformation and the minimum brittleness by hardening the surface. of the tapered bore 13 in a limited area adjacent to the ridge 12 and over a thickness of two to several hundredths of a mm, as indicated by the shaded part 16 in FIG. 4. Such hardening affects the geometric line of the edge 12 and tends to extend over a few hundredths of a mm on the face 14 upwards.
The question of the choice of materials of the coupling element according to the material of the tube to be coupled and the hardness required for the edge 12 according to the hardness of the metal of the tube is explored in more detail below. .
The material from which the coupling element may be constructed leaves room for a considerable choice depending in part on the material and characteristics of the tube to be coupled, as well as on the materials desired for the nut and the body. Preference is given to steel which can be easily machined and which admits of surface hardening in all parts of the element. When using this steel, it is not essential to quench the coupling element other than by the quenching resulting from the necessary machining, as long as its cutting edge is harder than the tube to be cut ( fig. 6).
With steel or stainless steel tubing or other hard tubing, a steel coupling member as above, hardened over its entire surface, gives satisfactory cutting edges while retaining the possibility of deformation in the pipe. the other parts of the element.
If a body or nut with aluminum tubing, or steel or brass nuts and body with copper tubing, for example, is employed, the coupling element E can be made of such steel and not hardened as long as it has a hardness greater than that of the tube to be coupled and, preferably, greater than that of the body to facilitate the bite of the edge 20 in the body (fig. 7).
On steel pipes, a coupling element made of steel or of similar hardness, but directly shabby, can be used, which, after being machined and shaped, receives a light case-hardening, preferably only on the neighboring surface. of the ridge such as in the shaded part 16, by cyanidation or carbonitriding, so as to have a cementation not exceeding a depth of 2 to 5 hundredths of a mm.
With stainless steel tubes, it is convenient to harden the cutting edge and part 16 deeper and to a greater degree of hardness, while avoiding hardening of the tubular portion and the rest of the element. 'coupling. Limiting the hardening to a small area can be achieved by coating the entire coupling element with copper in a light layer which is scraped off in part 16, or by covering the whole of the coupling element. outside of the coupling element, except part 16, before subjecting it to the case-hardening treatment, which limits hardening to this part and to the cutting edge.
The angles of inclination of the seat and shoulder 6 and 7 are preferably selected from about 3011, and the taper of the taper bore 13 and 13a described later * from about 150. The flaring the angles of the seat 6 and the shoulder 7 without changing anything else, for example by reducing them to 250, increases the radial component on the annular part, the ridge and the tubular portion, and decreases in such a way corresponding the axial component by increasing the path of the nut relative to the displacement of the edge 12. Such conditions can be advantageous in the case of tubes with strong and thick walls.
Conversely, if the seat and shoulder 6 and 7 are inclined at 35 °, other tendencies appear which are more advantageous for soft and thin-walled tubes. By reducing the inclination of the bore 13 from 151) to 100, the other characteristics being unchanged, one tends to require a greater axial displacement of the annular part and of the edge to achieve the same depth of cut and l 'there is a tendency to increase the value of the clamping exerted on the tube and to increase the force connection surface between the conical bore and the tube.
This has advantages for the coupling of a large diameter and relatively thin and soft walled tube for use in certain circumstances where anti-vibration qualities are required for the coupling. Increasing the inclination of the bore from 15 to 20, for example, the rest being unchanged, tends to cause opposite effects and has advantages for different purposes, for example to achieve a deeper cut. faster and less general hooking between the bore and the tube.
In this embodiment, the front end of the tube and the front end of the coupling element E abut against each other, the body, the female seat 6 of the nut being supported. on the shoulder 7 of the annular part, and the edge 12 resting on the outer surface of the tube (fig. 1 and 2). The parts being in this position, the nut is forcefully advanced towards the body thanks to the thread.
Accordingly, the annular portion 10 with its ridge 12 is at the same time clamped and deformed inward and displaced axially relative to the tube and the body, while the tubular portion 9 resiliently opposes the axial movement of the tube. annular portion sufficiently to cause its radial deformation and the radial deformation of the edge 12. When the rear end of the tubular portion yields and bends inward, or arches by tightening the annular portion and the cutting edge, there is an axial displacement of the annular part forward.
The cutting engagement between the ridge 12 and the tube begins as soon as the ridge is compressed by this engagement, and can and preferably should continue under the force of the nut until A stop occurs from the rear end of the tubular portion against the rib R, the latter being turned back by the edge 12. A direct consequence of this action is that the front end of the coupling element E is forced to achieve a fluid tight seal with the rear face 2 of the body and the rear end of the tubular portion. At the same time, the ridge 12, the face 14 and the front part of the bore 13 are in contact and form a tight seal against the tube because these parts are mechanically applied against the test tube. pressure to the outside.
During this time, the rear end of the tubular portion and the front end of the bore 13 engage the tube opposing forward movement of the tube. This stop improves the coupling, in particular reinforces it against a rupture due to water hammer, either to es sais, or in service, water hammer caused by sudden variations in pressure in more or less or from positive pressure to pressure negative.
The taper angle of the bore 13 not only provides clearance and clearance to facilitate the cutting edge action described above, but also limits radial crushing and force engagement. part of the bore 13 which is in contact with the surface of the tube behind the cutting edge. When the bore has a taper of 150, which has been mentioned as preferable, the surface of the bore immediately behind the cutting edge tends, by bearing on the freshly cut surface of the tube, to constrain the edge. cutting to have a forward and inward displacement with respect to the surface following a cone of 150 on the axis of the coupling.
This travel path of the cutting edge is, however, influenced not only by the slope of the bore 13, but also by 1. the resistance of the tube wall to radial pressure deformation; 2. the resistance of this wall to the cutting action of the edge 12; 3. the relative resistance of the tubular portion to axial shortening as a function of its resistance to bending or radial curvature; 4. the resistance of the annular portion 10 to radial pressure deformation; 5. the inclination of the seat 6 and the shoulder 7 and, accordingly, the direction of the resulting force applied by the nut on the annular part.
For example, if the tubular portion 11 is more resistant to axial shortening as compared to the resistance of the tube to diametral deformation plus the resistance of the annular portion to diametral deformation, then the annular portion and edge 12 will tend to have a relatively greater inward radial movement and comparatively less axial displacement. The bore will then tend to have a greater grip on the wall of the tube which will be compressed, but slightly more notched.
At the opposite extreme, in the opposite example, if the tubular portion 11 is weaker in its resistance to axial shortening and the strong and rigid tube is more resistant to cutting the edge and if the annular part has a relatively high resistance to deformation, then the edge will tend to have a larger or too great axial displacement with too light a notch or even so little notch that the bore 13 may not engage the tube wall except very close to the ridge line 12.
The ideal resistance offered by the tubular portion 11 to axial displacement of the ridge 12, in this embodiment, will be somewhat greater than that which would be required for the ridge to move forward and backward. 'inside in the surface of a cone of 150, that, for example, that would correspond to its penetration and displacement in the surface of a cone of 20 to 25o and, consequently, the front portion of the bore 13 will tend to bear on the outer surface of the tube which has been cut and will resist the radial component of force which tends to deepen the notch. There will be a hooking effect on the tube and vibration damping in the tube wall which will be significant and effective.
As shown in fig. 3, it is preferable that the anterior part of the bore 13 corresponds to half or to three-quarters of its length to allow a forceful attachment to the outer wall of the tube behind the notch once the joint is completed. The rigidity of the attachment tends to be greater in the vicinity of the ridge to decrease progressively towards the rear end of the contact between the bore and the tube.
The variant shown in FIGS. 5 to 7 differs from the embodiment described in certain details of the coupling element E 'which corresponds to the element E described, except that in E' the annular part 10a has a different bore 13a-13b 13. On the other hand, the tubular portion 11 is an extension and ends at the front end of the element with a bevelled face 19 which is preferably hardened and ends outwardly with a cutting edge. 20 adapted to cut into the rear face 2 'of the body B to constitute a seat there (fig. 5 and 6).
The front part 13a of the bore of the annular part 10a can correspond exactly to the bore 13 of the coupling element E forming a conical surface at 15 (), this surface being hardened in the vicinity of the cutting edge 12 and backwards. This part 13a may extend rearwardly from the cutting edge over 1/3 to 1/2 of the total length of the bore and, beyond the bore, may take a cylindrical shape 13b coaxial with the conical part 13a and with the whole of the element. Furthermore, the annular part 10a corresponds exactly to the annular part 10 described above.
The tubular portion 11 corresponds as a whole to the tubular portion above, except that, in this variant embodiment, it is preferable that the wall is of regular thickness, uniform throughout, and ends at its end. anterior by the hardened cutting edge mentioned above.
For the production and use of this variant embodiment, the parts play approximately the same role as that described above except that the edge 20 at the front end of the tubular portion must, under the effect from the pressure of the nut, cut its own seat in face 2 'of body B in order to achieve a tight seal and increase the resistance to radial extension by its notched hook with the rear face of the nut. body.
Under the same influence of the forces and displacements of the nut, the annular part 10a will move axially forward and radially inward, bringing its cutting edge 12 into engagement with the outer surface of the tube. T, these displacements being facilitated by the elasticity of the tubular portion 11, as has been said above.
In this variant, when the parts are close to the positions shown in FIG. 6, the cylindrical portion 13b of the bore of the annular portion 10a will come into contact with a corresponding length of the outer surface of the tube T and, as the tube is secured more securely and more easily by this cylindrical portion of the bore, any further deformation of annular part 10a will abruptly cease. This stop application effect results in a sudden increase in the torque and signals the completion of the junction.
It also gives a solid attachment, vibration damper, of the entire length of the portion of the annular part 10a on the tube over a larger surface than that which can be obtained in the embodiment described above. for the same notch depth.
As indicated in fig. 6, the abutment effect which is obtained by engagement between the cylindrical portion 13b of the bore of the annular part 10a and the tube is preferably simultaneous with the abutment of the rear end of the tubular portion 11 on the rib R and the adjacent part of the tube.
The abutment of the annular portion, however, need not be simultaneous with the abutment of the rear end of the bore of the tubular portion because, by reducing the diameter of the bore 13b relative to at the bore of the tubular portion 11, the abutment can occur exclusively through the annular part, thus limiting the notching depth and stopping the cutting operation before the tubular portion 11 is necessarily bent until to the degree indicated in fig. 6.
In the connector shown in fig. 12, 13, 14, the body B has an internal bore 32 corresponding to the interior of the tube T, and a shoulder 44 against which the end of the tube T bears. Following the shoulder 44, the body has a shoulder 3 forming a flared mouth opening towards the rear and, preferably, conical.
The body has a male external thread corresponding to the female thread of the nut N. The latter has a bore 5 arranged rearwardly and through which the tube T.
The nut N has a female seat 6, inclined, preferably conical, extending forwards and outwards with respect to the bore 5 of the nut. Between the latter and the flared mouth of the body, the coupling element E is forced to maintain and seal the tube tight when the nut and the body are brought together by force under the effect of the thread. . It is understood that the nut and the body can have any of a number of external shapes and configurations, including the usual flanged shapes.
The coupling element E is in the form of a ring capable of encircling the tube T near the end thereof, but slightly behind it, and has a thicker rear annular part 10 having an internal bore 9. practically cylindrical, the diameter of which allows a sliding fit on the outside of the T-tube.
The coupling element E also comprises a tubular portion 11 extending forwards and of relatively low thickness, having an internal bore 15, of larger diameter than the bore 9, which ends at its rear end by a face 14 which is preferably inclined towards the rear and towards the outside, and has a substantially conical shape inclined by approximately 800 with respect to the axis of the bore 9, that is to say - say tilted about 100 towards the rear.
Preferably, the tubular portion and annular portion of the element E are in one piece and, in many cases, can be turned from a bar as machined or from a tubular sleeve having or capable of acquiring the necessary variable characteristics of strength and hardness. The element E also comprises an annular extension 39, extending towards the rear and of relatively small thickness, forming an integral part of the annular part at its smallest rear part and having its bore in the extension of the element E. 'bore 9 of the annular part.
The annular part of the element E, comprised between the tubular portion 11 and the protrusion 39, is approximately as long as it is thick and has, towards the rear and towards the outside, a male shoulder 7, preferably conical, and more inclined than the female seat 6 of the nut N to which it is juxtaposed and with which it engages (fig. 12 and 13). While the seat 6 of the nut N is inclined about 300 with respect to the axis of the nut, the male shoulder 7 of the annular part 10 can and preferably should be inclined approx. 45o, so that it has, relative to the seat 6, an angular difference of about 150.
This angular difference is related to the inclination of the face 14 and, although the specific values of these angles can be modified, the relation between them is preferably advantageously maintained. However, when the relation of the tilt angle is reduced with respect to the angular difference, the tilt tends to become negative at the end of the scoring operation, which is not necessarily disadvantageous especially with tubes of relatively soft material.
On the contrary, an increase in the angle of inclination of the face recommended by mechanical specialists tends to facilitate the notching action, described more fully below, at the expense, however, of the resistance of the cutting edge. The absolute or effective values of the angles of the seat and shoulder 6 and 7 respectively can also be modified, for example, by 5o more or less, by changing or without changing the differential angle between them, but keeping, preferably, a differential angle of sufficient value for the reasons mentioned above.
Flattening the angle of the seat and shoulder 6 and 7 increases, all things being equal, the component. radial with respect to the axial component of the action exerted by the nut on the annular part, and increases the mechanical superiority of the nut on the annular part, while requiring a greater number of turns of the nut with respect to the increased work done on the coupling element, which is often useful when dealing with tubes which are difficult to score and snag. The reverse occurs if the angles of the seat and shoulder 6 and 7 are made more inclined.
The annular part 10 also has a short cylindrical outer surface, the rear end of which meets the shoulder 7 to form a stopper 8, which is arranged to have a practically exclusive initial contact with the female seat 6 of the. nut N. At the front inner end of the annular portion 10, as seen in the cross section, the inclined face 14 meets the bore 9 to form a circular sharp cutting edge 12. At its end adjacent to ridge 12, and on a limited surface behind this point, the surface of bore 9 is preferably a hardened surface, as indicated by hatching at 33.
This hardened surface, adjacent to ridge 12, gives this ridge the desirable characteristics for notching the tube and further creating a clamping of the ridge and the adjacent body, without causing or tending to cause any fracture or deterioration of the tube. annular part or its ridge. The ridge 12 preferably extends a little towards the rear with respect to the extreme front and outer part of the annular part 10. This has the result that, when the junction is completed, the stop 8 tends to recut. twist the ridge 12, so that the annular part after joining, as shown in fig. 13, tends to present its maximum radial thickness in line with the edge 12.
The tubular portion 11 of the element E is preferably 50 to 75% longer than the annular part 10 and its thickness is about 1/3 to 1/4 the thickness of this part 10. L The front exterior angle of tubular portion 11 is preferably rounded so that contact with the flared mouth of the body is smooth sliding and non-abrasive. The front end part of the tubular portion preferably has a radial face which intersects the front end of the bore 15 at a shallow angle, preferably about 900 or slightly less, to form a cutting edge. acute 17, similar to edge 12,
but having, preferably, a less accentuated inclination to meet less resistance than the edge 12 in its cutting action. Preferably, the surface of bore 15 immediately adjacent to ridge 17 and rearwardly is a hardened surface at 18, analogous to the cured surface of bore 13 adjacent to ridge 12 described. upper.
The material from which the coupling element can be made can be chosen from a considerable range, depending in part on the material and characteristics of the tube to be coupled, as well as on the materials desired to be used for the nut. and the body.
For the coupling element a steel is used which is easily machinable and which admits surface hardening in all parts of the coupling element, including the tubular portion of the element E as well as the edge or cutting edges, without detrimental decrease in the flexibility and malleability of the flexible and malleable parts characteristic of the coupling element.
Hardening of the coupling element does not necessarily occur other than by the hardening due to the necessary machining, as long as its cutting edge (s) are harder than the tube to be cut. With steel or other harder tubing, the fully hardened steel surface of the coupling member provides satisfactory cutting edges and allows for the desirable malleability of other parts of the member. When using an aluminum body, nut and tube or steel or brass body and nut and copper tube, for example, the coupling member can be fabricated from such steel and not hardened as long as its hardness is greater than that of the tube to be coupled.
With steel tubes, a steel coupling element of comparable hardness, but easily machinable, can be used which, after being machined and formed, is subjected to hardening over a small area, preferably only on the surface. surface adjacent to the edge (surfaces 13 and 18), by cyanidation and carbonitriding.
Hardening of surfaces can be limited to areas 13 and 18 by lightly plating copper all over the element and then scraping the plating off surfaces 13 and 18 before subjecting the element to a hardening treatment. surface, thus significantly limiting the hardening to these areas and cutting edges. Although this way of locating hardening is cited with special reference to the coupling of steel pipes, there is no need to limit ourselves to this example of hardening for this specific use or any other.
In this embodiment, when the nut N is forced to advance towards the body B, the female seat 6 of the nut meets the stop 8 of the annular part, pushing the coupling element E towards forward in the direction of the body, while part 16 of the tubular portion meets the flared mouth of the body and thereby tends to be compressed and, by its resistance to this compression, nevertheless resists any movement axial towards the front of the assembly of the coupling element E. An uncompensated torque then develops between the stop 8 and the junction of the tubular portion before the annular portion, which tends to rotate the annular portion counterclockwise, as shown in fig. 12 and 13.
This initial resistance of the tubular portion to the axial movement of the element does not cause substantial rotation of the annular portion capable of bringing the ridge 12 into contact with the outer surface of the tube. Continuation of the forward movement of the nut towards the body advances the assembly of the coupling element E forward and increases the progressive compression of the front end of the tu bular portion. while increasing the reaction between the rear end of the tubular portion and the annular portion until the front end of the tubular portion is sufficiently compressed so that the ridge 17 comes into contact with the wall of the tube (see fig. 13).
Then, the ridge 17 tends to begin to notch the tube and causes the appearance of a significant additional resistance to the axial advancement of the tubular portion towards the front and, consequently, the tubular portion offers a new resistance to the forward movement of the middle lower part of the annular part by forcing the latter to perform its rotational movement and to start cutting the tube through the ridge 12 a little backwards from the position indicated in fig. 13.
The continuation forwards of the movement of the nut in the direction of the body causes the deep notching of the tube to be maintained by the edge 17 which tends to cut by turning a rib Rl in front of the front end of the portion tubular, this -action of cutting by turning or of tending to quickly cut the rib RI increasing the resistance of the front end of the tubular portion to any further axial displacement forwards. The speed with which this resistance increases depends, to a large extent, on the shape of the front end face of the tubular portion.
It is preferable that the ridge 17 is such that this ridge makes a relatively small, but complete annular cutout, which increases the resistance of the front end of the tubular portion to any axial movement, to the point of causing the deflection towards the inside or closure of the rear end of the tubular portion, the rotation of the annular part and the notching action of the tube by the ridge 12.
The tubular portion 11 is strong along its axis, and weak radially, that is to say strong enough to develop, under the effect of axial compression, an uncompressed torque between its reaction points on the part. annular and the stop 8 to cause the annular portion to rotate forward and inward, while the front end of the tubular portion is strong enough to oppose any axial movement, and has all However, a resistance low enough to undergo an inward deflection, or looping,
in the vicinity of the annular part. The rotation of the annular part, the compression of the cutting edge 12 and the start of notching of the tube by the edge 12 are thus facilitated.
The notching contact between the ridge 12 and the tube necessarily offers resistance to any forward movement, which gradually increases. The measurable resistance of the rear end of the partially deflected and looped tubular portion, to any free movement of the whole annular part, prevents greater mechanical action of the edge 12 on the tube, and causes the progressive rotation of the annular part, the compression of the edge, the radial movement, inward and forward, of the edge in the tube, and the cutting of the rib R2 of an appreciable size , along the inclined face 14.
The rotation of the annular part is accompanied by a sliding movement towards the front of the nut and of its seat 6 on the edge 8 of the annular part, acting on the angular part of the annular part towards the front and compressing it, and on the neck edge, sloping inwards and making it advance forward.
Continuation of the forward movement of the nut towards the body causes the notching action of the edge 12, cutting the rib R2 and looping the rear end of the tubular portion inward on the tube and the rib and limiting the rib under the rear end of the tubular portion until the parts approximately reach the position shown in fig. 12. During this time, the annular part performs its rotational movement until, practically, the whole of its shoulder 7 has come into full contact with the seat 6 of the nut.
At the same time as these actions which have just been described, the front end of the tubular portion continues to exert its notching action on the tube through the intermediary of the ridge 17, and establishes a watertight contact. fluids between the flared mouth of the body and the tube. The rotation of the annular part caused by the nut N is accompanied by a relative differential movement of the nut and the annular part.
The nut passes the annular part in its axial forward movement and, among other details mentioned above, the seat 6 of the nut comes into contact with the outer rear corner of the extension 39 of the 'coupling element E, deflecting and compressing this extension until it causes, behind the annular part, an attachment of the solid tube, bearing over a large area and resistant to vibrations.
As a result of the various actions caused by the deformation of the coupling element E described above, the two ribs RI and R, formed in front of the notches made by the edges 12 and 17, were cut in holding the tube with great force against the action of expansion pressures which tend to push the tube back out of the body.
Likewise, a tight fluid-tight seal is obtained between the front end of the tubular portion and the flared mouth of the body, and the tube is held first by a tight compression fitting behind the ridge 17 by the front end. of the tubular portion, secondly by a tight compression attachment through the rear end deviated from the tubular portion, which, moreover, limits, grips and compresses the R2 rib, thirdly by a tight compression attachment behind and by ridge 12, fourthly by a pressure hook between the annular portion and the tube, and fifth by a strong and increased compression hook between the extension 39 and the tube.
In total, the coupling element E acts to cause a substantially continuous hooking of the tube over the entire length of the element, increased by two notches in the tube, and thus advantageously becomes an integral part of the tube to strengthen the tube. coupling of the latter with the body in the mutual embrace of the nut and the body. As indicated in fig. 13, an average portion of the tubular portion is not in contact with the tube, but, if close and continuous contact is desired along the entire length of the element E, this can be achieved by using a somewhat shorter tubular portion.
In the variant shown in FIGS. 15, 16 and 17, the nut <I> N </I> and the tube <I> T </I> can be taken identical to those described above, but the body B 'and the coupling element E' undergo certain characteristic modifications.
The body B 'corresponds to the body B and has the same role vis-à-vis the nut N and the same bore 32 and shoulder 44 against which the end of the tube T abuts. But it differs from body B in that the flared mouth 3a of body B 'is shorter and more inclined, so that, if the shoulder 3 forming the mouth of body B is inclined by about 200, the flared mouth 3a of the body B 'can be inclined from about 35 to 400.
The coupling element <B> E </B> approximately corresponds to the coupling element E in the rear parts of the latter, but it is modified as to the front parts which have a particular role to play in competition with the flared mouth 3a of the body B '. The annular portion 10a of the coupling element E 'corresponds approximately to the annular portion 10 of the coupling element E, its external configuration, in front of the stopper 8, rapidly merging into the outer conical surface. of the front portion 21 of the element E ', arranged in an annular corner and cantilevered. Preferably, the angle and the edge 12 are closer to being radially aligned than in element E.
On the other hand, the annular part 10a has the same cutting edge 12, the same inclined face 14, the same bore 13, the same internal bore 9, the same shoulder 7 profiled at 450 towards the rear and the exterior and the same stop 8; all these elements being connected in the same way, to accomplish the same offices and functions in element E 'as in element E. In this variant, the extension 39 is added to the rear end of the annular part 10a in and for the same purposes and with the same effects as those described above.
The wedge-shaped portion 21 comprises a part of the element E 'extending integrally towards the front and forming an integral part of the annular part 10a thereof, having an outer surface 24 tapered and preferably conical. , inclined about 20 to 250 on the axis of the bore 9 and at an angle smaller than the inclination of the flared mouth 3a of the body internally; the wedge-shaped, cantilevered portion 21 has a conical bore 25 opening outwardly and forwardly, the surface of which is inclined by about 5 to 10,) on the axis of the bore 9, and which meets the inclined face 14 at its rear end.
This portion 21 has, at its rear end, a diameter corresponding approximately to the diameter of the bore 15 of the element E, or a little smaller. The wedge-shaped portion 21 has an axial length, measured in front of the face 14, approximately equal to the length of the annular part 10a measured from the face 14 to the front end of the extension 39 and whose wedge shape, viewed partly in cross section, matches the annular part 10a of the coupling element (Figs. 15 and 16).
The front end of portion 21 is rounded outwardly as at 26, to achieve initial smooth sliding contact with the flared mouth 3a of the body, and it is preferred that the inner front end of portion 21 be rounded inward as at 27, instead of being sharpened as at 17 in element E, although, on the contrary, the inner front end of portion 21 may have a sharp hardened edge corresponding to the edge 17 and a hardened surface area corresponding to area 18 of element E.
The front rounded end of the wedge-shaped, cantilevered portion 21 has an outside diameter calculated to fit straight into the flared mouth 3a of the body (Fig. 15), before the constrained deformation of the element d. 'coupling. The outwardly flaring of the tapered bore 25 allows a corresponding increased rolling angle of the annular portion 10a and thereby of the element E 'before the portion 21 comes into contact with the tube. (fig. 16).
In the variant shown, when the nut N forces the coupling element E 'forward with respect to the body B' and to the tube T by a force contact of the seat 6 and of the stop 8 of the In the coupling member, the forward end of the portion 21 of the coupling member is immediately subjected to compression and forced to deflect inward, and immediately tends to rotate the annular portion 10a inward. forward and inward, with the uncomprehended simultaneous torque produced on the annular portion by the force exerted by the nut on the stopper 8 and the resistance to any forward axial movement exerted by the ring-shaped portion. corner and passed to the annular part. So,
immediately after the different parts have been brought into initial contact of action, as shown in fig. 15, the forward movement, rotation and compression of the ridge of the annular portion 10a is caused as the nut begins to move axially relative to the annular portion and the wedge 21 is compressed and rotates with the annular part, while it is forced into the flared mouth of the body. The entire element E 'undergoes a forward rotational movement, caused and accompanied by the edge 12 in its axial forward movement and radial inward movement and in its action of notching the tube.
The cutting edge 12 is thus immediately constrained to notch the wall of the tube and to cut a rib R2 of appreciable dimension which, when the notch reaches the desired depth, is blocked below the wedge portion 21 compressed inwardly at the forward end of the bore thereof, while the forward end of the portion 21 of the coupling member is constrained to compress and engage the exterior of the tube forward of the rib so that substantially the entire length of bore 25 produces a compressive tight fit on the outside of the tube and the newly cut rib.
At the same time, the front outer portions of part 21 establish an extended and solid effort zone and fluid-tight grip with the flared mouth 3a of the body. At the same time, the nut N has passed the annular part by bringing the shoulder 7 of the annular part into substantially total contact with the seat 6 of the nut and by compressing the annular part according to the solid attachment contact. by compression or with this tube all along the bore of the annular part, increased by the solid contact between the rear extension 39 and the outside of the tube at the rear part of the coupling element.
When the coupling element E 'has been deformed under the conditions indicated in fig. 5, it made a notch and locking contact of the tube by means of the ridge 12 and it provided the tube with a compression-tight, vibration-resistant and damping attachment over the entire length of the element. coupling. Externally, the coupling element is hooked and compressed substantially along its entire length by the flared mouth of the body and the contoured shoulder of the nut. Finally, the entire element E 'has its reduced diameter while its shape and position are forced to change (Figs. 15 and 16).
The connector shown in fig. 8 to 10 comprises a body B threaded externally on the rear end of which the tube T must be coupled and joined by the nut N with internal thread. Between this nut and the body, is force-fitted the coupling element E which hooks tightly to the tube, and enters into a sealed junction relationship with the rear end of the body. The body B has a bore 1 as an extension of the bore of the tube T and of the same internal diameter as the latter.
The rear face 2 of the body can be flat and even and be normal to the axis of the bore of the body, which facilitates the production of a contiguous coupling very tight on itself. The rear face 2 of the body serves as a longitudinal or axial stop for the front end of the tube T, preventing it from executing an axial displacement towards the body and also serves as a stop for the front end of the element. coupling E keeping the front end of the element against any forward axial displacement.
The nut N has a bore 43 coaxial with the axis of the bore of the body and coaxial with the tube and enclosing the tube exactly but freely. The nut has an inclined face directed towards the front, preferably in the form of a conical female seat 6, able to come into engagement with the complementary male shoulder 7 of less inclination provided on the rear outer end of the element. coupling E.
Preferably, the female seat 6 of the nut is inclined at about 25 to 300, while the male shoulder 7 of the coupling element is inclined at 450 to create an angular difference of about 15. to 200 intended to facilitate the fitting of the element and its engagement with the tube as will be described later.
Nut <I> N </I> and the body <I> B </I> are shown in their usual conventional forms, but the terms nut and body extend to equivalent parts or members such as flanged body or flange ring, such as flange having at the rear a face corresponding to the face 2 and flange ring having a profiled shoulder corresponding to the seat 6, both intended to engage with the element E and the tube T, as said above and as will be indicated below.
The coupling element E comprises a relatively thick annular portion 10, comprising the shoulder 7 inclined outwardly and rearwardly and, preferably, tapered, a forwardly elongated portion or tubular portion to the rear. relatively thin wall 11 with a thicker annular portion serving as a stopper 8 at its front end. The annular part engages with the nut and the anchoring part of the front end of the tubular portion cooperates with the body.
The annular parts and tubular portion are preferably integrally, as shown, come from a bar or a tube, so as to possess or be able to acquire the qualities of elastic force and resistance. required in the tubular portion and the qualities of necking deformation and hardness required in the annular portion.
The main function of the annular part is to hook and hold the T-tube with a forceful grip and, preferably, also with a tight junction. The main function of the tubular portion is: firstly, to offer sufficient axial resistance to the displacement of the annular portion when the latter is in engagement with the nut, and this in order to create force components , acting radially inwards, between the nut and the annular part, so as to cause the tightening of the annular part and of its cutting edge 12;
secondly, to yield elastically both radially and axially to allow and cause a displacement, axial forwards and radial inwards, of the cutting edge in the wall of the tube, so that the The edge can cut by turning a rib R of sufficient size (fig. 10). At the same time, the tubular portion reacts between the nut and the body and makes a fluid-tight seal with the rear face of the body and, as the tubular portion is shortened and bent inward (fig. 9 and 10) , it forms a fluid-tight seal with the rib R and the position adjacent to the wall of the tube.
Conversely and complementarily, the functions of the annular part include the transmission, from the nut to the tubular portion, of radial components of forces which provide the tight seal between the front face, preferably flat, of the anchoring part of the tubular portion and body. It is thus possible to shorten the tubular portion and to transmit components of radial forces from the nut onto the rear end of the tubular portion to force the latter to yield elastically inwards and bend accordingly. of his. shortening to enter into a watertight joint and hooking relationship with the tube and the rib.
Another function of the tubular portion is to apply to the tube and the rib so as to energetically increase the resistance to displacement of the nut and the annular portion, thus limiting, once it has been bent as shown in fig. 10, the cutting action of the edge 12 and indicating to the operator that the junction is sufficiently tight and tight due to the sudden increase in the torque applied to the nut.
As regards the structure of the element E, the annular part 10 has a bore 53 which terminates at its end before the cutting edge 12 which is circular, normal to the axis of the element, and of a diameter which is preferably exactly adapted to the outside diameter of the tube T.
The ridge is defined by the intersection of the front end of the bore with the inclined conical face 14. The latter is inclined approximately 80 to 750 on the same axis, which gives it an inclination towards the end. rearward and outward from edge 12, approximately 10 to 15c, on the plane of the edge normal to the element axis. The ridge 12 and the adjacent annular part form an annular cutting tool having an angle of attack of approximately 10 to 150, a cutting angle of 75 to 80o and, at the beginning, a low clearance angle with respect to the tube considered. as part to be cut and the rib R considered as chip. It can be seen that the annular part 10 is driven by rotating forward to provide a clearance angle for the cutting edge 12.
Preferably, the shoulder 7 of the annular part is inclined at about 450, so that when the nut is forced forward towards the body, the annular part first engages the seat 6 of the nut. by its bore 43. Then this annular part is forced to move by rotating forwards and radially inwards, thus having a tilting and advancing action.
This embodiment allows certain variations in the exact taper of the seat and shoulder 6 and 7 provided that this does not modify the result. It is visible that the difference in slope of the seat and shoulder 6 and 7 allows the annular part to be rolled forward by slightly reducing the inclination of the face 14 and by creating a relief angle at the end. rear of the bore 53 in the vicinity of the ridge 12. The inclination of the face 14 facilitates the cutting action of the ridge when the annular part is forced to this movement, which forces the ridge 12 to bite. in the outer surface of the tube and cut and brush back the rib R.
The height and volume of the rib R and, therefore, the depth of the notch in the tube T are limited by the radial dimension of the face 14, i.e. by the diameter of the bore 15 of the tubular portion 11 in the vicinity of the face 14. For ease of machining, the bore 15 may be of a uniform diameter, as shown.
Radially towards the outside of the ridge 12, the annular part 10 has its maximum thickness so as to overlap the ridge and the face 14 both forwards and backwards and to ensure good resistance and good support on edge 12 considered as a cutting tool.
The shape of the annular part makes it possible to support the rear end of the tu bular portion 11 and to impose radial pressure on the latter and on the rib R when the latter is wedged between the face 14 and the rear end. of the tubular portion 11 re curved inward as indicated in FIG. 10. The outer surface of the annular portion 10 may, to maintain a certain radial spacing, be cylindrical, as shown, for a certain distance forward beyond the ridge 43 of the top of the shoulder. 7.
The ridge 53 is annular and located in a plane normal to the axis of the annular part, but a little behind the plane containing the ridge 12, which ensures a sufficient lever arm to initiate the tilting of the par annular tie and, after tilting (fig. 10), sufficient support between the nut and the annular part at all points around the points from which emanate the radial and axial components of the forces applied to the edge. The main length of the annular part, as shown in the drawing, is preferably about equal to the total thickness of the annular part or even slightly less than it.
The tilting action of the annular part 10 (fig. 2 and 3) is best achieved when the difference in the inclinations of the seat and shoulder 6 and 7 is about 200 and the inclination of the face 14 is about 10 to 12o. In this case, the face 14 is approximately normal to the axis and retains a slight inclination at the end of the tilting of the annular part and of the cutting (fig. 10), while the shoulder lies 7 of the part. annular has been made to coincide substantially with the lowest inclination of the seat 6.
Fig. 10 also shows that the initial tilting of the annular part and the resulting pressure on the edge 12 create a clearance and clearance angle between the bore 53 and the surface of the tube behind the edge, which facilitates a slight notching action, in particular when the face 14 is well inclined, the front end of the bore 53 taking a conical shape behind the ridge when the latter is tightened and its action taken. 'notching. The choice of material for the coupling member is described below depending on the material of the tube and the desired hardness of the edge 12 relative to that of the tube.
The tubular portion 11, part of the element E, preferably has, in the embodiment shown, an anchoring portion forming the stop 8 which is thickened radially towards the front, the front face being turned relatively polished. and perpendicular to the axis of the element in order to engage in a watertight junction with the face 2 of the body. The thicker part of this stopper 8 tends to prevent the front end of the tubular portion 11 from expanding radially when the element E is force-fitted between the nut and the body.
When the nut first engages the coupling member and, in particular, before the ridge 12 is forced to engage the tube, the member tends to rotate with the nut, except that this rotation is prevented by friction between the rear face 2 of the body and the front face of the thicker part of the tubular portion. The frictional engagement at the start is accompanied by pressure and relative displacement between these faces, and as a result tool strokes and other surface irregularities are removed and a good result is obtained. waterproof junction of the two surfaces.
These faces do not have to receive any special antifriction or other treatment, tending to develop, after the initial relative displacement and before the notching action of the edge 12 has started, a greater resistance to the rotation of element E, greater than the rotational impulse communicated to it by the nut due to the contact of the seat and shoulder 6 and 7. The seat 6 of the nut can be coated with cadmium to facilitate its sliding axial and circumferential free on the bore 43 of the shoulder 7 of the element E.
Between the anchoring portion forming the stop 8 and the annular portion 10, the tubular portion has an elastically deformable thin-walled portion 59 which is preferably of a length equal to several times its wall thickness and the bore 15 of which is larger than the outer diameter of the tube by about twice the radial dimension of the face 14 to allow for inward bending or radial bending of the rear portion of the thin-walled portion and a notching movement, radial inward and axial forward,
edge 12 until the rear end of said thin-walled part comes into abutting contact with the rib R when the latter has been cut and turned back by the face 14. The thin-walled part 59 is , preferably, of thickness 1/4 or 1/5 of that of the annular part 10, and joins the annular part radially towards the inside of the bore 43, so that its initial axial reaction against the annular part develops an anti-clockwise torque (fig. 9 and 10) between the bore 43 and the rear end of the thin-walled part 59, which tends to cause the annular part to tilt. look forward,
the tightening of the ridge 12 and the inward folding of the thin-walled part. This has sufficient initial axial strength to ensure this initial action against the annular part and has sufficient radial flexibility to allow tilting and tightening of the annular part.
The thin-walled portion is arranged and dimensioned such that its axial resistance to the forward displacement of the annular portion decreases as it deforms and bends inwardly to allow for. forward cutting action and inward radial displacement of ridge 12 in the tube.
However, the thin-walled portion, as it is bent and shortened by the force of the nut through the annular portion, still provides sufficient axial reaction between the body and the annular portion to maintain a fluid-tight junction between the anchor and the body and also to limit the displacement of the annular part forward to a less displacement than that of the nut, so that the seat 6 of the nut performs a differential displacement with respect to the bore 43 and to the shoulder 7,
so as to exert an energi that tightening compression of the annular portion on the tube while the forward movement and tilting and the cutting occur. page.
In this embodiment, the annular part 10 has a thin-walled annular extension, short and directed towards the rear 57, the bore of which is an extension of the bore 53 of the annular part and whose cylindrical outer surface joins the lower part of the shoulder 7. The rear external angle 58 of this extension 57 is preferably rounded or bevelled to engage in a sliding manner with the lower part of the seat 6 of the nut.
This extension 57 is short enough so that the part 16 is sufficiently far from the seat 6 when the bore 43 of the annular part is in engagement contact (FIG. 9), so that the angle 58 is not not engaged until the nut has moved forward with respect to the center of mass of the annular part and has not yet started to tilt the annular part by compressing the edge and starting with 'in pruning.
As the nut advances relative to the annular portion and the annular portion tilts forward, the forward portion of the extension 57 first tends to be lifted slightly and away from the tube and, almost at the same time, the seat 6 contacts angle 58 and begins to compress it inward, thereby forcing the rear end of the extension inward and forward toward the tube. When the cutting action of the ridge 12 and the deformation of the thin-walled part 59 occur, the rear part of the extension 57 is compressed, tightened firmly under the rear part of the seat 6, and constrained to a sealed engagement with the tube (fig. 10).
The compressions and deformations of the rear part of the extension 57 with the final tilting of the annular part tend to cause the outer surface of the extension to be in taper alignment with the shoulder 7 which has itself tilted to fit. fit on seat 6. The final deformation of the extension 57 takes place when the annular part 10 makes its last forward movement, so that the rear inner part of the extension exerts a final clamping and locking on the tube, which achieves a solid attachment, greatly damping vibrations, behind the annular part proper and behind the notch that the ridge has made in the wall of the tube.
As a result (fig. 10) the element E finally acquires several hooking engagements with the tube both in front and behind the rib R and the notch, which gives lateral rigidity and greater safety against mechanical attachment in the notch. The last relative displacements of the element E towards the front of the nut cause a final radial compression of deformation of all the parts of the element in their engagement with the tube (fig. 10). These deformed parts have been deformed beyond their definitive relationship with the tube itself during subsequent coupling and uncoupling of the latter.
The material from which the coupling element is made is chosen taking into account the considerations set out with regard to the connection shown in figs. 1 to 7.
Alternatively, the element E can be completely machined and shaped, after which a rubber tube is inserted into the bore and inflated until good contact with the front part thereof. The whole element, except the front parts of the bore 53 in contact with the inflated rubber tube, is slightly coppery and thus becomes refractory to cyanidation, but the front part of the bore 53 on edge 12 and immediately behind it are free from copper plating and are subjected to the cyanidation and hardening treatment.
For the coupling element E 'of fig. 11, for a reason which will appear later, the material of the element can be any of the steels mentioned above, but does not need to be hardened to ensure the nicking of the tube since the tube is pre-notched. In fact, in this variation, it is desirable that the material have some malleability, combined with sufficient strength to keep the joints tight, mechanical snagging and resistance to expulsion. Thus, the element E 'can be made of brass or mild steel, which gives advantages of easy shaping and good sealing junction.
In another embodiment, the parts and parts are assembled in the positions shown in FIGS. 8 and 9, the front end of the tube and the front end of the coupling element E abutting against the body. The seat 6 of the nut is in contact with the outer bore 53 of the shoulder 7 of the annular part and the ridge 12 being applied to the outer surface of the tube.
Then, the nut is forcibly advanced towards the bodies by means of the thread which connects them and, consequently, the annular part 10 is tilted forward and its edge 12 is at the same time caused to be compressed and tightened towards inside and advanced axially with respect to the tube and to the body, while the tubular portion resists the axial displacement of the ring elastically, enough to cause its radial tightening and the radial tightening of the edge 12.
As the rear end of the tubular portion yields and deforms inward or bends inward with tightening of the annular portion and the cutting edge, the axial displacement of the annular portion and the edge occurs forward. The notch engagement between the ridge 12 and the tube begins as soon as the ridge is compressed, and should continue under the action of the nut until a tail end stop occurs of the tubular portion against the rib, the latter being turned back by the edge 12.
A direct consequence of the curvature of the tubular portion and of the cutting and hooking action is that the front end of the element E is forced to engage in sealed junction with the rear face 2 of the. body, and that the rear end of the tubular portion, as well as the ridge 12 and the face 14 and the front part of the bore 53, are applied in a sealed junction on the tube. During this time, the ridge 12, the face 14 and the front end of the bore 53, are subjected to a mechanical connection with the tear-proof tube. In the meantime, the rear extension 57 of the annular part is deformed by compression and applied to a sealed junction on the tube, as mentioned above.
The initial difference between the inclinations of the seat and shoulder 6 and 7, the inclination angle of the seat 6 of the nut, the indentation of the face 14 and the quality of elastic resistance of the tubular portion help to give the advantages of this embodiment. The difference in slope between the seat and shoulder 6 and 7 tends to determine the extent of the tilting of the annular part, while the inclination of the seat 6 determines the initial and final ratio between the components of radial and axial force imposed. to the annular part as a function of the different displacements of the nut and of the annular part and including the mechanical action of the nut on this part.
This mechanical action comprises the action of deformation of the whole of the coupling element and the actions of hooking and cutting of the element on the tube. At the same time, the indentation of the face 14 helps to facilitate the scoring action and reduces the force or torque necessary for scoring the tube and for turning back the rib.
At the same time as causing these effects, the tubular portion reacts against the annular portion to first cause and begin the tilting of the annular portion which, in turn, folds the rear end of the tubular portion towards the back. 'inside and begins the bending of the tubular portion which, in turn, causes the annular portion and especially the ridge 12 to have a forward movement coupled with its radial inward movement in order to achieve the desired cutting action.
Fig. 11 shows a variant in which the parts are designated by the same reference indices. This shape differs from the previous one by the following characteristic points: the shape of fig. It contains several variants which are not necessarily to be used all together. This arrangement allows the coupling of tubes of larger diameter, 75 to 100 mm for example, and, for such uses, the body <I> B </I> and the nut <I> N ' </I> can be assumed, for example, to be a flanged body and flanged ring of the same interior configuration as described herein engaged with the coupling member E 'and the tube T'.
The tube <I> T ' </I> differs from <I> T </I> in that it comprises an annular groove G, notched in advance near its front end at the location desired to receive the front inner part of the annular part 120 when the latter has been moved forward and inwardly constricted in the same manner as the annular portion 10 in the previous example. The groove G is cut with a radial front face 121 and a face extending conically towards the rear 122 with a slope of about 15 ° on the axis of the tube.
The depth of the groove is variable depending, among other things, on the expulsion pressure to which the assembly must withstand and the quality of the tube to be coupled. As a general rule, the depth of the groove should be sufficient for the annular part and the tube to make a connection of good mechanical strength preventing the tube from being forced out by pressure or water hammer in the tube. For thin light metal pipes the groove depth should be 5-10% of the wall thickness and for harder material pipes with greater thickness the groove depth may be 1/4 to 1/5 the thickness.
The existence of this pre-notched G groove presents, among other things, an advantage for pipes whose surface is rough or rough or of uneven hardness or rusty or irregular, which decreases the ease of notching and the safety of the actions. notching and tight junction of the ridge and of the annular part which were provided in the previous embodiment.
The element E 'in this variant comprises the annular part 120 which may be identical to the annular part 10 of the element E and have the same bore 53, the same face 14, the edge 12 and the shoulder 7 for perform the same action as described above. But the difference is that the ridge 12 has little or no scoring to make as it enters and eventually abuts the pre-cut G-groove. Element E 'also comprises a tubular portion 11 and playing the same role, except that here the main diameter of the tubular portion and its bore 125 are a little smaller than in element E.
Consequently, the face 14 has a smaller radial dimension, preferably equal to or greater than the depth of the groove G, because, in this embodiment, the rib R does not have to be turned back and the radial dimension of the face 14 and the initial spacing of the tubular portion relative to the tube does not have to take into account a rib in front of the groove G. The element E 'also comprises an anchoring part 28 corresponding to the anchoring part forming the stop 8 of the element E, at the front and towards the outside of the tubular portion, but it also extends inwardly to the inside diameter of the tube and body. The inner and rear face of the anchoring part 28 comprises a direct stop for the end of the tube T 'and the front face of this part 28 is normal to the axis of the element.
It rests flat against the rear flat face 2 of the body.
Nut <I> N ' </I> corresponds to the nut <I> N </I> and com carries a female seat 6 inclined like the seat 6 of the nut N with the same difference in slope with respect to the shoulder 7, but the seat 6 of the nut ends outward and towards the front by a rounded annular rim 23 which does not initially come into contact with the shoulder 7 until very little before its extreme limit. In this form, the initial line of contact between the nut and the annular portion is on the flange 23 of the nut rather than on the bore 43 of the annular portion.
The reason for this reverse arrangement which can be applied both in the preceding form and in the latter is that, since the nut is often made of a material softer than the annular part, the bore 43 may tend to sag. notch the seat 6 and delay the axial and circumferential sliding and the reciprocal displacement of the nut and the annular part, while, when the flange 23 is provided on the female seat 6, it can be rounded more or less by the harder material of the ring part, but it does not nick or scratch, so that the smooth sliding of the ring part and the nut is protected, as are the surfaces of the seat 6 and the flange 23.
This last effect has the advantage of being able to reuse the nut to introduce another annular part.
In this variant, the notching action is suppressed. Roughly speaking, the forceful movement of the nut towards the body from the position shown in fig. 11 causes the tilting of the annular part and the fitting of the coupling element, the tightening of the annular part, its forward movement and the concomitant curvature of the tu bular portion.
In these deformations and movements, the inner and anterior portions of the annular part are forced into the groove G which they fill and the face 14 of the annular part is brought by force into tight joint contact with the face 121 of the groove, while the bore of the annular portion is constricted until sealed engagement with the conical face 122 of the groove. At the same time, the tubular portion is bent and deformed inwardly on the tube in line with the groove and the anchor is brought and held by force in sealing contact with the body.
The connector shown in fig. 18 to 21 comprises a body B with external thread, on the rear end of which the tube T is coupled ac and forms a joint by the action of the internally threaded nut N. Between this nut and the body is engaged the element d coupling E which hooks the tube forming a sealed junction with this tube and with the rear end of the body. The body B has a bore 1 as an extension of the bore of the tube T and of the same internal diameter. The rear face 2 of the body may be flat and even and be normal to the axis of the bore of the body in order to contribute to forming a tight coupling.
In the form shown in Figs. 18 to 20, the rear face 2 of the body has an annular shoulder 3 facing the interior, which may be very small, that is to say of the order of 10 to 25 centimes of a mm in depth. The shoulder 3 is weak enough not to interfere with the tightening of the coupling, but nevertheless serves to receive a complementary shoulder 4 formed on the front end of the coupling element E (fig. 21) and to center and position the element coaxially with the body bore.
It tends to resist radial expansion of the front end of element B when this element is force-fitted and, after jointing is complete, when the parts are subjected to service forces.
The rear face 2 of the body serves as a longitudinal or axial stop for the front end of the tube T, maintaining it against an axial displacement towards the body. This face also serves as a stop for the front end of the coupling element E while maintaining the front end of this element against axial forward movement.
The nut N has a bore 5 coaxial with the bore of the body and that of the tube and enclosing this tube exactly and freely. The nut has a female seat 6 which can engage on the male shoulder 7 of the rear outer end of the element E. The nut N and the body B are shown in their conventional shapes, but the body B can be such as a body with a flange having, however, a rear face preferably stepped, corresponding to the face 2, the annular flange having a profiled shoulder, corresponding to the seat 6, in order to engage with the element E and tube T as said above and described below.
Element E comprises a relatively thick annular portion 10 disposed at the rear, and the rear outer end of which is inclined at the shoulder 7, and comprises a tubular portion 11 with a thin wall disposed towards the front. The annular portion engages the nut and the front end of the tubular portion engages the body. The annular part and the tubular portion are preferably formed integrally from a bar or a tube, so as to have or be able to acquire the qualities of elastic resistance in the tubular portion and of strict tion and necking in the annular part to fulfill the roles assigned to them.
The main function of the annular part is to hook up the tube T and to come into engagement with the latter to provide a solid mechanical connection that is tight to the fluid.
The main function of the tubular portion is first of all to provide sufficient axial resistance to the displacement of the annular portion when the latter is in engagement with the nut, and to create a force component inwardly. radial from the nut towards the annular part in order to constrict the latter and its helical cutting edge 12.
Second, the tubular portion must yield elastically both radially and axially, to allow and cause a radial and axial displacement of the cutting edge in the wall of the tube, so that this edge can cut and recoil a long helical rib R of sufficient size (fig. 20). At the same time, the tubular portion reacts between the nut and the body to provide a fluid-tight junction on the rear face of the body and, when the tubular portion has been shortened and bent inward (fig. 19 and 20 ), it forms a tight seal with the adjacent wall of the tube.
Conversely and complementarily, the functions of the annular portion include first of all a transmission of the nut on the tubular portion of the axial components of the force in order to achieve a tight seal between the tubular portion and the body and to shorten this. tubular portion. These functions of the annular portion include at the same time the transmission of radial components of the forces applied by the nut, on the rear end of the tubular portion, to cause it to deform inwardly as a result of its shortening, and to come into engagement ment and tight seal with the tube once it has been shortened. Another role of the tubular portion is preferably to abut the tube.
Due to the stop of the foot of the helical ridge 12 on the tube, there is a sudden increase in the resistance to displacement of the nut and of the annular part (fig. 20), which shows the operator that the desired joint has been achieved sufficiently due to the sudden increase in the screwing torque of the nut.
In fig. 21, the annular portion 10 of the element E has a threaded internal bore 123, preferably with a single thread and no continuous thread 118, the thread 118 having a continuous sharp helical ridge 12 which constitutes the cutting edge of the element. . The net 118 is preferably formed by a rounded hollow 119 which progressively connects to the front face 14 of the net and to its rear face 113.
The back side <B> 113 </B> of the thread is preferably inclined at about 150 on the axis of the bore of the annular part, while the end face 14 extends radially from the edge 12 constituting a slight step backwards by about 20 over a short radial distance before joining the hollow 119 of the net.
With such a form of a thread and when the annular portion is radially constricted and displaced axially forward, the entire length of the crest of the ridge 12 of the thread 118 engages the outer surface of the tube as a thread. elongated cutting tool, the cutout of the face 14 constituting a cutting angle a little less than 90o and the inclination of the rear face 113 of the thread constituting a relief angle of 150.
The diameter of the thread at the top, i.e. the minimum diameter, measured on the ridge 12, is preferably a little larger than the outside diameter of the tube to allow the threaded bore 123 to be slid on the end of the tube, taking into account the variations in diameter of commercial tubes and the tolerance to be put in the machining of the thread. With this form of thread, the basic diameter of the thread is a function of the pitch which can be favorably chosen from 30 to 50 threads per 25 mm, which gives a thread depth of approximately 12 to 18 hundredths of a mm and a diameter at the base exceeding the inner diameter by about 25 to 35 hundredths of a mm.
Preferably, the shoulder 7 of the annular part is inclined at the same angle of about 300 as the seat 6 of the nut N, so that, when the nut is forced to move towards the body, the part annular is forced to move with the assembly axially forwards and radially inwards and, at the same time, coaxially with the nut, but without the body or the tube.
This embodiment can undergo various modifications in the real taper of the seat and shoulder 6 and 7 and in the exact similarity of shape of these two parts, provided that these modifications do not adversely affect the operation and the result. If the seat 6 of the nut is inclined to a lesser degree than the shoulder 7 of the annular part, the latter will tend to tilt forward decreasing the inclination of the face 14 and increasing the draft angle of the rear face 113 of the thread. The reverse tends to occur if the seat 6 is more inclined than the shoulder 7.
When the nut and the body are in screwing engagement as shown, the threads being right-handed, it is preferable that the thread 118 is left-handed, so that the tendency that the thread would have is suppressed. 'nut to rotate element E with respect to the tube. This tendency is converted into a force component acting approximately normally at the helical edge 12. If the nut is in the form of a flange ring for attaching to a flanged body and is to have only a simple axial displacement towards the body, it does not matter whether the pitch of the thread 118 is to the right or to the left.
In practice, it is preferable that the engagement between the element E and the rear face of the body B thus resists any rotational displacement of the element E relative to the body, while the nut N is rotated and tends to drive the element E in rotation, the action of the thread 118 on the tube then being essentially the same whether the thread 118 is right-handed or left-handed.
By radially outwardly moving away from the front portion of the bore 123, the annular portion acquires its maximum thickness so as to provide sufficient strength and good support for the helical edge 12 as a cutting tool and to support at the rear and to support the rear end of the tubular portion 11 and to impose a radial pressure on the latter as well as on the helical rib R once the latter has been turned back and tightened in a sealed manner between the threads 118 as shown in fig. 20.
The outer surface of the annular portion 10 may, in order to provide sufficient radial spacing, be cylindrical, as shown, over a limited distance towards the front of the shoulder 7, the latter extending from the shoulder. rear of the annular part towards the front to a plane normal to the axis only a little behind the front end of the bore 123 to constitute a wide span between the nut and the annular part at the ends. points and in the vicinity of the points from which the radial and axial components of the forces to be applied on the edge 12 start. These considerations with the angles of inclination of the seat 6 and of the face 113 of the thread give to the annular part an axial length which is little greater than its thickness.
The main length of the annular part is preferably equal to or little less than its maximum thickness. As for the material from which the element E is made, the cutting action of the edge 12 can be enhanced with minimum necking resistance and minimum tendency to break, by hardening the surface of the blade. thread 118 to a depth of 25 thousandths, mm or a little more, as indicated by the shaded part 16 (fig. 21). Such hardening concerns the geometric line of the edge and tends to be deeper in the vicinity of the edge.
The choice of materials for the range neck element depending on the material of the tube to be coupled and the desired hardness for the edge 12 based on the low hardness of the tube is discussed below.
The bore 123 and the thread 118 terminate at their front end in a shoulder 117 whose radial dimension is clearly greater than the depth of the thread 118. This face ends on the outside at the intersection with the bore 15 of the portion. tubular 11 and measures the radial spacing between the tubular portion 11 and the outer surface of the tube. It is preferable that this radial spacing be large, preferably of the order of magnitude indicated below, to facilitate the bending of the tubular portion 11 to give the annular portion 10 the desired displacement movement under it. 'influence of nut N.
The tubular portion of the element E has a thicker front anchoring part 8, the front face of which has a slight complementary shoulder 4 of the desired size to fit together in centering and junction engagement with the shoulder 3 of face 2 of the body. Part 8, with or without fitting the shoulders 3 and 4, tends to prevent the front end of the tubular portion 11 from moving radially when the element E is force-fitted between the nut and the body.
Between the anchoring part 8 and the annular part 10, the -tubular portion 11 has a thin wall 129 which can yield elastically and which is several times longer than the thickness of its wall. The bore 15 of the tubular portion clearly protrudes from the outside diameter of the tube to allow radial inward elastic deformation or curvature of this portion and radial displacement of scoring of the edge 12 until that the rib R has filled the hollows of the thread 118 and that the annular part has abutted on it to form with it a strong mechanical connection and a fluid-tight seal. When this stop occurs between the
annular portion and the thread, the rear end of the tubular portion abuts or tends to abut in close contact with the tube under the front overhanging end of the annular portion (Fig. 20).
The material used to constitute the coupling element leaves room for a very free choice depending, on the one hand, on the material of the tube to be coupled and, on the other hand, on the materials which one wishes to use for the coupling. nut and body. This choice is made as explained above, with regard to the coupling elements of the fittings described above.
Limiting the hardening to the limited area of the surface of the thread 118 can be achieved by coppering the entire element lightly before trimming the thread 118 and then trimming the thread, which removes the coating from the surface. of the threads and causes them to be the only ones exposed to the cyanidation or hardening treatment. Alternatively, the element E can be completely machined to its shape, including the thread, and then a rubber tube is inserted into the bore 123 and inflated to obtain intimate contact with the front parts of the face. 113.
The whole of the element, except the front parts of the face 113 which the rubber covers, can then be slightly copper-colored and becomes insensitive to cyanuration, except the parts of the face 113 which are immediately behind the Ridge 12. After the tube has been removed and the element cyanated, only that part of face 113 will be hardened. Although a localized hardening has been described, it is obvious that any other method of hardening of the edge and other parts of the element can be applied.
In practice, the parts are first assembled as in fig. 18 and 19, the front end of the tube and the front end of the element E abutting against the body, the seat 6 of the nut being in contact with the shoulder 7 of the annular part and the helical ridge 12 being in contact with the outer surface of the tube. Then, the nut is forcibly advanced towards the body by virtue of its screw engagement and, consequently, the annular part 10 with its edge 12 is forced to be clamped and shrunk inward and displaced axially with respect to the tube and the body tan say that the thin part 129 resists, yielding to the axial displacement of the annular part, enough to ensure its radial constriction and that of the edge 12.
As the rear end of the thin portion deforms by inward bending or inward bending, forward displacement of the annular portion and ridge also occurs at the same time as their constriction.
The engagement between the edge 12 and the tube begins as soon as the edge is sufficiently shrunk and continues under the positive action of the nut until there is a stop between the bottom of the thread and the rib R which has been cut out and turned back by the ridge 12. At the same time, the rear end of the tubular portion 11 can and should curl to make annular contact with the anterior end of the folded down rib R forward (fig. 20).
As shown in fig. 20, it is preferable that the shape of the net, the ratio of the length to the thickness of the tubular portion, the spacing between the tubular portion and the tube and the angles of inclination of the seat and shoulder 6 and 7 cooperate. to cause the front bent part of the tubular portion to form a tight seal with the wall of the tube at the same time as the tight seal is produced by filling the hollows of the net with the rib R. But, even if it is not there is no complete contact between the curved end of the tubular portion and the tube before the rib is blocked in the net, the result still remains valid.
Even if this contact were to occur on the contrary before locking of the rib in the thread, it would not be a disadvantage, since such contact does not prevent the continuation of the necking and the axial displacement of the notching of the annular part and of the ridge. Only the torque may be increased before the rib has filled the foot of the net by increasing the curvature and pressure of the tubular portion on the tube. A direct consequence of bending, notching and hooking is that the front end of the element E is forcefully brought into sealing contact with the rear face 2 of the body.
At the same time, the total length of the annular part bore and of the thread 118 acquire a strong grip over a relatively large length of the tube wall with a considerably increased notch length, the rib having several times the circumference. of the tube. The notching and the hooking of the tube are distributed over a larger area with a relatively low constricting force in the hooking exerted on the tube, the tube being held firmly against any axial displacement towards the body or by moving away of the body and exhibiting great resistance to breaking by internal pressure (water hammer or vibration).
The angle of inclination of the face 113 of the thread 118, not only provides sufficient clearance and clearance for the action of the cutting edge, but also determines the radial crushing and the force engagement between the part of the face 113 which is in contact with the surface of the tube behind the cutting edge. When the face 113 of the thread has an inclination of 15o, the surface of the face immediately behind the ridge bears on the freshly cut face of the tube and tends to prevent the ridge from moving forward and towards the inside of the surface of the cone inclined at 150 on the element axis.
The travel path of the cutting edge is, however, influenced not only by the inclination of the face 113, but also 1. by the resistance of the tube wall to the notch of the edge 12; 2. by its resistance to diametrical necking; 3. by the relative resistance of the tu bular portion to axial shortening corresponding to its resistance to radial deformation or curvature; 4. the resistance of the annular part to radial necking; 5. by the inclination of the seat and shoulder 6 and 7 and, consequently, the direction of the resulting force imposed by the nut on the annular part.
For example, if the tubular portion 11 is more resistant to axial shortening than the assembly of the tube and the annular portion are resistant to diametrical necking, then the annular portion and the ridge 12 will tend to have a radial displacement. relatively large inward compared to small axial displacement and face 11-3 will tend to snag over a larger area of the narrowed, but slightly notched, tube wall.
In the extreme opposite case, assuming on the contrary that the tubular portion is of lower resistance to axial shortening and that the tube is rigid, thick and highly resistant to cutting with an annular portion having a relatively high strength at the necking, then the edge will tend to have a greater displacement, or too great, with too little notching or even so little notching that the face 113 will not penetrate into the wall of the tube, except in the direct vicinity of ridge 12.
In the most advantageous arrangement from the point of view of efficiency, the ideal resistance offered by the tubular portion to the axial displacement of the ridge 12 will have to be somewhat greater than that which forces the ridge to move towards the edge. forward and inward over the surface of a 150 cone, such that, for example, it tends to move over a 20 to 250 cone. As a result, the front portion of face 113 will tend to match. dance to wear on the outer face of the tube cutting and to resist the radial component of force which tends to deepen in size.
In this way, the face 113 gives a component for hooking onto the tube and for damping vibrations of the wall of the tube which is of sufficient value. The rear half of the face 113 and the hollow 119 of the thread are her metically filled by the rib R pushed back by the edge and by the face 14 of the following thread, the rib being thus compressed and trapped.
Figs. 22, 23, 24 show an embodiment in which the same reference indices are used to designate the same parts. The difference lies in that, in the coupling element E ', the annular part 10a has its bore 123a different from the bore 123 and that the tubular portion 11 with a thin wall 9a is in extension and ends at the front end of the element by a bevelled face 19 which is preferably hardened and ends on the outside with a sharp edge 20 adapted to cut into the flat rear face 2 'of the body B and to make its own seat there support (fig. 22 and 23).
The front part of the bore 123a of the annular part 10a can correspond exactly to that of the bore 123 of the element E and have a thread 118a identical to the thread 118, that is to say of the same size and of same inclination. But in this embodiment, the rear part of the bore 123a is kept smooth and cylindrical and with a diameter corresponding to the diameter. <U> minim </U> um of thread 118 measured at the edge 12. Thread 118a may extend about half the length of bore 123a and stop at about half of the bore having, from preferably, in its middle, one or two turns of which the depth is less.
The annular part 10a may, otherwise, correspond to the annular part 10, except that the shoulder 7a is inclined a little more sloping than the seat 6 of the nut N which rests on it, so that the action of the annular portion includes a forward tilting movement, downwardly pushing the annular portion forward as it is constricted inward. The nut first comes into contact with the outer annular edge of the shoulder 7a (fig. 5) and then causes the annular part to tilt to cause contact and the cutting action of the edge 12. thread 118a on the tube, without this action being influenced by the contact between the smooth rear end of the bore 123a.
The difference in inclination between the seat and shoulder 6 and 7a depends to a very great extent on the depth of the thread 118a. It is preferably such that the tilting movement of the annular portion towards the front is limited to the degree desired to bring the rear end of the bore into a force-tight seal by clamping on the tube, when the edge 12 has finished cutting and turning back the helical rib R which then fills the front turns of the thread 118a. If the net 118a is analogous to the net 118 described above, the shoulder 7a may be tapered and tilted 50 more than the seat 6.
For example, the shoulder 7a will have an inclination angle of 35.1, while the seat 6, of similar shape, will have an inclination of 300. The thin-walled tubular portion 9a may be the same as the tubular portion. 11 described above except that in this embodiment it is preferred that it be of uniform wall thickness throughout its length terminating at the leading end with the hardened cutting edge mentioned above.
The operating mode is similar to that described above except that the ridge 20 at the front end of the tubular portion will cut, under the influence of the pressure exerted by the nut, its own bearing seat in the plain face 2 'of the body B' to achieve a fluid-tight junction and ensure resistance to radial displacement and to rotation due to this notch in the rear face of the body. Under the same influence of displacement of the nut,
the annular part 10a will move and tilt axially forward and radially inward bringing its sharp edge 12 into contact with the outer surface of the tube, while these displacements will facilitate the elastic deformation of the tubular portion described upper.
However, in this embodiment, when the various parts arrive at the positions shown in FIG. 23, the rear cylindrical part of the bore 123a of the annular part 10a will come in contact with a corresponding length of the outer surface of the tube T and, as the tube is engaged and held more firmly by the thread and by this cylindrical portion of the bore, there will be a tendency for further necking and notching from the annular portion 10a to be stopped. This constitutes a stopper effect which results in a significant increase in the torque and which signals to the operator that the sealed junction between the parts is completed.
This stopper also ensures a tight and vibration-damping attachment between the rear wall of the annular part 10a and the tube. Among other things, this smooth attachment between the rear part of the bore of the annular part and the tube guarantees a fluid-tight junction between the annular part and the tube, regardless of whether the hollow of the threads are completely or not filled by the helical rib R.
As shown in fig. 23, the stop that occurs by engagement between the threaded portion and / or the cylindrical portion of the bore of the annular portion 10a, on the one hand, and the tube, on the other hand, is preferably simultaneous with the stop of the rear end of the tubular portion 11 on the tube and the adjacent end of the helical rib R. The contact between the rear end of the tubular portion 11 and the tube tends to be accelerated from below - abutment of the annular part and it can occur before the final stop of the annular part.
The consequence is that the deformation of the tubular portion is relatively increased, before the annular part abuts and the tube will be hooked more tightly and with better damping of vibrations both at the front. than behind the net 118a.