FR2560345A1

FR2560345A1 - Connecteur automatique pour tubes

Info

Publication number: FR2560345A1
Application number: FR8415972A
Authority: FR
Inventors: James Leslie Bell Jr; Mark Timothy Thatcher; Brian Keith Phillips; Norman Brammer; Thomas Franklin Sweeney
Original assignee: Vetco Offshore Inc; Vetco Offshore Industries Inc
Current assignee: Vetco Inc
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1984-10-18
Publication date: 1985-08-30
Anticipated expiration: 2004-10-18
Also published as: FR2560345B1; US4601491A; GB2148439B; BR8405281A; CA1245689A; GB8426094D0; AU574728B2; IT1196303B; NO844134L; NO162981B; NO162981C; GB2148439A; IT8423208A0; IT8423208A1; AU3447384A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CONNECTEUR DE TUBES A EMBOITEMENT AUTOMATIQUE. LES SURFACES TRONCONIQUE D'ELEMENTS MALE 10 ET FEMELLE 30 PRESENTENT DES FILETAGES HELICOIDAUX 49, 57 CONFIGURES DE FACON A PERMETTRE UN EMBOITEMENT DES DEUX ELEMENTS UNIQUEMENT PAR UN MOUVEMENT AXIAL, MAIS NECESSITANT LEUR ROTATION POUR LEUR SEPARATION. DOMAINE D'APPLICATION: ASSEMBLAGE DE COLONNES, CANALISATIONS, PILES ET AUTRES POUR PLATES-FORMES MARINES.

Description

L'invention concerne les connecteurs de tubes, et plus particulièrement

des connecteurs libérables qu'il est difficile de faire tourner pendant l'assemblage, tels que des piles, des tubes prolongateurs et des tubes conducteurs utilisés pour la production de pétrole en mer. Dans le battage de piles pour plates-formes marines, un tube d'un diamètre de l'ordre de 76 cm est

utilisé en sections d'environ 15 mètres de longueur.

Au fur et à mesure que la colonne est enfoncée, des sec-

tions supplémentaires sont ajoutées au sommet. Le raccord entre les sections doit transmettre efficacement les forces de battage de la pile et supporter convenablement

les moments de flexion et les forces de rebond.

Des colonnes montantes et des tubes-conducteurs, d'un diamètre habituellement compris entre 51 et 76 cm et en sections d'environ 15 mètres de longueur, sont parfois soumis à un battage. Ils doivent supporter de façon fiable la tension qui leur est imposée lors de l'application d'une traction ou de la descente de la

colonne pendant des opérations de forage et de production.

Ils doivent également tolérer des forces de flexion élevées

dues, par exemple, aux courants marins.

Dans chacune des situations ci-dessus, il est difficile de visser les sections. Les vagues et le vent engendrent un mouvement continu, en particulier lorsque le travail est effectué hors d'un navire. Il n'existe pas actuellement d'équipements facilitant les opérations. Le soudage est long à effectuer et il présente un danger d'incendie. Les connecteurs vissés et tournés sont difficiles à aligner avec précision et il est souvent

difficile d'obtenir le couple élevé nécessaire pour l'as-

semblage de ces connecteurs. Dans le cas de sections lourdes et de grand diamètre, un léger défaut d'alignement

peut provoquer un foirage ou un grippage des filets.

Des sections du type à emboîtement guidé, compoitant des cliquets de verrouillage, sont relativement coûteuses. D'autres connecteurs automatiques ne peuvent

pas être aisément désassemblés.

L'invention concerne un connecteur de tubes

libérable à orientation circonférentielle et dont l'assem-

blage s'effectue par emboîtement axial. Le connecteur peut être tourné pour le désassemblage et il peut être fabriqué sans difficulté. Le connecteur comprend des éléments cylindriques

mâle et femelle présentant tous deux des surfaces tron-

coniques pouvant être enclenchées télescopiquement. Des filets hélicoïdaux formés sur les éléments mâle et femelle O10 présentent des crêtes de longueur axiale discrète, des

fonds arrondis et un flanc de butée tourné du côté s'éloi-

gnant de l'extrémité ouverte. Chacun des éléments mâle et femelle présente une surface secondaire s'étendant radialement tournée vers l'extrémité ouverte. Dans une forme préférée de réalisation, il s'agit de l'épaulement

d'un élément et d'une surface de butée de l'autre élément.

Des moyens sont destinés à aligner circonférentiellement les éléments mâle et femelle pour l'emboîtement guidé direct de manière que, lorsque les éléments mâle et femelle sont totalement enclenchés, les flancs de butée des deux éléments ainsi que les surfaces secondaires soient en

butée sous compression axiale.

Les longueurs des crêtes sont en relation avec le chevauchement et la tronconicité de manière que, lorsqu'un emboîtement guidé se produit dans une position d'alignement correct, un contact initial soit établi

entre les crêtes. Lorsque le raccord est davantage compri-

mé, l'élément femelle s'expanse et l'élément mâle se

comprime, tandis que les crêtes passent les unes au-

dessus des autres, s'emboîtant élastiquement en position

au-delà de leurs points de contact.

Un filetage à deux entrées est établi de manière que les surfaces des crêtes situées entre les deux entrées aient des longueurs axiales différentes, ce qui offre la possibilité d'un glissement des surfaces des crêtes sur deux filets en même temps qu'une prise est réalisée

dans un seul. Des moyens préférés pour aligner un connec-

teur comprennent une rainure ménagée dans l'élément femelle

et une clavette d'alignement fixée à l'élément mâle.

L'agencement permet un mouvement axial relatif, mais empêche toute rotation. La clavette peut être retirée

pour permettre le désassemblage du joint.

On peut également prévoir une surface de cen- trage dans chaque filetage. Celle-ci est placée entre des crêtes et présente une dimension comprise entre la dimension radiale de la surface des crêtes et celle des fonds. Ces surfaces sont en contact après l'emboîtement

du joint et elles sont avantageusement en contact d'ajuste-

ment à force.

Le connecteur peut être aisément fabriqué,

car des filets hélicoidaux sont aisés à usiner avec préci-

sion. Avec un alignement convenable, les surfaces des crêtes entrent d'abord en contact, l'élément femelle s'expansant et l'élément male se contractant en même

temps que ces éléments sont rapprochés à force. Le connec-

teur peut être conçu pour travailler au-dessous de la limite d'élasticité des matières, ou -bien il peut être conçu pour travailler au-delà de la limite d'élasticité auquel cas une prise des dents fiable et plus ferme est réalisée, au prix de plus grandes forces d'emboîtement guidé. Lorsqu'un joint ou raccord préchargé axialement est souhaité, un petit angle est établi entre le flanc du filet et l'autre surface de butée de manière que le mouvement radial des connecteurs vers leur dimension

initiale agisse contre le flanc pour appliquer une pré-

charge axiale au connecteur.

La surface de centrage est prévue poui éviter un surenclenchement des dents sur un côté lorsqu'une flexion est appliquée au connecteur. Le surenclenchement se produisant sur un côté tend à avoir pour résultat un enclenchement insuffisant sur le côté opposé et une action possible de glissement des dents ou une libération

accidentelle du connecteur.

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L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe axiale partielle montrant l'agencement général du connecteur et notamment les éléments mile et femelle et les surfaces tronconiques la figure 2 est une coupe axiale partielle d'un filetage; les figures 2a, 2b, 2c et 2d sont des coupes axiales partielles montrant des détails de filetages hélicoïdaux en cours d'entrée en prise et en position de prise; la figure 3 est un diagramme effort/déformation montrant la plage de déformation élastique; les figures 4a et 4b sont des coupes axiales partielles montrant des mesures à réaliser pour établir un alignement convenable des éléments mâle et femelle les figures 5a, 5b et 5c sont des coupes axiales partielles montrant le calibre pouvant être utilisé à cet effet; les figures 6 et 6a sont des vues partielles en perspective montrant une clavette d'alignement; la figure 7 est une coupe axiale partielle d'un filetage dont la conicité des crêtes est plus forte que celle de la surface tronconique; la figure 8 est une coupe axiale partielle d'un filetage présentant une surface de centrage; et la figure 9 est une coupe axiale partielle

montrant un détail du filetage de la figure 8.

En référence à la figure 1, l'élément mâle cylindrique 10 présente une première extrémité 12 pouvant être fixée par soudage à un tube (non représenté) et une extrémité ouverte 14. Un épaulement 16 de charge est prévu pour qu'une prise soit réalisée sur l'élément mâle afin de le brider axialement. L'élément mile présente une surface extérieure tronconique 18 à une extrémité

de laquelle se trouve une gorge 20 de détente des con-

traintes. L'élément mâle comporte également un épaulement

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24 se présentant sous la forme d'une surface s'étendant

radialement et tournée vers l'extrémité ouverte 14.

Un élément cylindrique femelle 30 peut être

fixé par une première extrémité 32 à un tube (non représen-

té) et il présente une seconde extrémité ouverte 34. L'élément femelle comporte également un épaulement 36 de charge permettant le serrage axial de cet élément femelle, et une surface intérieure tronconique 38. Il présente une gorge 42 de détente des contraintes et une

gorge 44 logeant un joint torique 45 d'étanchéité. L'élé-

ment femelle présente également une surface extrême 46 ayant la forme d'une surface s'étendant radialement et tournée vers l'extrémité ouverte 34. Des brides (non représentées) sont utilisées pour appliquer la force

d'emboîtement axiale nécessaire, puis retirées.

En référence à présent à la figure 2, on y voit représenté en détail le filetage hélicoïdal 49. Les filets sont représentés dans leur position en prise sur les figures 2 et 2d. L'élément mâle 10 comporte plusieurs

entrées de filets qui, dans ce cas, sont espacés de 1800.

Un premier filet à gorge étroite 50 et un second à gorge large 52 forment des surfaces de crêtes alternées 54 et 56 ayant différentes étendues axiales, la crête 54

étant large et la crête 56 étant étroite. De façon simi-

laire, l'élément femelle 30 comporte un filetage 57 à

deux entrées, à gorge étroite 58 et gorge large 60, produi-

sant une crête large 62 et une crête étroite 63. Le file-

tage 49 de l'élément mâle comporte des flancs 64 tournés du côté s'éloignant de l'extrémité ouverte de l'élément mâle. Les bords 66 du flanc et de la crête doivent être aussi vifs que possible, car l'arrondissement de ces bords diminue la surface sur laquelle le flanc 64 porte une charge. Les gorges 50 et 52 sont arrondies à leur fond, comme indiqué en 68, afin d'accroître la durée

de vie en fatigue du connecteur en réduisant les concen-

trations de contraintes à de faibles rayons de fond.

De façon similaire, l'élément femelle 30 com-

porte des flancs 70 tournés dans la direction s'éloignant

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de l'extrémité ouverte de cet élément femelle. Les fonds ou gorges 60 et 58 sont également arrondis comme indiqué en 72. L'élément femelle 30 peut également présenter un trou taraudé 73 équipé d'un bouchon 74. Ceci permet l'injection d'un fluide sous pression dans le but de

réduire le couple nécessaire pour débloquer le connecteur.

Le terme "chevauchement" est utilisé pour

décrire la différence de dimension entre les rayons corres-

pondants des crêtes, comme indiqué en 56 et 63, les élé-

ments mâle et femelle étant à l'état "tel que fabriqué",

avant l'assemblage des - deux éléments, sans contrainte.

Après l'assemblage, la distance correspondante 76 est la prise des dents, représentant la distance de prise des flancs 64 et 70. Cette prise des dents est inférieure au chevauchement lorsqu'un emmanchement par retrait est obtenu, la déformation étant contenue dans les éléments

mâle et femelle.

Si l'élément mâle et/ou l'élément femelle dépassent la limite d'élasticité pendant l'assemblage,

il en résulte une modification définitive de leur dimen-

sion. L'expression "chevauchement résiduel" est utilisée pour décrire la différence dimensionnelle entre des rayons correspondants de crêtes, tels qu'en 56 et 63, si l'on permet aux éléments de revenir à l'état sans contrainte après l'assemblage. Si la limite d'élasticité n'était pas dépassée pendant l'installation, le chevauchement

et le chevauchement résiduels seraient alors identiques.

Cependant, si la limite d'élasticité est dépassée, le chevauchement résiduel devient inférieur au chevauchement

initial.

L'angle des flancs 64 et 70 par rapport à l'épaulement 24 et à l'extrémité 45 de l'élément femelle est de 12 et il est avantageusement compris entre 0 et 20 . Lorsque les éléments mâle et femelle tentent de revenir à l'état sans contrainte, les flancs 64 et en butée coopèrent avec des surfaces complémentaires mâle et femelle 24 et 45 pour appliquer une charge axiale

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à l'assemblage mâle-femelle, comprimant l'extrémité de l'élément femelle contre l'épaulement 24 de l'élément mâle. Pour le battage d'une pile, il est important que le connecteur soit ajusté et, pour la flexion, une certaine précharge est avantageuse. L'application de la précharge dépend de la différence entre la prise des dents et le chevauchement résiduel, ceci représentant la déformation résiduelle et l'effort correspondant existant dans les éléments femelle et mâle. L'amplitude de la précharge

est une fonction de l'angle interne.

La figure 2a illustre la position des éléments mâle 10 et femelle 30 pendant l'opération d'emboîtement guidé, lors de l'établissement du contact initial. La distance axiale sur laquelle l'élément mâle doit pénétrer dans l'élément femelle après l'entrée en contact et avant

l'arrivée en appui sur les épaulements est appelée garde.

Elle est déterminée par la valeur du chevauchement et

l'angle de conicité. Pour éviter la possibilité d'engage-

ment d'une crête dans une gorge avant l'arrivée en appui des épaulements, le pas des filets doit être supérieur à la garde. La largeur de la crête est ensuite choisie de manière que, lors de l'emboîtement, le contact se produise initialement, comme illustré, entre la crête

large 54 et la crête étroite 63.

Au fur et à mesure que l'emboîtement guidé se poursuit dans le sens indiqué par les flèches 78, la crête large 54 passe au-dessus de la gorge étroite 58 afin d'entrer en contact avec la crête large suivante 62. Ceci empêche une entrée en prise prématurée du mauvais filet du filetage. Cette condition est illustrée sur

la figure 2b.

L'emboîtement guidé se poursuit alors que la force de serrage ou de bridage appliquée aux épaulements 16, 36 approche de l'état de déformation maximale illustré sur la figure 2c, immédiatement avant l'enclenchement élastique du connecteur. Immédiatement après ceci, le connecteur s'enclenche élastiquement dans la position

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de prise illustrée sur la figure 2d.

La figure 3 illustre une courbe typique effort/ déformation dans le cas de l'acier. En travaillant le long de la courbe effort/déformation 80 audessous de la limite élastique 82, la matière reprend son état initial 84 lorsqu'elle n'est plus sollicitée. La différence de déformation entre les points 82 et 84 peut être considérée

comme étant le domaine de déformation élastique tel qu'in-

diqué en 86.

Si la limite élastique est dépassée, par exemple, au point 88, la matière ne revient pas dans son état initial, mais elle revient à un point 90, étant affectée d'une déformation résiduelle permanente. La matière se comporte à présent élastiquement sur tout le domaine 92 de déformation élastique, représentant la différence

entre les points 88 et 90.

Si le connecteur, dans son état de déformation maximale illustré sur la figure 2c, n'a pas dépassé la limite d'élasticité 82, le chevauchement résiduel est le même que le chevauchement initial. La prise des dents

approche ce chevauchement à un maximum, lorsque la défor-

mation radiale résiduelle des éléments mâle et femelle approche de zéro. Si la limite élastique n'est pas atteinte, la prise des dents est alors réduite. Par ailleurs, si la déformation maximale dépasse la limite élastique comme au point 88, la totalité du domaine d'élasticité 92 est disponible pour contracter l'élément femelle et expanser l'élément mâle du connecteur. On peut minimiser l'effet des tolérances dimensionnelles sur la précharge et sur la prise des dents en concevant le connecteur de manière que la limite élastique soit dépassée même lorsque le chevauchement est à la valeur minimale autorisée par les tolérances dimensionnelles. Par conséquent, on peut concevoir le connecteur pour qu'il travaille dans cet

état dépassant la limite élastique.

Etant donné que les filetages sont hélicoïdaux, il n'existe qu'une disposition circonférentielle dans laquelle les caractéristiques décrites ci-dessus sont

obtenues. Il faut donc établir l'alignement circonféren-

tiel approprié pour aligner les connecteurs. Les moyens d'alignement peuvent être aussi simples que des marques apposées sur l'extérieur des éléments mâle et femelle, ou bien être constitués par la clavette d'alignement

illustrée sur la figure 6.

Etant donné que les parties travaillantes du connecteur sont les flancs tournés dans la direction s'éloignant de l'extrémité ouverte de chacun des éléments mâle et femelle ainsi que l'épaulement 24 de l'élément mâle et la face 45 de l'élément femelle, le procédé préféré pour obtenir l'orientation dépend des mesures de ces caractéristiques. Une dimension choisie 96 est à utiliser à la fois pour l'élément mâle 10 et l'élément femelle 30. La position est déterminée, sur la circonférence, à l'emplacement o cette dimension présente une valeur

préalablement choisie 96 sur l'élément mâle, entre l'épau-

lement 24 et un point 98 de mesure. Ce point de mesure

est choisi sur le flanc 64 tourné dans la direction s'éloi-

gnant de l'extrémité ouverte de l'élément mâle. La dimen-

sion intérieure 100 à partir de la surface de la crête 54 est choisie comme étant la moitié de la prise souhaitée des dents. Ce point étant établi, un point similaire est établi sur l'élément femelle 30, la dimension étant établie entre l'extrémité 45 de l'élément mâle et le flanc en prise correspondant 64. Les éléments mâle et femelle sont alors, soit marqués, soit usinés en fonction des mesures afin que les points localisés soient alignés circonférentiellement lorsque le connecteur doit être emmanché. Un calibre convenant typiquement à cet effet

est illustré sur les figures 5a, 5b et 5c.

Le jeu de calibres 101 comprend un calibre 102 pour élément femelle et un calibre 103 pour élément mâle qui sont réalisés en t6le pour outillage de 3,2 mm d'épaisseur. Les calibres femelle et mâle présentent

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des surfaces obliques complémentaires 104 et 105, respecti-

vement, l'obliquité correspondant à la tronconicité 18, 38 du connecteur. Une dent 106 du calibre femelle et une dent 107 du calibre mâle peuvent être enclenchées à la distance prédéterminée 96 d'une surface 108 d'épaule-

ment et d'une surface 109 de face des calibres.

L'utilisation des calibres est montrée sur

les figures 5b et 5c. En référence à la figure 5b, l'épau-

lement 108 du calibre 102 est maintenu contre la face 45 de l'élément femelle, la surface complémentaire 104

étant maintenue contre la surface des crêtes 62 et 63.

Le calibre étant maintenu parallèlement à l'axe de l'élé-

ment femelle, il est déplacé circonférentiellement jusqu'à ce que le flanc 110 de la dent 106 porte contre le flanc 70 de l'élément femelle. La position du calibre est alors

tracée sur l'extérieur de l'élément femelle.

De façon similaire, sur la figure 5c, la face 109 du calibre 103 est maintenue contre l'épaulement 24 de l'élément mâle, la surface complémentaire 105 étant maintenue contre la surface des crêtes 54 et 56. Le calibre est déplacé circonférentiellement jusqu'à ce que le flanc 111 de la dent 107 porte contre le flanc 64 de l'élément

mâle. Cet emplacement est tracé sur l'élément mâle.

On peut vérifier l'étalonnage des calibres en les appliquant l'un contre l'autre comme montré sur la figure 5a. Ils sont corrects si l'espace 112 compris entre les surfaces complémentaires 104 et 105 est égal à la prise souhaitée 76. Ceci est la distance sur laquelle les surfaces des crêtes s'étendent au-delà l'une de l'autre lorsque la distance prédéterminée 96 est maintenue. La valeur de la dimension 96 n'est pas réellement importante,

pourvu qu'elle soit la même pour les deux calibres.

Des moyens préférés d'alignement sont repré-

sentés sur la figure 6, la clavette d'alignement étant

représentée en détail sur la figure 6a. Après que l'aligne-

ment a été déterminé comme décrit ci-dessus, une rainure est usinée dans l'élément femelle et une clavette d'alignement 122 est fixée à l'élément mâle au moyen de vis 124., Ceci, non seulement, permet l'alignement des éléments mâle et femelle pour l'emboîtement guidé, mais assume aussi une fonction de guidage pour maintenir cet alignement pendant l'opération de serrage. La clavette 122 d'alignement sert également de dispositif antirotation enlevant au connecteur toute possibilité de desserrage par rotation

en cours de fonctionnement. Lorsque l'on souhaite désas-

sembler ce joint, la clavette d'alignement est retirée

et le joint peut être dévissé.

La prise maximale des dents est limitée par le domaine de déformation de la matière. Avec une matière ayant une limite élastique de 700 MPa et un diamètre de 76 cm, on peut déterminer, en utilisant un module de Young de 210 x 10 Pa que la déformation élastique maximale est de 2,54 mm sur le diamètre, ce qui fait 1,27 mm sur chaque filet. Ceci représente la prise maximale que l'on peut raisonnablement concevoir. Dans le cas

du connecteur décrit ici, il est recommandé un chevauche-

ment radial de 1,016 mm et une prise de 0,762 mm par filet comme critères de conception, ce qui établit une certaine précharge, mais maintient cependant une prise

substantielle des filets.

Le connecteur tel que décrit peut être emboité axialement sans rotation, à l'aide de forces raisonnables, par exemple 1335 kN pour-un connecteur de 76 cm de diamètre extérieur présentant une tronconicité de 40 et la même conicité sur les crêtes. Le connecteur peut en outre

être désassemblé par démontage de toute clavette de ver-

rouillage et rotation des éléments.

Une bague 45 d'étanchéité est destinée à cons-

tituer le joint principal assurant l'étanchéité du connec-

teur. Lorsque ce dernier doit être désassemblé, il peut s'avérer être trop serré pour pouvoir être tourné à l'aide des équipements disponibles. Un fluide hydraulique peut

être injecté sous pression à l'aide du trou 73 afin d'ex-

panser l'élément femelle et de contracter l'élément mâle ainsi que d'établir une lubrification. Etant donné que l'application de pression n'est nécessaire que pour le déblocage initial du connecteur, les fuites n'ont pas

un effet essentiel sur cette application de pression.

Dans le cas o la surface extrême de butée de l'élément mâle ou de l'élément femelle est détériorée et nécessite un dressage, il n'est pas nécessaire de détruire le connecteur, mais on peut le réutiliser en procédant de nouveau à des mesures sur les filets afin de trouver une nouvelle orientation circonférentielle une fois les opérations de dressage terminées. En outre, il est possible de serrer le connecteur par rotation dans le cas o il se desserre pour une raison quelconque,

après sa pose initiale.

Dans le cas du filetage illustré sur la figure 7, les crêtes 130 et 132 sont inclinées d'un angle plus grand que celui de la surface tronconique 134. Les bords 136 des flancs 138, qui sont les flancs de charge, restent sur la surface tronconique. Le bord avant 140 de chaque

crête est cependant ramené en retrait de la surface tron-

conique, à une distance telle qu'il présente une dimension radiale sensiblement égale à celle de l'angle 136 de la crête adjacente. Par conséquent, toute crête que l'angle 136 a évitée entre en prise avec la crête suivante 130, ce qui minimise la possibilité d'une entrée en prise des flancs plutôt que des crêtes dans le cas d'un léger défaut d'alignement. Cependant, un tel connecteur demande une plus grande force de serrage pour son assemblage, la force étant approximativement proportionnelle à la

tangente de l'angle de conicité des surfaces des crêtes.

Les connecteurs selon l'invention tels que décrits réalisent, de par leur nature, une petite prise des dents. Il est apparu que sous des charges de flexion élevées, les dents peuvent se dégager sur le côté du connecteur travaillant en traction. Ceci semble être -dû au fait que le déplacement de l'élément mâle s'éloignant du côté travaillant en traction permet à ces dents de se dégager les unes des autres. Ainsi qu'on peut le voir en considérant le connecteur décrit précédemment, des crêtes larges telles que celles indiquées en 54 s'ajustent dans des gorges ou fonds larges 60. Etant donné que les flancs 64 en butée sont soumis à une charge élevée, il faut que ces surfaces de fond soient arrondies et, par conséquent, elles sont, de par nature, plus profondes

que les crêtes en prise.

Par conséquent, un filetage perfectionné sera à présent décrit en regard des figures 8 et 9. Ce filetage perfectionné utilise essentiellement une partie de la gorge approfondie de manière que de la matière soit retenue dans une portion de cette gorge qui bute contre la crête en prise. Sur la figure 9, les crêtes étroites 56 et les crêtes larges 54 apparaissent, ainsi que les crêtes

larges 62 et les crêtes étroites 63 de l'élément femelle.

Le filetage 49 de l'élément mâle 10 présente une surface supplémentaire 150 de centrage s'étendant axialement et orientée radialement. De façon similaire, l'élément

femelle présente une telle surface 152 s'étendant axiale-

ment et orientée radialement. Dans chaque cas, cette surface est placée entre une crête large et une crête étroite, à une dimension radiale qui est comprise entre celle de la surface de la crête et celle de la surface

du fond.

Lors de l'enclenchement élastique final du connecteur en position après l'emboîtement guidé, une action de prise initiale se produit entre les flancs opposés 64 et 70. Cependant, la contraction radiale se produit uniquement après l'entrée en contact des surfaces 152 de centrage avec la crête 54 et des surfaces 150 de centrage avec la crête 62. La prise réelle des dents correspond donc à la différence de dimension radiale entre le bord extérieur de la crête, à proximité immédiate

du flanc en charge, et le diamètre de la surface de cen-

trage. Ces dimensions relatives sont aisées à maintenir avec précision. La surface de centrage agit de façon à empêcher le connecteur de se décentrer sous l'effet d'une charge, ce qui pourrait provoquer un dégagement

des dents du côté opposé.

Il est en outre souhaitable que le connecteur soit conçu de façon que, lors de l'emboîtement guidé, un ajustement étroit soit obtenu entre la surface de

centrage et la crête. Ceci minimise la tendance des élé-

ments femelle et mâle à s'ovaliser sous l'effet d'une charge de flexion. Dans le connecteur décrit précédemment,

la prise possible des dents était limitée à 1,27 mm.

Il est recommandé d'utiliser une partie de cette valeur pour un emmanchement par retrait, ce dernier étant obtenu de manière que 20 % de cette valeur, c'est-à-dire 0,254 mm, soient utilisés pour l'emmanchement par retrait

de la surface de centrage.

Le connecteur de la figure 8 présente, en plus de la gorge 44 de joint etde la bague 45 d'étanchéité, une gorge 166 de joint et une bague 168 d'étanchéité portées par l'élément mâle 10. Le trou taraudé 73 équipé d'un bouchon 74 est ménagé à proximité de la gorge 20 de détente des contraintes. Ceci évite toute possibilité d'obturation du trou par une surface de centrage. La bague 168 d'étanchéité améliore l'étanchéité lorsque le connecteur est soumis à une pression pour amorcer sa libération, et elle assume également la fonction d'un

joint de secours.

L'alignement des connecteurs est basé sur

une mesure axiale des épaulements en butée jusqu'au file-

tage. Par conséquent, la déformation radiale du connecteur,

quand bien même elle peut avoir pour résultat une déforma-

tion résiduelle permanente, n'est pas nuisible à l'impor-

tance de la prise obtenue. Etant donné que l'orientation circonférentielle place les filetages à la distance axiale

convenable de l'épaulement, le mouvement radial des sur-

faces des crêtes, lors de l'enclenchement élastique du

connecteur, assure l'obtention du résultat prévu.

Claims

REVENDICATIONS

1. Connecteur automatique pour tubes, caracté-

risé en ce qu'il comporte un élément mâle cylindrique (10) présentant une surface extérieure tronconique (18), une première extrémité (12) pouvant être fixée à un tube et une autre extrémité ouverte (14), un élément femelle

cylindrique (30) présentant une surface intérieure tron-

conique (38) dont une extrémité (32) peut être fixée à un tube et dont l'autre extrémité (34) est ouverte,

cet élément femelle pouvant être enclenché télescopique-

ment avec l'élément mâle, un premier filetage hélicoïdal (49) formé sur la surface extérieure de l'élément mâle, un second filetage hélico3dal (57) formé sur la surface intérieure de l'élément femelle, chacun de ces filetages comportant une crête (54, 56; 62, 63) de longueur axiale discrète, un fond arrondi (50, 52; 58, 60) et un flanc (60, 70) de butée tourné vers le c6té s'éloignant de l'extrémité ouverte, chacun des éléments mâle et femelle présentant une surface secondaire s'étendant radialement

et tournée vers l'extrémité ouverte, des moyens d'aligne-

ment circonférentiel des éléments mâle et femelle pour leur emboîtement guidé axial correct de manière que, lorsqu'ils sont totalement en prise, les deux flancs de butée des éléments mâle et femelle et les surfaces secondaires s'étendant radialement soient en butée sous compression axiale, la largeur des crêtes établissant, avec la tronconicité, une relation telle que, lors d'un emboîtement guidé en position d'alignement circonférentiel,

un contact initial se produise entre lesdites crêtes.

2. Connecteur selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la surface secondaire s'étendant radiale-

ment comprend un épaulement (24) porté par l'une des pièces constituées par les éléments mâle et femelle et une surface complémentaire (46) portée par l'autre desdites

pièces.

3. Connecteur selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que l'angle interne formé entre la surface

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secondaire de butée et les flancs de butée n'est pas

supérieur à 120.

4. Connecteur selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que les moyens d'alignement comprennent une -rainure (120) ménagée dans l'une des pièces constituées par les éléments mâle et femelle et une clavette amovible (122) fixée à l'autre desdites pièces et constituée pour

glisser axialement dans ladite rainure.

5. Connecteur selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que les filetages hélicoïdaux comprennent des filets à entrées multiples, les crêtes intermédiaires et les gorges correspondantes entre les filets à entrées multiples ayant une longueur axiale différente de manière que les filetages ne puissent entrer en prise que dans

une disposition desdits filets multiples.

6. Connecteur selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que les surfaces des crêtes hélicoïdales présen-

tent la même conicité que les surfaces tronconiques.

7. Connecteur selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que les surfaces des crêtes (130, 132) sont plus inclinées que les surfaces tronconiques (134), les dimensions radiales de chacune des crêtes individuelles,

au bord situé vers l'extrémité ouverte, n'étant pas supé-

rieures à la dimension maximale, plus grande, de la crête

adjacente, vers l'extrémité ouverte.

8. Connecteur selon la revendication 2, caracté-

risé en ce qu'il présente une surface (150, 152) de cen-

trage s'étendant axialement et située radialement entre la crête et le fond d'au moins l'un de chacun des filetages, les éléments mâle et femelle étant dimensionnés et alignés

de manière que les surfaces de centrage des élé-

ments mâle et femelle entrent en contact avec la crête du filetage de l'élément femelle ou mâle opposé, dans

une position de chevauchement.

9. Connecteur selon la revendication 8, caracté-

risé en ce que ladite surface de centrage s'étendant

axialement est formée sur chacun des filetages.

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10. Connecteur selon la revendication 8, carac-

térisé en ce que les surfaces de centrage entrent en contact avec des crêtes opposées avec un ajustement par

retrait supérieur à 10 % du domaine de déformation élasti-

que de la matière des éléments mâle et femelle.

11. Connecteur selon la revendication 2, carac-

térisé en ce que les éléments mâle et femelle sont alignés de manière que, lorsqu'ils sont totalement en prise,

les surfaces sont en butée par ajustement par retrait.

12. Connecteur selon la revendication 2, carac-

térisé en ce que l'élément femelle est traversé d'un trou radial (73) par lequel un fluide peut être injecté sous pression entre lesdits éléments mâle et femelle

pour faciliter le désassemblage.

13. Connecteur automatique pour tubes, caracté-

risé en ce qu'il comporte un élément mâle cylindrique (10) présentant une surface extérieure tronconique (18) dont une extrémité (12) peut être fixée à un tube et dont l'autre extrémité (14) est ouverte, un élément femelle

cylindrique (30) présentant une surface intérieure tron-

conique (38) et dont une extrémité (32) peut être fixée à un tube et l'autre extrémité (34) est ouverte, cet élément femelle pouvant être enclenché télescopiquement - avec l'élément mâle, un premier filetage sensiblement circonférentiel (49) formé sur la surface extérieure de l'élément mâle, un second filetage (52) sensiblement

circonférentiel formé sur la surface intérieure de l'élé-

ment femelle, chacun des filetages présentant une crête (54, 56; 62, 63) de longueur axiale discrète, un fond arrondi (50, 52; 58, 60) et un flanc de butée (60, 70) tourné dans la direction s'éloignant de l'extrémité ouverte, chacun des éléments mâle et femelle présentant une surface

secondaire s'étendant radialement et tournée vers l'extré-

mité ouverte, les éléments mâle et femelle étant dimension-

nés de manière que, lorsqu'ils sont totalement enclenchés en position de chevauchement, à la fois les flancs de

butée des éléments mâle et femelle et les surfaces secon-

daires s'étendant radialement soient en butée sous compres-

sion axiale, la longueur des crêtes étant en relation telle, avec la tronconicité, que, lors de l'emboîtement guidé, un contact initial se produise entre lesdites crêtes, une surface (150, 152) de centrage, s'étendant axialement, étant située radialement entre la crête et le fond d'au moins l'un des filetages, et les éléments mâle et femelle étant dimensionnés de manière que la surface de centrage de chacun de ces éléments entre en contact avec la crête du filetage de l'élément femelle

ou mâle opposé, en position de chevauchement.

14. Connecteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que la surface de centrage s'étendant

axialement est formée sur chacun des filetages.

15. Connecteur selon la revendication 14, caractérisé en ce que les surfaces de centrage entrent en contact avec des crêtes opposées avec un ajustement à retrait supérieur à 10 % du domaine de déformation

élastique de la matière des éléments mâle et femelle.