WO1996014177A1

WO1996014177A1 - Procede de retreint

Info

Publication number: WO1996014177A1
Application number: PCT/FR1995/001438
Authority: WO
Inventors: Richard Chene; Pascal Detable; Michel Andre
Original assignee: Etablissements Caillau
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 1996-05-17
Also published as: KR100264241B1; CZ189196A3; HUT75563A; FR2726208A1; PL178959B1; MX9602541A; BR9506434A; DE69526065T2; TW305783B; CN1138302A; HU9601811D0; DE69526065D1; KR960706379A; RU2113929C1; ES2173984T3; HU214856B; CN1067303C; JP3179499B2; FR2726208B1; CA2178740C

Abstract

Procédé pour rétreindre une bague (14) emmanchée sur l'extrémité libre (10a) d'un tuyau souple (10) emmanchée sur un élément tubulaire rigide (12). Le procédé met en ÷uvre une matrice de rétreint (16) munie d'une cavité axiale (18), comprenant un tronçon évasé (18a) et présentant une extrémité large ouverte (20), le diamètre de la cavité à cette extrémité étant sensiblement égal au plus grand diamètre (d) de ce tronçon. On met en place la matrice de rétreint (16) de sorte qu'au moins l'extrémité large (20) de la cavité se trouve autour de la portion à rétreindre (14) tandis que l'extrémité étroite se trouve à l'avant du tuyau et, tout en maintenant axialement l'un des deux éléments constitués par la bague (14) et la matrice de rétreint (16), on effectue un déplacement axial relatif de ces deux éléments, dans le sens (F) allant de l'extrémité libre (10a) du tuyau (10) à l'autre extrémité de ce dernier.

Description

PROCEDE DE RETREINT

On connaît, par exemple pour réaliser un dispositif de raccordement à un embout tubulaire rigide, la possibilité d'enserrer l'extrémité libre d'un tuyau souple entre une bague et un élément tubulaire rigide disposés coaxialement, respectivement à l'extérieur et à l'intérieur du tuyau.

Pour ce faire, une opération de rétreint visant à diminuer le diamètre de la bague est nécessaire.

La présente invention concerne, de manière générale, un procédé pour rétreindre une bague emmanchée sur l'extrémité libre d'un tuyau souple emmanchée sur un élément tubulaire rigide, ladite bague présentant au moins une portion dite "à rétreindre" dont le diamètre est supérieur à celui du tuyau.

Le procédé met en oeuvre une matrice de rétreint munie d'une cavité axiale comprenant un tronçon évasé allant en s'élargissant entre une première et une deuxième extrémité, la cavité présentant une extrémité large ouverte à laquelle le diamètre de ladite cavité est sensiblement égal au diamètre dudit tronçon évasé à la deuxième extrémité de ce dernier.

Le rétreint axial est couramment utilisé pour le travail à façon de tubes rigides. Le brevet délivré aux ETATS-UNIS sous le numéro 2314002 décrit un procédé qui tente d'utiliser le rétreint axial pour rétreindre une bague emmanchée sur l'extrémité libre d'un tuyau souple.

Selon ce procédé, la matrice de rétreint est tout d'abord disposée autour du tuyau et est ensuite déplacée, sur la bague, vers l'extrémité libre du tuyau.

En raison de la nécessité de disposer la matrice de rétreint autour du tuyau, le plus petit diamètre de la cavité axiale est au moins égal au diamètre externe du tuyau. La bague étant elle-même disposée autour du tuyau, son diamètre interne est également au moins égal au diamètre externe du tuyau. Par conséquent, la réduction efficace de diamètre lors du rétreint, est tout au plus égale à l'épaisseur de la bague.

Il en résulte que la diminution de diamètre risque de ne pas être suffisante pour assurer la fiabilité de la tenue de l'ensemble tuyau, bague, élément tubulaire. La seule façon d'augmenter l'amplitude du rétreint, c'est-à-dire de faire en sorte que la diminution de diamètre soit plus importante, consiste à augmenter l'épaisseur de la bague, ce qui conduit inévitablement à un accroissement du coût matière et à une augmentation de la puissance de rétreint requise.

On connaît par ailleurs la possibilité de réaliser un rétreint radial en utilisant un outil de rétreint comportant une pluralité de secteurs angulaires mobiles les uns par rapport aux autres. Ce procédé n'est pas satisfaisant dans la mesure où il provoque des défauts d'aspect sur la portion rétreinte, pouvant aller jusqu'à l'apparition de plis longitudinaux dus aux intervalles radiaux séparant les secteurs angulaires. Ces défauts peuvent entraîner, sur le tuyau, l'apparition de bourrelets nuisibles vis-à-vis de l'étanchéité. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. Ce but est atteint grâce au fait que l'on met en place la matrice de rétreint de telle sorte qu'au moins l'extrémité large de la cavité se trouve autour de la portion à rétreindre et que la première extrémité du tronçon évasé de ladite cavité se trouve au-delà du tuyau, en avant de l'extrémité libre de ce dernier, et au fait que, tout en maintenant axialement l'un des deux éléments constitués par la bague et la matrice de rétreint, on effectue un déplacement axial relatif de ces deux éléments dans le sens (F) vers l'arrière, allant de l'extrémité libre, dite "extrémité avant" du tuyau à l'autre extrémité, dite "extrémité arrière" de ce dernier.

Grâce à ces dispositions, le rétreint n'est pas limité à l'épaisseur de la bague. De plus, le fait de réaliser le déplacement vers l'arrière permet d'améliorer notablement la tenue mécanique de l'ensemble tuyau, bague, élément tubulaire en raison du comportement du matériau du tuyau, qui comprend généralement du caoutchouc, lors de l'opération de rétreint.

En effet, une partie du matériau constituant le tuyau est refoulée lors du rétreint, c'est-à-dire qu'elle subit un fluage et est refoulée dans le sens du déplacement de la matrice de rétreint par rapport au tuyau. Si ce déplacement allait vers l'extrémité libre du tuyau, le matériau refoulé aurait tendance à s'accumuler vers cette extrémité libre. Lorsqu'aucune zone vide n'est prévue à l'intérieur de la bague, ce surplus de matériau subit un fluage inverse de sorte que, globalement, le fluage est un fluage vers l'arrière, c'est-à-dire en sens contraire du déplacement relatif de la matrice de rétreint et de la bague. II se trouve que l'épaisseur d'un tuyau souple, en matériau du type du caoutchouc, varie de façon relativement importante en fonction des paramètres de fabrication, l'intervalle de tolérance pouvant même être de l'ordre du millimètre. En raison des variations locales d'épaisseur, le volume du matériau en excès, c'est-à-dire le volume du matériau que le fluage tend localement à repousser, est également très variable. Par conséquent, la pression du matériau constituant le tuyau à l'intérieur de la bague subit des variations locales très importantes. Pour que la bague soit capable de supporter ces variations sans se déformer et pour que la tenue à la traction de la liaison entre le tuyau, la bague et l'élément tubulaire soit assurée, l'épaisseur de la bague doit être relativement importante. De plus, dans le cas d'un déplacement vers l'extrémité libre du tuyau, le matériau constituant ce tuyau est soumis à la fois au fluage et à une intense variation de pression, ce qui affecte ses qualités mécaniques.

Lors du rétreint par un déplacement vers l'arrière, conformément à l'invention, les forces de compression qui s'exercent sur l'extrémité libre du tuyau sont continûment réparties sur la totalité de la circonférence de cette dernière, de sorte qu'aucune zone du tuyau ne se trouve brutalement écrasée ou pincée. De plus, le rétreint s'opérant de façon progressive dans le sens axial à partir de l'extrémité libre du tuyau, la matière constituant ce dernier subit un fluage progressif qui n'endommage pas le tuyau et assure notamment le respect des qualités requises en matière d'étanchéité de l'assemblage.

Le rétreint est donc réalisé de manière à la fois homogène et progressive, de sorte que l'assemblage de la bague et du tuyau est solide et fiable, ce dernier ne présentant aucun bourrelet ni aucune accumulation de matière à son extrémité enserrée entre la bague et l'élément tubulaire rigide et aucune zone de faiblesse notamment dans la région de l'extrémité de la bague éloignée de l'extrémité libre du tuyau. La liaison est assurée de manière fiable même avec des bagues dont l'épaisseur est relativement faible. Avantageusement, on arrête le déplacement axial relatif de la bague et de la matrice de rétreint avant que la première extrémité du tronçon évasé n'atteigne l'extrémité de la portion à rétreindre la plus éloignée de l'extrémité libre du tuyau.

Ainsi, la portion arrière de la bague peut être légèrement évasée et ne risque pas de blesser le tuyau. Pour s'assurer de la fiabilité et de la durabilité des dispositifs de raccordements on les soumet à des tests d'endurance de plus en plus sévères. L'un de ces tests consiste à faire osciller le tuyau par rapport à la bague. Le fait que la portion arrière de la bague soit évasée permet d'éviter que le tuyau ne soit endommagé, voire coupé, à l'occasion d'un tel test. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 est une coupe longitudinale montrant une bague emmanchée sur l'extrémité libre d'un tuyau souple, elle-même emmanchée sur un élément tubulaire rigide, ainsi qu'une matrice de rétreint, à l'aide de laquelle on s'apprête à mettre en oeuvre le procédé selon un premier mode de réalisation.

- les figures 2 et 3 illustrent respectivement le début et la fin du procédé de l'invention ;

- la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 1, sur laquelle on s'apprête à mettre en oeuvre le procédé selon une variante de réalisation ;

- la figure 5 montre la mise en oeuvre de ce procédé.

On voit sur la figure 1 un tuyau souple 10 dont l'extrémité libre 10a est emmanchée sur un élément tubulaire rigide 12, tandis qu'une bague 14, de forme cylindrique, est emmanchée sur l'extrémité libre 10a.

Dans toute la suite, pour simplifier la description, on considérera que l'extrémité 10a est l'extrémité avant du tuyau souple 10. Les figures étant tronquées, son autre extrémité, située à l'arrière, n'est pas représentée. Sur la figure 1, la bague 14 est représentée avant son rétreint, et son diamètre D est supérieur à celui du tuyau 10.

On voit également sur la figure 1 une matrice de rétreint 16 munie d'une cavité axiale 18. Cette cavité comprend un tronçon évasé lδa qui va en s'élargissant entre une première extrémité 19a de diamètre d' et une deuxième extrémité 19b de diamètre d. Le diamètre d est supérieur au diamètre D, lui-même supérieur au diamètre d'. Du côté de la première extrémité 19a du tronçon évasé, la cavité comporte un tronçon cylindrique 18b de diamètre d' qui débouche sur une extrémité étroite ouverte 17. De l'autre côté, la cavité présente une extrémité large ouverte qui, dans l'exemple représenté, coïncide avec la deuxième extrémité 19b du tronçon évasé, qui est tronconique. La figure 1 montre ces divers éléments juste avant le début du procédé de rétreint, dans une position dans laquelle l'axe de la cavité est aligné avec l'axe longitudinal A du tuyau souple et l'extrémité large ouverte 20 se trouve dirigée vers l'arrière. On voit encore sur la figure 1 un outil 22 de maintien axial de la bague 14, avec lequel l'extrémité arrière 14b de cette bague coopère par butée. Cet outil est seulement schématisé sur la figure 1. Il peut comporter deux mâchoires qui viennent se placer autour du tuyau de manière à coopérer avec l'extrémité arrière 14b de la bague 14 pour maintenir cette dernière lors du rétreint.

Pour initier le procédé de rétreint, on met en place la matrice de rétreint de telle sorte qu'au moins l'extrémité large 20 de la cavité se trouve autour de la bague à rétreindre, tandis que la première extrémité 19a se trouve vers l'avant, au-delà de l'extrémité avant du tuyau. En d'autres termes, on déplace la matrice par rapport à la bague de rétreint dans le sens de la flèche F, c'est-à-dire dans le sens allant de l'extrémité avant 10a du tuyau à son extrémité arrière, au moins jusqu'à ce que l'extrémité 20 de la cavité se trouve au niveau de l'extrémité avant 14a de la bague.

Le rétreint proprement dit débute lorsque la paroi de la cavité commence à coopérer avec la périphérie externe de la bague.

Pour réaliser le rétreint, comme le montrent les figures 2 et 3, on déplace axialement la matrice de rétreint 16 sur la bague 14 dans le sens de la flèche F, c'est-à-dire vers l'arrière.

On comprend qu'au fur et à mesure de ce déplacement, la bague étant maintenue par l'outil de maintien 22, son diamètre externe sera progressivement diminué au petit diamètre d' de la cavité 18. Ce faisant, on réalise un fluage progressif de l'extrémité 10a du tuyau souple.

A la fin du rétreint, on arrive à là configuration de la figure 3, dans laquelle la bague 14 est sertie sur l'extrémité 10a du tuyau, qui se trouve solidement enserrée entre l'élément tubulaire rigide 12 et cette bague 14.

Comme on le voit sur cette figure, qui illustre la fin du rétreint, on arrête de préférence le déplacement axial relatif de la matrice de rétreint 16 et de la bague 14 avant que l'extrémité de plus petit diamètre d' du tronçon évasé 18a de la cavité n'atteigne l'extrémité arrière 14b, la plus éloignée de l'extrémité libre 10a du tuyau 10, de cette bague 14. La portion terminale -

arrière de la bague se trouve ainsi légèrement évasée et ne risque pas de blesser le tuyau.

Par ailleurs, on voit sur les figures que l'élément tubulaire 12 présente, au voisinage de son extrémité arrière, un renflement radial 13. De préférence, on arrête le rétreint sans totalement rétreindre la bague sur le renflement. On assure ainsi une liaison fiable entre les éléments du dispositif de raccordement, tout en évitant un écrasement local du tuyau sur le renflement, ce qui pourrait nuire à ses qualités mécaniques.

Le rétreint étant terminé, il suffira de dégager la bague de la matrice de rétreint en déplaçant cette dernière dans le sens opposé au sens de la flèche F, et d'enlever l'outil de maintien 22.

Sur les figures 1 à 3, la bague cylindrique 14 est rétreinte sur la quasi totalité de sa longueur.

Dans certains cas, comme le montrent les figures 4 et 5, il est souhaitable de ne rétreindre qu'une portion de la bague. Sur ces figures, les éléments analogues à ceux des figures 1 à 3 sont désignés par les mêmes références augmentées de 100.

La bague 114 présente une première portion 115a qui ne doit pas être rétreinte. Cette portion 115a qui, dans l'exemple représenté, s'étend vers l'avant au-delà de l'extrémité avant 110a du tuyau souple 110, peut servir de logement à un joint annulaire d'étanchéité 117 ou être munie d'un organe de fixation à un embout tubulaire rigide auquel on souhaite raccorder le tuyau

110.

C'est donc seulement la portion arrière 115b de la bague 114 que l'on souhaite rétreindre. La portion 115a constitue un obstacle axial qui rend impossible l'utilisation, dans les conditions précédemment évoquées en relation avec les figures 1 à 3, de la matrice de rétreint 16 en une seule pièce.

On utilise donc une matrice de rétreint 116 comprenant deux coquilles 116a et 116b. Pour mettre en place cette matrice autour de la bague, on éloigne d'abord les coquilles 116a et 116b l'une de l'autre pour définir un passage suffisant pour la bague ou, plus précisément, pour la portion avant 115a de cette dernière. Le rétreint axial proprement dit, au cours duquel on déplace la matrice dans le sens de la flèche F, commence après avoir rapproché ces deux coquilles autour de la bague jusqu'à ce que ce passage soit supprimé. Lorsque les deux coquilles sont ainsi assemblées, une cavité 118 de la matrice est définie, présentant un tronçon évasé 118a et un tronçon cylindrique de petit diamètre 118b.

La petite extrémité 121 de la cavité située à l'opposé de l'extrémité large 120 de cette dernière, est ouverte. Ceci permet, comme on le voit sur la figure 5, de disposer la matrice 116 autour de la portion 115b à rétreindre, tout en laissant la première portion 115a de la bague 114 dépasser vers l'avant au-delà de la matrice.

Le rétreint de la portion 115b est réalisé en déplaçant la matrice 116 dans le sens de la flèche F, c'est-à-dire en la faisant passer de sa position de début du rétreint, représentée en traits mixtes interrompus, à sa position de fin du rétreint, représentée en trait plein. Tout au long du déplacement axial de la matrice de rétreint, on maintient la bague axialement à l'aide d'un outil de rétreint 122. Dans l'exemple des figures 4 et 5, l'outil 122 comporte des mâchoires qui coopèrent avec la partie avant de la bague 114. Plus précisément, les mâchoires de l'outil 122 sont placées autour de la bague, immédiatement en arrière de la première portion 115a de cette dernière, et coopèrent en butée avec un épaulement 114' pour maintenir la bague et éviter qu'elle ne se déplace vers l'arrière lors du rétreint. On voit sur la figure 4 que l'intégralité de la deuxième portion 115b, située en arrière de la première portion 115a de la bague, présente avant rétreint un diamètre supérieur au diamètre auquel on souhaite l'amener par l'opération de rétreint. C'est notamment le cas de la région de l'extrémité avant 115c de la portion 115b, directement située en arrière de la première portion 115a. De ce fait, lors du rapprochement des coquilles autour de la bague 114, préalablement au déplacement axial de la matrice, on réalise une étape préliminaire de rétreint radial dans cette région 115c, sur une faible partie de la longueur de la portion à rétreindre.

De préférence, comme on le voit sur les figures 4 et 5, la région 115c dans laquelle on réalise l'étape préliminaire de rétreint radial s'étend vers l'avant au-delà de l'extrémité avant 110a du tuyau souple, de sorte que les éventuels inconvénients liés à cette opération de rétreint radial ne se répercutent pas au tuyau.

On peut également concevoir que le diamètre de la portion intermédiaire 115c soit d'emblée inférieur ou égal au diamètre de rétreint, auquel cas aucune étape préliminaire de rétreint radial n'est nécessaire. Il faut encore noter que bien que dans les exemples illustrés par les figures, on maintienne axialement la bague et on déplace la matrice dans le sens de la flèche F, on pourrait également réaliser le rétreint en maintenant axialement la matrice et en déplaçant la bague dans le sens opposé à celui de la flèche F. L'important est que les deux éléments que constituent la bague et la matrice soient déplacés l'un par rapport à l'autre dans le sens de la flèche F, c'est-à-dire vers l'arrière, le long de la portion à rétreindre.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour rétreindre une bague (14, 114) emmanchée sur l'extrémité libre (10a, 110a) d'un tuyau souple (10, 110) emmanchée sur un élément tubulaire rigide (12, 112), ladite bague présentant au moins une portion (14, 115b) dite "à rétreindre" dont le diamètre (D) est supérieur à celui du tuyau, le procédé mettant en oeuvre une matrice de rétreint (16, 116) munie d'une cavité axiale (18, 118), comprenant un tronçon évasé (18a, 118a) allant en s'élargissant entre une première et une deuxième extrémité (19a, 19b), la cavité présentant une extrémité large ouverte (20, 120), à laquelle le diamètre (d) de ladite cavité est sensiblement égal au diamètre dudit tronçon évasé, à la deuxième extrémité de ce dernier, caractérisé en ce que l'on met en place la matrice de rétreint (16, 116) de telle sorte qu'au moins l'extrémité large (20, 120) de la cavité (18, 118) se trouve autour de la portion à rétreindre (14, 115b), et que la première extrémité du tronçon évasé (18a, 118a) de ladite cavité se trouve au-delà du tuyau (10, 110), en avant de l'extrémité libre (10a, 110a) de ce dernier, en ce que, tout en maintenant axialement l'un des deux éléments constitués par la bague (14, 114) et la matrice de rétreint (16, 116), on effectue un déplacement axial relatif de ces deux éléments dans le sens (F) vers l'arrière, allant de l'extrémité libre (10a, 110a), dite 'extrémité avant" du tuyau (10, 110) à l'autre extrémité, dite "extrémité arrière" de ce dernier.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on arrête le déplacement axial relatif de la bague (14, 114) et de la matrice de rétreint (16, 116) avant que la première extrémité (19a) du tronçon évasé (18a, 118a) n'atteigne l'extrémité (14b, 114b) de la portion à rétreindre (14, 115b) la plus éloignée de l'extrémité libre (10a, 110a) du tuyau (10, 110).

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on maintient axialement la bague (14, 114) et l'on déplace axialement la matrice de rétreint (16, 116) sur la portion à rétreindre (14, 115b).

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise une matrice de rétreint (116) comprenant deux coquilles (116a, 116b) et en ce que, pour mettre en place la matrice (116) autour de la bague, on éloigne les coquilles (116a, 116b) l'une de l'autre pour définir un passage suffisant pour la bague (114), et l'on rapproche lesdites coquilles autour de ladite bague, jusqu'à ce que ce passage soit supprimé.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lors du rapprochement des coquilles (116a, 116b) autour de la bague (114), on réalise une étape préliminaire de rétreint radial dans la région (115c) de l'extrémité de la portion à rétreindre (115b) la plus proche de l'extrémité libre (110a) du tuyau (110), sur une faible longueur de ladite portion (115b).