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ACCOUPLEMENT RAPIDE POUR TUBES.
Pour le raccord de tubes à très grand diamètre, par exemple, pour les tubes de remblayage pneumatique, utilises dans les mines, il est connu d'employer des accouplements rapides dans lesquels les brides terminales des tubes sont appliquées axialement l'une contre P autre par des cales, des leviers, des excentriques ou similaires. Dans ces ac- couplements rapides il s'agit souvent d'éléments d'un poids relativement élevé et d'un encombrement correspondant.,
Dans un accouplement de ce type, pour le raccord il est fait emploi de deux cales,9 reliées à un étrier en U et disposéesperpendicu- lairement a . 1?axe longitudinal du tube.
Les désavantages de cet accou- plement,se manifestant surtout dans les mines souterraines, résident dans le fait que l'accouplement présente -Lui grand encombrement et quil est difficile de le desserrer Souvent l'emploi de dispositifs spéciaux de desserrage permettant de forcer l'accouplement vers le haut est nécessaire.
Des désavantages similaires se rencontrent dans les accouplements rapides fonctionnant à l'aide de levier coudés, dans lesquels, en outre,la pression d'application n'est transmise qu'à des points ou des lignes à l'endroit du raccord et dans lesquels un déplacement des tubes en 'une ligne droite de grande longueur est rendu difficile.
Le but de la présente invention est d'éliminer ces désavantages, c'est-à-dire,de créer un accouplement rapide qui peut être actionné facilement et qui, même à 1?état desserré, ne présente qu'un faible encombrement, rapide suivant l'invention, se caractérise par la combinaison des particularités suivantes @ a) Les brides des extrémités de tubes, orientées l'une vers l'au= tre, sont entourées par deux demi-anneaux articulés l'un à l'autre, dont les
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flancs intérieurs forment, avec les faces des brides, un accouplement à coin qui, lors du serrage radial des demi-anneaux, exerce une traction axiale sur les extrémités de tubes.
b) Le serrage radial des demi-anneaux s'effectue par une cale, accouplée en permanence avec les extrémités libres des demi-anneaux et gui- dée parallèlement à l'axe longitudinal du tube, la dimension de la dite cale est telle qu'elle limite l'angle d'ouverture des demi-anneaux.
Les accouplements présentant les particularités sous a.- sont connus depuis longtemps, par exemple, pour les canalisations. Dans ces accouplements, le serrage des demi-anneaux est effectué par des boulons, les accouplements de ce type sont difficiles à manier lorsqu'il s'agit de grands tubes lourds et deux ouvriers sont nécessaires à cette fin. Pour les exploitations des mines souterraines, de tels accouplements sont trop sensibles et ne se desserrent que difficilement lorsque la rouille attaque le filetage ou lorsque celui-ci est endommagé par la chute de pierres.
Suivant la présente invention, le principe d'un accouplement pré- sentant les particularités mentionnées sous a. ne peut être rendu utilisa- ble pour les mines que si, suivant les particularités mentionnées sous b. le serrage radial des demi-anneaux est effectué par une cale, accouplée en permanence à l'extrémitélibre des demi-anneaux et qui se déplace paral- lèlement à la axe longitudinal du tube; la dimension de la dite cale étant telle qu'elle limite l'angle d'ouverture des demi-anneaux.
Des accouplements pour tubes sont connus dans lesquels une cale, guidée parallèlement à l'axe longitudinal du tube, sert au serrage d'un collier de serrage entourant les extrémités des tubes. Cependant, cet ac- couplement ne présente pas les autres caractéristiques de la présente in- vention, c'est-à-dire que les dispositifs, permettant que les extrémités de tubes subissent également une traction axiale lors de leur serrage ra- dial, ne sont pas prévus ,il en découle que de tels accouplements de tu- bes n'offrent pas une étanchéité suffisante pour pouvoir être utilisés sous pression.
En opposition à la présente invention, pour ces accouplements connus, il est fait emploi d'une cale de serrage d'une longueur relative- ment faible ayant pour but unique le serrage du collier entourant les extrémités des tubes; dans ce cas, une petite course de traction est suf- fisante. Cependant, dans les accouplements rapides suivant la présente invention, la cale doit présenter une plus grande longueur en raison de la traction axiale supplémentaire nécessaire. Un prolongement addition- nel de cette cale est obtenu du fait que, suivant 1?invention, il sert à un but non-envisagé pour l'accouplement mentionné précédemment à savoir la limitation de l'angle d'ouverture des demi-anneaux.
La cale de serrage utilisée par l'invention doit rester accouplée en permanence, donc égale- ment à l'état desserré, aux extrémités libres des demi-anneaux. De cette manière l'accouplement forme un ensemble qui, même lorsqu'il s'agit de grands tubes lourds, peut être actionné par un seul ouvrier. Lors du des- serrage de la cale, l'accouplement entier reste relié à l'un des tronçons du tube, avantageusement à celui qui est enlevé.
Les craintes formulées à 1-'origine.. à savoir qu'une cale présen tant la longueur nécessaire à l'invention occasionnerait des difficultés d'exécution et rendrait le maniement de l'accouplement plus difficile, se sont avérées sans fondement lors des expériences pratiques. Au contraire, il a été prouvé que l'actionnement est grandement facilité par la grande ca- le robuste. En outre, la cale utilisée par l'invention présente la possi- bilité de choisir l'inclinaison de celle-ci de manière qu'il soit possible, sans grands efforts de procéder à un serrage ferme, tant radial qu'axial.
Dans le but de raccourcir la longueur de la cale, il est également possible
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de donner à celle-ci, pendant la première partie de la course de serrage, une inclinaison plus raide qui s9aménuise ensuite pour permettre 1' action de serrage proprement dite.
L'accouplement est avantageusement disposé ¯de. manière que la cale de serrage soit placée au-dessus du tube. Lorsque la cale est de réa- lisation appropriée et que le guidage est prévu aux extrémités libres des demi-anneaux, la dite cale se trouve placée immédiatement au-dessus du tube.
De ce fait un accouplement est crée qui ne présente qu'un très faible en- combrement, tant à l'état serré qu'à 1-'état desserré.
L'idée de 1?invention est très avantageusement réalisée de ma- nière que les extrémités libres des demi-anneaux orientées l'une vers l'au- tre, sont exécutées de façon à. former le guidage de la cale, par exemple, du fait qu'elles sont munies de griffes de guidage repliées vers l'exté- rieur et qui glissent dans des fentes prévues dans la cale de serrage.
De cette façon la force de traction est transmise de manière régulière aux deux demi-anneaux.
Pour perfectionner davantage 1?invention, la cale de serrage doit être munie de faces coniques supplémentaires qui, lors du découple- ment, produisent nécessairement le desserrage des demi-anneaux.
Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée aux dessins ci-annexés, dans lesquels : la fig.1 est une coupe transversale de 1-'objet de ;L'invention. la fig. 2 est une vue en plan, partiellement en coupe.- la fig. 3 représente, en plan et vu.de face, la serrure des de- mi-anneaux. la fig. 4 représente, à plus grande échelle, le verrouillage de la cale.
Les tubes 1 et la qui doivent être réunis, sont munis, à leurs extrémités orientées l'une vers l'autre, des brides 2 et 3. Deux demi-an- neaux 4 et 5 sont utilisées pour 19 accouplement des dites brides et les dits demi-anneaux sont munis, à leurs extrémités, de griffes de guidage 6 et 7, ou 6a et 7a. Les griffes 6a et 7a sont articulées l'une à l'autre au moyen dune serrure 8 qui est fermée par la patte 9 et la clavette 10.
La cale 11,guidée parallèlement à l'axe longitudinal du tube, sert à l'accouplement des deux griffes 6 et 7.
La section transversale des demi-anneaux 4 et 5 est en U, ainsi qu'il ressort de la fig. 2. Les bras 4a et 4b ou 5a et 5b de ces profilés en U sont munis de faces coniques 18 et 19 qui coopèrent avec les faces de réalisation identiques des brides 2 et 3.
Tandis que les extrémités frontales de ces bras 4a et 5a des demi-anneaux 4 et 5 (voir fig. 1) se dirigent suivant un cercle, concen- trique à 1-'axe du tube, les extrémités frontales correspondantes des bras 4b et 5b sont disposées suivant un arc de cercle excentrique à diamètre su- périeur, de manière que la hauteur de ces bras décroisse-progressivement vers les extrémités des demi-anneaux (voir fig. 1) et qu'à 19'état fermé de l'accouplement, les faces coniques 18 et 19 soient appuyées par des faces, en forme de faucille contre la bride 2.
Tandis que lors de renfoncement de la cale 11, par l'intermé- diaire des guidages 12 et 13, les griffes 6 et 7 sont attirées 1-'une vers 1-'autre, l'écartement des griffes 6 et 7 et, de ce fait, des demi-anneaux,
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lors du desserrage de l'accouplement, est effectué en enlevant la cale 11 au moyen des¯ guides 14 et 15. L'ouverture ls¯plus grande est représentée en pointillé aux figs. 1 et 2. Dans cette position, le tube 1 avec son ac- couplement, peut être enlevé du tube la ou être accouplé à celui-ci. Dans cette position ouverte il n'est pas possible de faire glisser l'accouplement du tube 1.
Les extrémités de la cale Il sont munies de faces formant des enclumes 16 et 17 sur lesquelles il est possible de frapper avec un mar- teau lors du desserrage ou du serrage de la cale. 20 représente un joint disposé entre les brides 2 et 3 et qui est intercalé dans la rainure de centrage de la bride 3 dans laquelle la bride 2 s'engage avec un prolonge- ment de centrale.
De la fig. 2 il ressort que le guidage de la cale est dessiné suivant une courbe de manière que dans la première partie de la course de serrage, l'inclinaison est raide pour s'amenuiser ensuite de manière à per- mettre Inexécution du processus de serrage proprement dit. La disposition de guidages aux deux c8tés procure une traction régulière.
Par suite de sa réalisation et de sa dimension spéciale, la cale 11 sert, non seulement de moyen de serrage, mais elle forme dans n'importe quelle position de fonctionnement, le moyen d'accouplement pour les demi-an- neaux dont elle limite l'angle d'ouverture (voir la position, indiquée en pointillé, des griffes de guidage 6 et 7 et de la cale 11 à la fig. 1).
Le verrouillage de la cale d'accouplement dans sa position fina- le s'effectue par l'aile de sécurité 21 qui est guidée élastiquement dans la nervure centrale de la cale d'accouplement au moyen de la cheville 22, du ressort 23 et de la rondelle 24. La clavette 25 assure la position de la cheville de sécurité. Lorsque 1-'aile de sécurité 21 est soulevée et pivotée de 90 dans l'axe longitudinal de la cale d'accouplement, l'accou- plement est déverrouillé. La position déverrouillée est indiquée en poin- tillé à la fig. 2.
L'accouplement de deux tubes s'effectue simplement en ce que le tube 1 avec la bride 3 et l'accouplement ouvert (position indiquée en poin- tillé aux figs. 1 et 2) est amené devant la bride 2 de l'autre tube et qu'ensuite, la cale 11 est avancée à la main suivant l'axe longitudinal du tube. A l'aide de quelques coups de marteau sur l'enclume 16 la cale est fermement introduite et l'aile de sécurité 21 est basculée et intro- duite perpendiculairement à 1-'axe longitudinal du tube. Lors du desser- rage de l'accouplement, l'aile de sécurité est basculée dans l'axe longi- tudinal du tube et par des coups de marteau appliqués sur la petite enclu- me 17 de la cale d'accouplement, l'accouplement est ouvert de manière que le tube 1 avec l'accouplement entier, peut tomber librement sur le sol.
REVENDICATIONS.
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QUICK COUPLING FOR TUBES.
For the connection of tubes with a very large diameter, for example, for pneumatic backfill tubes, used in mines, it is known to employ quick couplings in which the end flanges of the tubes are applied axially against each other. by wedges, levers, eccentrics or the like. In these quick couplings, it is often a question of elements of a relatively high weight and a corresponding bulk.
In a coupling of this type, for the connection two shims are used, 9 connected to a U-shaped bracket and arranged perpendicularly a. 1? Longitudinal axis of the tube.
The disadvantages of this coupling, which appear especially in underground mines, lie in the fact that the coupling presents a large bulk and that it is difficult to loosen it. Often the use of special loosening devices to force the coupling up is required.
Similar disadvantages are encountered in quick couplings operating with the aid of elbow levers, in which, moreover, the application pressure is transmitted only to points or lines at the location of the coupling and in which displacement of the tubes in a straight line of great length is made difficult.
The object of the present invention is to eliminate these disadvantages, that is to say, to create a quick coupling which can be actuated easily and which, even in the released state, has only a small footprint, fast. according to the invention, is characterized by the combination of the following features @ a) The flanges of the tube ends, oriented towards each other, are surrounded by two half-rings articulated to one another, whose
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Inner flanks form, with the faces of the flanges, a wedge coupling which, during radial tightening of the half-rings, exerts axial traction on the tube ends.
b) The radial tightening of the half-rings is effected by a wedge, permanently coupled with the free ends of the half-rings and guided parallel to the longitudinal axis of the tube, the dimension of said wedge is such that ' it limits the opening angle of the half-rings.
Couplings having the peculiarities under a.- have been known for a long time, for example, for pipes. In these couplings, the tightening of the half rings is carried out by bolts, couplings of this type are difficult to handle when dealing with large, heavy tubes and two workers are required for this purpose. For underground mining operations, such couplings are too sensitive and only loosen with difficulty when rust attacks the thread or when the thread is damaged by falling rocks.
According to the present invention, the principle of a coupling having the particularities mentioned under a. can only be made usable for mines if, according to the particularities mentioned under b. the radial tightening of the half-rings is effected by a wedge, permanently coupled to the free end of the half-rings and which moves parallel to the longitudinal axis of the tube; the dimension of said wedge being such that it limits the opening angle of the half-rings.
Couplings for tubes are known in which a wedge, guided parallel to the longitudinal axis of the tube, serves to tighten a clamp surrounding the ends of the tubes. However, this coupling does not have the other characteristics of the present invention, that is to say that the devices, allowing the tube ends to also undergo an axial tension during their radial tightening, do not. are not provided, it follows that such pipe couplings do not provide sufficient sealing to be able to be used under pressure.
In opposition to the present invention, for these known couplings, use is made of a clamping wedge of relatively short length the sole purpose of which is to tighten the collar surrounding the ends of the tubes; in this case, a small pull stroke is sufficient. However, in quick couplings according to the present invention the wedge must have a greater length due to the additional axial traction required. A further extension of this wedge is obtained in that, according to the invention, it serves a purpose not envisaged for the aforementioned coupling, namely the limitation of the opening angle of the half-rings.
The clamping wedge used by the invention must remain permanently coupled, therefore also in the loosened state, to the free ends of the half-rings. In this way the coupling forms an assembly which, even in the case of large heavy tubes, can be operated by a single worker. When loosening the wedge, the entire coupling remains connected to one of the sections of the tube, advantageously to the one which is removed.
The fears originally formulated, namely that a wedge having the length necessary for the invention would cause execution difficulties and would make the handling of the coupling more difficult, proved to be unfounded during the experiments. practice. On the contrary, it has been proven that actuation is greatly facilitated by the large, robust valve. In addition, the shim used by the invention has the possibility of choosing the inclination thereof in such a way that it is possible, without great efforts, to effect a firm clamping, both radial and axial.
In order to shorten the length of the wedge, it is also possible
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to give this, during the first part of the clamping stroke, a steeper inclination which then decreases to allow the actual clamping action.
The coupling is advantageously arranged ¯de. so that the clamping block is placed above the tube. When the wedge is of suitable construction and the guide is provided at the free ends of the half-rings, said wedge is placed immediately above the tube.
As a result a coupling is created which has only a very small footprint, both in the tight state and in the loose state.
The idea of the invention is very advantageously carried out in such a way that the free ends of the half-rings oriented towards each other are executed so as to. form the guide of the wedge, for example, because they are provided with guide claws bent outwardly and which slide in slots provided in the clamping wedge.
In this way the pulling force is transmitted evenly to the two half-rings.
To further improve the invention, the clamp should be provided with additional tapered faces which, upon uncoupling, necessarily cause loosening of the half rings.
One embodiment, given by way of non-limiting example, is shown in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a cross section of 1-'objet de; The invention. fig. 2 is a plan view, partially in section. FIG. 3 shows, in plan and front view, the lock of the half-rings. fig. 4 shows, on a larger scale, the locking of the wedge.
The tubes 1 and 1a, which are to be joined together, are provided, at their ends facing each other, with flanges 2 and 3. Two half-rings 4 and 5 are used for coupling said flanges and the said half-rings are provided, at their ends, with guide claws 6 and 7, or 6a and 7a. The claws 6a and 7a are articulated to one another by means of a lock 8 which is closed by the tab 9 and the key 10.
The wedge 11, guided parallel to the longitudinal axis of the tube, serves for coupling the two claws 6 and 7.
The cross section of the half-rings 4 and 5 is U-shaped, as is apparent from FIG. 2. The arms 4a and 4b or 5a and 5b of these U-profiles are provided with conical faces 18 and 19 which cooperate with the identical production faces of the flanges 2 and 3.
While the front ends of these arms 4a and 5a of the half-rings 4 and 5 (see fig. 1) run in a circle, concentric with the axis of the tube, the corresponding front ends of the arms 4b and 5b are arranged in an eccentric arc of a circle with a greater diameter, so that the height of these arms decreases progressively towards the ends of the half-rings (see fig. 1) and that in the closed state of the coupling , the conical faces 18 and 19 are supported by sickle-shaped faces against the flange 2.
While during the recess of the wedge 11, through the intermediary of the guides 12 and 13, the claws 6 and 7 are attracted 1-'one towards 1-'other, the spacing of the claws 6 and 7 and, this fact, half-rings,
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when loosening the coupling, is carried out by removing the wedge 11 by means of guides 14 and 15. The larger opening is shown in dotted lines in figs. 1 and 2. In this position, the tube 1 with its coupling can be removed from the tube la or be coupled to the latter. In this open position it is not possible to slide the coupling of the tube 1.
The ends of the wedge II are provided with faces forming anvils 16 and 17 on which it is possible to strike with a hammer when loosening or tightening the wedge. 20 shows a seal disposed between the flanges 2 and 3 and which is interposed in the centering groove of the flange 3 in which the flange 2 engages with a central extension.
From fig. 2 it appears that the guide of the wedge is drawn along a curve so that in the first part of the clamping stroke the inclination is steep and then decreases so as to allow the non-execution of the clamping process proper . The arrangement of guides on both sides provides regular traction.
Owing to its construction and its special dimension, the wedge 11 not only serves as a clamping means, but it forms, in any operating position, the coupling means for the half-rings of which it limits. the opening angle (see the position, indicated in dotted lines, of the guide claws 6 and 7 and of the wedge 11 in fig. 1).
The coupling wedge is locked in its final position by the safety wing 21 which is elastically guided in the central rib of the coupling wedge by means of the pin 22, the spring 23 and the washer 24. The key 25 ensures the position of the safety pin. When the safety wing 21 is raised and rotated 90 about the longitudinal axis of the coupling wedge, the coupling is unlocked. The unlocked position is indicated by a dotted line in fig. 2.
The coupling of two pipes takes place simply in that the pipe 1 with the flange 3 and the open coupling (position indicated by dotted lines in figs. 1 and 2) is brought in front of the flange 2 of the other pipe. and that then, the wedge 11 is advanced by hand along the longitudinal axis of the tube. With the help of a few hammer blows on the anvil 16 the wedge is firmly inserted and the safety wing 21 is tilted and introduced perpendicular to the longitudinal axis of the tube. When the coupling is released, the safety wing is tilted in the longitudinal axis of the tube and by hammer blows applied to the small anvil 17 of the coupling wedge, the coupling is open so that the tube 1 with the entire coupling can fall freely to the ground.
CLAIMS.
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