Brevet FR2237111A1 — publié le 19750207

La présente invention, due aux travaux de Monsieur Jacques Francois Marie ÇGERr concerne les raccords pour pièces tubulaires à extrémité lisse et plus particulièrement les raccords du type comprenant une garniture d'étanchéité en matière élastique et en forme de manchon cylindrique dans l'ensemble et un collier de serrage en matière rigide entourant cette garniture et constitué de deux demi-colliers équipes, au moins d'un côté et à l'endroit de leur plan de joint, de moyens de serrage. Dans certaines réalisations, les demi-colliers sont symétriques et il est prévu des moyens de serrage diamétralement opposés, sur les deux#côtés du collier. Dans d'autres réalisations, les deux demi-colliers sont articules entre eux d'un côté du collier et ne sont munis de moyens de serrage que sur l'autre côté. Dans les deux cas cependant, une fois que le serrage est commencé, le collier comprime essentiellement la garniture suivant une direction perpendiculaire au plan de joint de ce collier, de sorte que la garniture a tendance à se décoller des pièces tubulaires sur lesquelles elle est montée, en se déplaçant radialement suivant le plan de joint des demi-colliers, entraînant de ce fait un manque d t étanchéité On connaît déjà des raccords du type précité, mais, dans ces raccords, les demi-colliers présentent des surfaces intérieures parfaitement cylindriques, si l'on fait abstraction dans certains cas de légers arrondis qui sont nécessités par la fabrication par moulage de ces demi-colliers, et, dans certains cas, la garniture d'étanchéité présente, au niveau du plan de j-oint, au moins un bourrelet longitudinal extérieur qui est serré entre les extrémités en regard des deux demi-colliers situées du côté--des moyens de serrage. Dans le cas ot le serrage du collier est obtenu à l'aide de boulons coopérant avec des brides dont sont munies les extrémités des demi-colliers, le ou les bourrelets de la garniture sont serrés entre ces brides. Or, avec de tels demi-colliers, lorsqu'on assemble et serre l'ensemble du raccord de façon à obtenir l'étanchéité voulue, ces demi-colliers ont tendance penetrer dans la ou les parties de la garniture déplacées suivant le plan de joint et notamment dans son ou ses bourrelets, entraînant de ce fait une usure nuisible, sans par contre parvenir à s'opposer au décollement de la garniture par rapport aux pie ces tubulaires. C'est pourquoi la présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et à cet effet elle a pour objet un raccord du type précité, caractérisé en ce que les demi-colliers présentent chacun, dans le sens circonférentiel, une partie centrale en portion de cylindre prolongée tangentiellement et au moins d'un côte par une partie laterale plane èt la qarniture sente, suivant un plan diamétral et au moins d'un côté, une sur paisseur délimitée par deux parties planes raccordées entre elles et qui prolongent chacune tangentiellement la surface extérieure cylindrique générale de la garniture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés qui sont donnes à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels la Fig. 1 représente une vue en élévation et éclatée élévation d'un raccord suivant un premier mode de réalisation conforme à l'invention; la Fig. 2 représente une vue en perspective de ce meme raccord; la Fig. 3 représente une vue en coupe axiale et partielle de ce meme raccord à l'état assemblé sur deux tuyaux à extrémités lisses, la coupe étant prise suivant une ligne correspondant à la ligne 3-3 de la Fig. 1; la Fig. 4 représente une vue analogue-à celle de la Fig. l pour un raccord suivant un second mode de réalisation conforme à l'invention et dont seul le collier de serrage est représenté;; la Fig. 5 représente une vue en perspectivet et #brtiélfé de ce collier de serrage; la Fig. 6 r##p)rés#nte une vue en pê'rspective et partielle d'un autre collier de serrage appartenant à un raccord suivant un troisième mode de réalisation conforme à l'invention. Le raccord représenté par les Fig. 1 à 3 comprend une garniture d'étanchéité 1 et un collier de serrage 2 constitué de deux demi-colliers 3 et 4 munis d'un boulon de serrage 5. La garniture 1 est réalisée en une matière élastique telle que par exemple un élastomère et les demi-colliers sont réalisés en une matière rigide telle que par exemple de la fonte coulée. La garniture d'étanchéité l présente la forme générale d'un manchon cylindrique d'axe X-X. Ce manchon présente des surfaces principales cylindriques intérieure 6 et#extérieure 7 et son épaisseur est de l'ordre de grandeur du 1/20 de son rayon, sa longueur dans le sens axial étant par ailleurs de ltordre de grandeur de ce rayon Les deux#surfaces imterieure 6 et extérieure 7 présentent chacune un nombre impair, par exemple au nombre de sept, de saillies ou bourrelets annulairesiymetriquement répartis sur la longueur du manchon, ces bourrelets étant disposés dans des mêmes plans perpendiculaires à I'axeX-X et les uns intérieurs 8 et les autres extérieurs 9.A ltexception du bourrelet intérieur central 10 qui présente une section rectangulaire et une dimension radiale double, tous ces bourrelets présentent une section trapézoîdale dont 1 t inclinaison des flancs est de l'ordre de 20 à 300 et dont lrespacement~ainsi que la hauteur#et la dimension axiale moyenne est de l'ordre de grandeur de ltépaisseur du manchon. La surface extérieure 7 de ce manchon est symétrique par rapport à un plan diamétral P-P et présente de chaque côté de ce plan une partie centrale cylindrique 11 s'étendant sur environ 1200 et qui est prolongée tangentiellement de part et d'autre par deux parties latérales#planes 12. Ces parties planes 12 se raccordent deux à deux dans le plan P-P suivant des arêtes 13, délimitant ainsi sur la garniture deux surépaisseurs 14 diamétralement opposées et de forme triangulaire. L'étendue des bourrelets annulaires extérieurs 9 est limitée aux deux parties cylindriques 11 alors que les bourrelets intérieurs 8 et la nervure intérieure centrale 10 sont parfaitement de révolution. Chacun des demi-colliers de serrage 3 et 4 comprend une partie centrale cylindrique 15 de même étendue angulaire que les parties cylindriques 11 de la garniture et de courbure Ïéqère- ment supérieure à celle de ces parties 11, cette partie centrale étant prolongée tangentiellement de part et d'autre par deux parties latérales de forme générale plane, 16 et 17 pour le demi-collier 3 et 18 et 19 pour le demi-collier 4. L'épaisseur de ces demi-colliers est de l'ordre de grandeur du double de celle du manchon de la garniture 1.Les parties latérales 16 et 18 des deux demi-colliers sont conformées de façon à constituer une charnière, la partie 16 se terminant par une patte 20 qui est inclinée d'environ 1200 vers l'exté- rieur par rapport à cette partie 16 et s'étend sur toute sa longueur et dans laquelle est ménagée une lumière longitudinale 21,tandis que la partie 18 se prolonge, sur la partie centrale de sa longueur, par un crochet 22 coudé à environ 90C vers l'extérieur et de longueur inférieure à celle de la lumière 21.Du côté opposé, la partie latérale 17 est découpée, sur la partie centrale de sa longueur, et repliée vers l'extérieur 'de façon à constituer une patte 23 à peu près radiale, tandis que la partie latérale 19 du demi-collier 4 est également prolongée, dans sa partie centrale dans le sens axial, par une autre patte extérieure 24 également à peu près radiale. Ces deux pattes 23 et 24 présentent des trous 25 et 26 et la patte 24 présente sur sa face extérieure et de part et d'autre du trou 26 deux saillies longitudinales 27 et 28. Chacun des deux demi-colliers présente par ailleurs sur la surface intérieure de sa partie centrale 15, quatre bossages 29 approximativement en forme de tronc de pyramide et disposés au sommet d'un rectangle, symétriquement par rapport aux deux plans de symétrie généraux du demi-collier, la distance e - entre les faces extérieures de deux bossages alignés axialement étant exactement égale à la distance entre les faces en regard des deux bourrelets extérieurs 9 de la garniture 1 situés immédiatement de part et d'autre du bourrelet central 9. La face extérieure 30 du crochet 2a-du demicollier 4 présente enfin une forme bombée à peu près cylindrique d'axe perpendiculaire à l'axe de la partie cylindrique 15. Le raccord ainsi décrit est destiné à hêtre monté sur deux pièces tubulaires ou tuyaux 31 et 32 à extrémité lisse et les dimensions de ce raccord sont prévues pour pouvoir en permettre l'adaptation sur des tuyaux d'un diamètre déterminé, aux tolérances de fabrication près de ces tuyaux. Ceci signifie que, compte tenu également des tolérances de fabrication des demi-colliers de serrage 3 et 4, le diamètre intérieur des bourrelets 8 et le diamètre extérieur des bourrelets 9 sont respectivement l'un suffisamment inférieur au plus grand diamètre possible des tuyaux 31 et 32 et l'autre suffisamment supérieur au plus petit diamètre possible des demi-colliers pour que, lors de l'assemblage et du serrage de l'ensemble, les bourrelets 8 et 9 subissent une compression radiale entre les tuyaux et les demi-colliers. Le montage de ce raccord s'effectue de la façon suivante On enfile tout d'abord la garniture d'étanchéité 1 sur l'extrémité lisse de l'un 31 des tuyaux joindre jusqu'à ce que la tranche de ce tuyau soit au contact de la nervure centrale intérieure 10 de la garniture On enfile ensuite l'extrémité lisse de l'autre tuyau 32 à l'autre bout de la garniture 1 jusqu a ce que également sa tranche d'extrémité vienne au contact de la nervure 10. Celle-ci s t interpose ainsi entre les tranches d'extrémité des deux tuyaux et évite tout contact entre ceux-ci tout en assurant l'étanchéité entre eux.On amène alors les deux demi-colliers3 et 4 face face et de part et d'autre de la garniture 1, de façon qu'ils chevauchent celle-ci et que leurs extrémités se fassent face. On engage alors le crochet 22 à l'intérieur de la lumière 21 et derrière la patte 20 de façon à articuler les deux demi-colliers entre euxà la façon d'une charnière. On centre alors# axialement le collier ainsi assemblé par rapport à la garniture en encastrant les bossages 29 entre les deux bourrelets 9 de la garniture situés de part et d'autre du bourrelet central 9 . On applique alors les deux demi-colliers contre la garniture en refermant la char nière 20-25 de façon que les deux parties latérales de la partie --17 du demi-collier 3 viennent se placer de part et d'autre de la patte 24 du demi-collier 4 et que les deux pattes 23 et 24 se trouvent ainsi pratiquement en regard l'une de l'autre.On met alors en place le boulon 5 à travers les trous 25 et 26 de ces deux pattes et on procède#au serrage du collier à l'aide de ce boulon, ce serrage comprimant alors progressivement la garniture 1 entre le collier et les extrémités du tuyau 31 et 32. Les saillies 27 et 28 de la patte. 24 servent à bloquer en rotation le boulon 5. Les avantages que présenter entre autres, ce rac cord sont les suivants Les parties latérales planes 16, 17, 18 et i9 des deux demi-colliers épousant exactement la forme des flancs inclines 12 des saillies longitudinales 14 de la ganiture; le serrage progressif du collier s'effectue sans aucun décollage de la garniture par rapport aux extrémités de tuyau 31 et 32. La matière des saillies 14 ne peut fluer ni dans l'interstice restant entre les pattes #23 et 24 rapprochées, mais non jointives, du collier, même aprds serrage. de ce dernier, ni l'interieur de la charnière 20-22 située du côté opposé. Par ailleurs, au moment du serrage, les bourrelets annulaires 8 et 9 de la garniture travaillent individuellement en compression radiale. La garantie de l'étanchéité est encore assurée par la relative flexibilité du collier qui entre en jeu lors du serrage du boulon et qui permet de répartir sur toute la péri-- phérie la compression de la garniture, ainsi que par la présence des bourrelets 8 et 9 qui réduisent l'effort nécessaire#-au serrage pour obtenir la compression radiale désirable pour réaliser l'étanchéité. Il convient en outre de remarquer que les bossages de centrage 29 ne nuisent nullement aux possibilités de flexion du collier. Ils présentent au contraire le grand avantage d'éviter la rigidité excessive habituelle qu'offrent dans le sens transversal les demi-colliers de certains raccords connus qui présentent des moyens de centrage intérieurs, annulaires et continus, coopérant avec des éléments annulaires de forme complémentaire prévus sur la garniture. A la différence de ces raccords connus, le présent raccord peut s'adapter aisément sur des tuyaux ovalisés ou présentant, entre eux, un léger épart de diamètre. Quant à la forme bombée de la surface 30 du crochet 22 du demi-collier 4, elle permet très avantageusement d'assembler, tout en conservant une très bonne étanchéité, deux tuyaux de diamètres relativement différents, appartenant par exemple aux deux extrémités du domaine de tolérance de la fabrication de ces tuyaux. Le collier se déforme en effet dans ce cas en prenant une forme légèrement tronconique par rapport à l'axe X-X et en comprimant légèrement plus la garniture l du côté du tuyau de diamètre le plus faible. Il ne peut par ailleurs exister aucun risque d'inversion des deux demi-colliers au montage, ces derniers étant su#ffisamment dissymétriques pour l'éviter. On remarquera encore la facilité avec laquelle on peut mouler les demi-colliers, par exemple en fonte , ce moulage pouvant en effet se faire sans noyau, donc à un prix de revient plus faible. Quant au montage articulé des deux demi-colliers l'un sur l'autrç, il permet de disposer le raccord sans difficulté sur deux éléments d'une tuyauterie difficilement accessible d'un côté, par exemple disposée à l'intérieur d'une gaine et plus particulièrement lorsque cette tuyauterie est située dans un angle. L'espace nécessaire au montage du joint est en effet très réduit en raison du débattement angulaire très faible des deux demicolliers nécessaire au montage de leur articulation. Le mode de réalisation des Fig. 4 et 5 ne diffère de celui des Fig. 1 à 3 qu'en ce qui concerne ltarticulation des deux demi-colliers 3a et 4a l'un sur 'autre. Dans ce cas en effet, le crochet unique 22 est remplacé par deux cochets 22a identiques entre eux; ces crochets sont disposés saune certaine distance l'un de l'autre le long de la partie latérale plane 18 du crochet 4a et chacun d'eux présente par ailleurs deux becs d'accrochage 33 disposes à la-suite l'un de autre sur sa longueur. Quant la patte 20 et à sa lumière 21, elles sont remplacées par deux pattes 20a en forme de L dont-le jambage 34 est disposé dans un plan transversal à l'axe X-X et se raccorde par son extrémité libre-à la partie latérale plane 16 du demi-collier 3a, à une certaine distance de l'extrémité de celle-ci et en faisant avec sa surface un angle d'environ 200, le- pied 35 du L étant quant à lui dirigé axialement; les deux pattes 34 sont disposées l'une par rapport à l'autre à la même distance relative que les crochets 22a, mais sont légèrement décalées dans le sens axial par rapport à ces crochets. Ainsi, pour le montage de l'articulation, les crochets 22a sont amenés sur le côté, dans le sens axial, des pattes 20a,puis ils sont introduits p#ar un mouvement de translation axial derrière les pieds des pattes 20a, de façon que soit leurs becs inférieurs, soit leurs becs supérieurs viennent s'appuyer au-dessus de ces pieds.Cette double possibilité permet de faire varier le serrage du collier, ce qui rend le raccord facilement adaptable aux variations de dimensions des tuyaux-dues aux tolérances, tout en n'ayant à visser qu'un boulon de longueur rèlativement faible; en raison de la simplicité de l'accrochage, il est en effet possible, avant d'engager le boulon, de procéder à un essai pour trouver celle des deux positions qui convient le mieux Le mode de réalisation de la Fig. 6 ne diffère enfin de celui des Fig. 1 à 3 qu'en ce que le crochet 22b du demicollier 4b présente -non pas un seul bec, mais deux becs dtaccrocha- ge 3-3 analogues b ceux aflalogues å ceux du mode de réalisation des Fig. 4 et 5, ces deux becs coopérant au choix avec la lumière 21b de la patte 20b du demi-collier 3b de façon à constituer une arti-culation à deux positions. Il est bien évident que sans sortir du cadre de la présente invention, il est possible d'apporter aux modes de réalisation qui viennent hêtre décrits diverses variantes de détail. C'est ainsi par exemple que le collier, au lieu d'être moulé en fonte peut être réalisé en un autre métal ou encore en matière plastique; il faut en particulier remarquer que, lorsqu'un collier est réalisé en matière plastique, le dégré de finesse qu'il est possible d'obtenir dans les formes permet de réaliser, si nécessaire, des becs d'accrochage beaucoup plus rapprochés et par conséquent en plus grand nombre de façon obtenir une plus grande souplesse de réglage. De même, le raccord peut être utilisé sur n-'importe quelles pièces -tubulaires en matière rigide, qu'elles soient métalliques, en matière plastique ou à base de produits minéraux tels que du mortier de ciment, armé ou non d'amiante; il suffit pour cela d'adapter ses dimensions aux caractéristiques des matières utilisées par ces pièces. - REVENDICAT-lONS 1.- Raccord du type comprenant une garniture d'é- tanchéité en matière élastique et en forme de manchon cylindrique dans l'ensemble et un collier de serrage en matière rigide entourant cette garniture et constitué de deux-demi-colliers équipés, au moins d'un côté et à ilendroit de leur plan de joint, de moyens de serrage, caractérisé en ce que les demi-colliers (3-4) présentent chacun, dans le sens circonférentiel, une partie centrale (15) en portion de cylindre prolongée tangentiellement et au #moins d'un#côté par une partie latérale plane (16-17, 18-19) et la garniture (i) présente, suivant un plan diamétral et au moins d'un côté, une surépaisseur extérieure (14) délimitée par deux parties planes (12) raccordées entre elles et qui prolongent chacune tangentiellement la surface extérieure cylindrique générale (11~5 de la garniture. 2.- Raccord suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parties planes (12) de la garniture (1) sont raccordées entre elles suivant une arête commune (13). 3.- Raccord suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les parties latérales planes (16, 17, 18,19) des demi-colliers (3-4) et les parties planes (12) de la garniture (I) correspondent chacune, dans le sens circonfé rentiel, à un arc drenviron 300. 4.- Raccord suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans le cas ot la surface intérieure du collier de serrage (3-4) et la surface extérieure (7) de la garniture (1) présentent l'une et l'autre, à la façon connue, des moyens (9, 29) de positionnement mutuel dans le sens axial, disposés suivant au-moins un plan moyen transversal, ceux (29) du collier (3-4) sont constitués par des saillies espacées entre elles suivant-ce plan. 5.- Raccord suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la garniture (1) présente sur sa surfaceextérienre (7) des bourrelets (9) en saillie radiale dans des plans transversaux et espacés entre 'eux dans le sens axial. 6.- Raccord suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits bourrelets (9) de forme générale annulaire nes'-étendent que sur les parties cylindriques t11) de la surface extérieure (7) de la garniture (1). 7.- Raccord suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la garniture (1) présente sur sa surface intérieure (6) des bourrelets (8) en saillie radiale dans des plans transversaux et espacés entre eux dans le sens axial. 8.- Raccord suivant la revendication 5/lorsqu'elle dépend de la revendication 4, caractérisé en ce que les saillies (29) du collier (3-4) sont disposées dans deux plans transversaux dont la distance est telle que ces saillies s'appuient axialement, les unes dans un séns, les autres dans l'autre, sur deux des bourrelets (9) de la garniture (1). 9.- Raccord suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, à la façon connue, les deux demi-colliers~(3-4) ne présentent des moyens de serrage (5) que d'un côté tandis que de l'autre côté ils présentent des moyens 20a#22a (21-22, 20a-22a, b b d'articulation (21-22, , 21b-22b). 10.- Raccord suivant la revendication 9, caractérisé en ce que, dans le cas où les moyens d'articulation (21-22) comprennent un crochet (22) qui traverse une lumière (21) d'une patte (20) pour s'appuyer derrière celle-ci, la face d'appui (30) de ce crochet (22) sur cette patte (20) présente une surface arrondie convexe suivant le sens axial.