Brevet FR2220035A1 — publié le 19740927

L'invention est relative à un joint d'étanchéité en un matériau élastique pour tuyaux à assemblage par emboîtement,- comportant un élément d'appui sensiblement cylindrique qui doit être repoussé contre la paroi du manchon, peut s'engager par son bord avant autour du bord frontal du manchon et est muni, en arrière de celui-ci, d'une bague en saillie radiale vers l'intérieur, qui est pliée contre la paroi interne de l'élément d'appui cylindrique lors de l'emboîtement du bout mâle du tuyau céramique et porte une surépaisseur sur son bord intérieur. Un joint d'étanchéité de ce genre est décrit dans la demande de brevet hollandais NO 6713728 ; l'invention a pour but de perfectionner un joint dtétanchéité de ce genre, soumis à des manipulations brutales lors de sa mise en place et pouvant supporter de grands efforts à l'état monté, afin qu tune bonne étanchéité demeure assurée, même dans des conditions extrêmes, sans augmentation exagérée des frais de fabrication et de montage du joint Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la surépaisseur du bord intérieur s'étend vers l'intérieur à partir de la surface annulaire extérieure radiale et que la paroi interne de l t élément d'appui cylindrique est munie sur tou-t son pourtour de saillies ou de rugosités, au moins dans la zone destinée a venir au contact de la surépaisseur du bord intérieur de la bague lors de l'emboîtement du bout mâle. A ltintroduction du bout mâle, la surépaisseur du bord est repoussée sur une large surface en direction de ltélément d'appui cylindrique et est bloquée entre les saillies ou les rugosités sur la paroi interne dudit élément, son côté effilé subissant ainsi un frottement tel que tout déplacement longitudinal ultérieur est r#endu impossible. La pression exercée sur la pointe de la surépaisseur du bord intérieur assure de plus, indépendamment des tolérances existantes, un raccordement parfait de la paroi externe de ltélément d'appui cylindrique à la paroi du manchon. La surépaisseur du bord intérieur s'eten- dant axialement vers l'interieur peut présenter une forme quelconque, tandis que les rugosités peuvent constituer, par exemple, un dessin régulier de cannelures, ou que les saillies peuvent être formées de protubérances rondes dispersées ou de parties de nervures dispersées. Dans une forme de réalisation très favorable, le renflement du bord intérieur ou la surépaisseur analogue de la bague présente une section générale anguleuse ou semicirculaire, et la paroi interne de l'élément d'appui cylindrique est pourvue, au moins dans la zone de contact avec la surépaisseur du bord intérieur, de nervures radiales destinées au logement et au blocage du côté effilé radialement de la section de la surépaisseur du bord intérieur.La section de la surépaisseur du bord intérieur de la bague a, de préférence, la forme d'un triangle sensiblement équilatéral, avec un angle au sommet tronqué ou arrondi dont la base coïncide avec la face radiale de la bague, tandis que la distance comprise entre les nervures radiales parallèles continues sur tout le pourtour correspond au sommet du triangle. On obtient de cette manière un joint d'étanchéité facile a fabriquer, qui peut s'enfoncer profondement par la pointe de la surépaisseur du bord intérieur dans la paroi interne nervurée de l'élément d'appui cylindrique et former ainsi en même temps une seule masse, tandis qu il existe, de l'autre côté de la pointe, une base large pour repousser la pointe et fermer le tuyau. Selon une autre caractéristique de 1 t in- vention, visant à allonger encore davantage de manière simple la surface d'étanchéité du côté du bout mâle, la surépaisseur du bord intérieur peut être munie d'une levre périphérique, orientée en oblique vers l'extérieur et dont la face interne est dans l'alignement de la face interne de la surépaisseur du bord. Afin que l'élément d'appui cylindrique puisse exercer une pression radiale supplémentaire sur la paroi interne du manchon à la hauteur du point d'attaque de la pression de la surépaisseur du bord, pour garantir à tout moment I'obtra- tion nécessaire, même dans des tuyaux de gros diamètre sous des pressions élevées et même si les conditions d'étanchéité imposées sont sévères, il est possible, conformément à l'invention, de munir la paroi de l'élément d'appui cylindrique, a l'emplacement destiné à venir au contact de la pointe de la surépaisseur du bord intérieur de la bague, sur la face externe, d'au moins une bague compressible élastiquement et ressortant vers l'extérieur d'une gorge de logement radiale complémentaire, ladite bague possédant de préférence une section circulaire ou ovale.Par ce moyen, l'armature du joint d'étanchéité, jusqu'à présent indispen sable pour des tuyaux de gros diamètre et des forces élevées, peut être supprimée. Une étanchéité supplémentaire en direction longitudinale des tuyaux assemblés peut être obtenue, selon l'invention, grâce au fait que la longueur axiale de l'élément d'appui cylindrique est plus petite que la profondeur du manchon du tuyau auquel est destiné le joint d'étanchéité, et que l'élé- ment d'appui cylindrique possède, sur sa face arrière tournée vers l'extrémité du manchon, une deuxième bague en forme de lèvre en saillie radiale vers l'intérieur. Le liquide fuyant le cas échéant vers ltextérieur le long du bout mâle repousse alors de façon étanche cette deuxième bague contre la paroi du bout mâle. Pour améliorer encore davantage l'étanchéité, il est possible, en cas de besoin, de prolonger en forme de lèvre la paroi de l'élément d'appui cylindrique à l'emplacement de la deuxième bague en forme de lèvre. Les parties en forme de lèvres perpendicu lires entre elles sur 12 face arrière du joint d'étanchéite peuvent être de plus conformées de façon à constituer, à l'état monté dans les tuyaux, une cannelure de forme générale en U, dont les flancs sont repoussés élastiquement contre la paroi externe du bout mâle et contre la paroi interne du manchon. La forme en U augmente la résistance à la flexion des flancs l'un vers l'autre et l'eau pénétrant le cas échéant vers l'intérieur sur le bout mâle dans l'interstice subsistant entre le bout mâle et le manchon écarte ces flancs l'un de l'autre, ce qui exclut radicalement tout risque de fuite en direction de la première bague d'étanchéité repliée contre l'élément d'appui cylindrique. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné a titre d'exemple non- limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente en coupe axiale un joint d'étanchéité conforme à l'invention, qui est muni, du côté droit de la figure, d'une bague d'étanchéité extérieure spéciale. La figure 2 est une coupe de la m#oitié gauche de la figure 1, à l'état monté, avec un bout mâle emboîté dans le joint d'étanchéité. Le joint d'étanchéité représenté comprend un cylindre d'appui 1 en un matériau élastique, qui est repoussé contre la paroi cylindrique du manchon 16, par l'intermédiaire de nervures d'étanchéité périphériques 3, exerçant une pression lors du montage du joint dans le manchon 16 d'un tuyau céramique ou en matière plastique, par exemple. Le bord supérieur 4 du joint d#'étanchéité vient alors s'engager autour du bord frontal 17 du manchon. A l'arrière, le joint d'étanchéité se termine par une lèvre périphérique 6. Le joint d'étanchéité possède de plus deux bagues d'étanchéité 5 et 7 s'étendant radialement vers l'intérieur, la bague 7 étant prévue directement derrière le bord supérieur. Cette bague 7 est munie d'une surépaisseur 12 de son bord intérieur avec une lèvre périphérique 13. La surépaisseur 12 dont la face supérieure est désignée par 14, présente en section la forme d'un trapèze sans la lèvre périphérique 13 dans 1' exemple représenté. Lors de l'emboîtement du bout mâle 15, les bagues d'étanchéité 7 et 5 sont repliées de la façon représentée dans la figure 2 et repoussées en direction de la paroi du manchon, de sorte que la surépaisseur 12 est bloquée à force contre et entre des nervures élastiques 2 disposées en cercles sur la face interne du cylindre d'appui 1 (figure 2), ce qui empêche tout déplacement ultérieur de la surépaisseur 12 par rapport à la paroi du cylindre 1. La distance axiale entre les nervures 12 peut être choisie en concordance avec la largeur de la face supérieure 14 pour tenir compte de cet engagement. La surépaisseur 12 peut également présenter en section la forme générale d'un triangle, par exemple, et s'engager par sa pointe, éventuellement arrondie, entre les nervures 2. Au cours de l'emboîtement du bout mâle, la lèvre périphérique 6 de la bague 5 est repliée en U (figure 2). L'eau s'échappant éventuellement du tuyau dans l'interstice entre le manchon et le bout mâle, écarte alors l'une de l'autre les deux branches 5,6 de l'U et les repousse contre les parois respectives, de sorte qu'une étanchéité supplémentaire est obtenue. Une bonne application est assurée par le fait que la lèvre périphérique 6 peut prêter légèrement vers l'extérieur par rapport à la paroi externe du cylindre. La bague 5 peut être munie également le cas échéant d'une surépaisseur de son bord intérieur. Il y a lieu de signaler que, pour obtenir une étanchéité efficace supplémentaire, il suffira souvent en pratique de ne prévoir que la deuxième bague d'étanchéité 5, la lèvre périphérique 6 pouvant être supprimée alors sur le cylindre d'appui. En vue d'un emboîtement souple et centré du bout mâle et du pliage des bagues 5 et 7 qui l'accompagne, la paroi du cylindre d'appui 1 est amincie en 19 Cet amincissement permet au bout mâle de pivoter légèrement par rapport au manchon enterré, sans que les autres parties du cylindre d'appui 1 ne s'écartent de la paroi du manchon, mettant ainsi en danger l'étanchéité. Pour des efforts très grands, par exemple pour des tuyaux de diamètre supérieur à 200 nm ou soumis à des pressions élevées, il peut être souhaitable de disposer, sur la face externe du cylindre d'appui 1, dans la zone de la surépaisseur annulaire d'application 12, en plus des nervures extérieures 3 ou à la place de celles-ci, un organe supplémentaire fournissant une contre-pression radiale et répartissant la pression sur toute la paroi du manchon, comme représenté à droite dans la figure 1. Cette bague circonférentielle 18, exécutée en un matériau élastiquement compressible, par exemple en caoutchouc à alvéoles fermés, de section avantageusement circulaire ou ovale, est logée dans une gorge de la paroi qui contient au moins la moitié de la bague à l'état non comprimé. Le joint d'étanchéité conforme à l'in- vent ion est en mesure de compenser efficacement toutes les aspérités et tolérances dans le diamètre et ltépaisseur des tuyaux, ainsi que de supporter des efforts radiaux élevés de flexion et de torsion, sans que le joint d'étanchéité ne puisse se déplacer le long des tuyaux. S'il se produit néanmoins une fuite accidentelle sur la bague d'étanchéité 5, 6 en U, cette fuite est arrêtée suffisamment par la lèvre périphérique 13 repoussée contre la paroi du bout mâle et par la masse d'étanchéité constituée par la paroi 1 et la surépaisseur 12 serrées l'une sur l'autre. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité en un matériau élastique pour tuyaux à assemblage par emboîtement, comportant un élément d'appui sensiblement cylindrique qui doit être repoussé contre la paroi du manchon, peut s'engager par son bord avant autour du bord frontal du manchon et est muni, en arrière de celui-ci, d'une bague en saillie radiale vers l'intérieur, qui est pliée contre la paroi interne de l'élément d'appui cylindrique lors de l'emboîtement du bout mâle du tuyau céramique et porte une surépaisseur sur son bord intérieur, ledit joint d'étanchéité étant caractérisé en ce que la surépaisseur du bord intérieur (12) s'étend vers l'intérieur à partir de la surface annulaire extérieure radiale (7) et en ce que la paroi interne de l'élément d'appui cylindrique (1) est munie sur tout son pourtour de saillies ou de rugosités, au moins dans la zone destinée à venir au contact de la surépaisseur du bord intérieur de la bague lors de l'emboîtement du bout mâle (15). 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surépaisseur du bord intérieur (12)de la bague (7) présente une section générale anguleuse ou semi-circulaire, et en ce que la paroi interne de l'élément d'appui cylindrique (1) est pourvue, au moins dans la zone de contact avec la surépaisseur du bord intérieur, de nervures radiales (2) destinées au logement et au blocage du côté effilé radialement (14) de la section de la surépaisseur du bord intérieur. 3. Joint d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la section de la surépaisseur du bord intérieur (12) de la bague (7) présente la forme d'un triangle sensiblement équilatéral, avec un angle au sommet tronqué ou arrondi, dont la base coincide avec la face radiale de la bague (7), tandis que la distance comprise entre les nervures radiales parallèles (2) continues sur tout le pourtour correspond au sommet du triangle. 4. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surépaisseur du bord intérieur (12) est munie d'une lèvre périphérique (13) orientée en oblique vers l'extérieur, dont la face interne est dans l'alignement de la face interne de la surépaisseur du bord (12). 5. Joint d'étanchéité selon ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi de l'élément d'appui cylindrique (1) est munie, à l'emplacement destiné à venir au contact de la pointe (14) de la surépaisseur (12) du bord intérieur de la bague (7), sur la face externe, d'au moins une bague (18) compressible élasti- quement et ressortant vers l'extérieur d'une gorge de logement radiale complémentaire, ladite bague possédant de préférence une section circulaire ou ovale. 6 Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur axiale de l'élément d'appui cylindrique (1) est plus petite que la profondeur -du manchon du tuyau auquel est destiné le joint d'étanchéité, et en ce que l'élément d'appui cylindrique (1) possède, sur sa face arrière tournée vers l'extrémité du manchon, une deuxième bague en forme de lèvre (5) en saillie radiale vers l'intérieur. 7. Joint d'étanchéité selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi de l'élément d'appui cylindrique (1) est prolongée en forme de lèvre à l'emplacement de la deuxième bague en forme de lèvre (5). 8. Joint d'étanchéité selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les parties (5,6 > en forme de lèvres perpendiculaires entre elles sur la face arrière du joint d'étanchéité sont conformées de manière à constituer, à l'état monté dans les tuyaux, une cannelure de forme générale en U, dont les flancs (5,6) sont repoussés élastiquement contre la paroi externe du bout mâle (15) et contre la paroi interne du manchon (1 & .