Brevet FR2226611A1 — publié le 19741115

La présente invention concerne les raccords de tuyauterie et elle concerne plus particulièrement, dinde part la douille femelle d'un raccord à douille et à embout et d'autre part un procédé de montage d'un joint d'étanchéité dans la douille du raccord. Les raccords à douille et à embout sont couramment utilisés pour le montage de canalisations constituées par des tubes en matière plastique assemblés bout à bout. La douille du raccord qui peut faire partie intégrante de l'extrémité d'un tube ou qui peut être uil élément séparé rapporté sur cette extrémité est en général munie d'uni joint annulaire d'étanchéité ancré dans une gorge de sa surface intérieure. Un procédé classique de fabrication d'une telle douille consiste à déformer à chaud une extrémité d'un tube ou d'une pièce séparée de raccordement. A cet effet, on embatte dans l'extrémité chauffée du tube ou de la pièce un mandrin autour duquel ont préalablement été placés le joint d'étanchéité et sa ou ses bagues de retenue.De cette manière, l'extrémité chauffée du tube se dilate d'abord, puis on la resserre et le joint ainsi que les bagues de retenue restent prisonniers dans la gorge qu'ils ont formé dans la douille lorsqu'on l'a rétractée radialement sur le man driii. Ce procédé donne en général de bons résultats mais il a cependant certains inconvénients. Ainsi, par exemple, il est relativement lent, il est difficile de régler avec précision la température de la matière et par ailleurs, les douilles aisl- si formées sur les extrémités des tubes ne sont en général pas calibrées avec une précision suffisante et de ce fait de nombreuses pièces doivent être mises au rebut. Pour éviter ces in convénients, on a cherché à produire la douille en partie par un procédé classique de moulage par injection et en partie par un procédé classique de thermoformage. Plus particulièrement, le corps de la douille est moulé par injection sur du tube ou d'un élément intermédiaire rapporté sur le tube. Dans ce cas, la douille moulée comprend une jupe rectiligne dont le dinnlètre intérieur est plus grand que le diamètre du tube lui-même. un emboîte un joint d'étanchéité suivi d'une bague annulaire de retenue dans la jupe cylindrique, puis on chauffe l'extrémité de la jupe et on la rétreint radialement devant la bague de retenue pour que le joint et la bague soient verrouillés axialement dans la douille. Ce procédé donne également des résultats acceptables. Par ailleurs, les brevets des Etats-Unis d'knérique no 2 157 008, 2 272 811, 2 398 399, 2 443 145, 2 458 874 et 3 091 483 décrivent également des procédés de montage d'un joint d'étanchéité dans la douille femelle d'un raccord de ce type. Cependant, le procédé de l'invention diffère sensiblement des procédés classiques, comme on le verra ci-après, et il permet de produire des douilles de meilleure qualité et plus précises que les douilles fabriquées selon les procédés connus. L'invention a donc pour objet un procédé simple, efficace et économique de verrouillage d'un joint annulaire d'étanchéité dans l'élément femelle de raccord de tuyauterie, consistant à assembler deux éléments fabriqués séparément et qui, une fois assemblés, tiennent le joint et ne peuvent se séparer ac ci dentellement. La douille femelle du raccord de l'invention comprend une section creuse ou jupe orienté-e axialement, ayant une surface intérieure cylindrique et une extrémité avant libre dans laquelle s'engage l'embout mâle du raccord, un épaulement radial intérieur se raccordant à la surface intérieure de la section creuse et espacé de l'extrémité avant libre de celle-ci, un joint annulaire disposé concentriquement dans la section creuse entre son extrémité avant libre et llépaulement et assurant lté- tanchéité autour de l'embout mâle lorsqu'il est engagé dans la douille, un prer.#ier coté du joint étant voisin de l'épaulement et étant soumis à la pression interne du tube et son autre coté étant sournis à la pression extérieure, un organe de retenue disposé concentriquement dans la section creuse entre son extrémité libre et le joint, le second coté du joint étant au voisinage de l'organe de retenue, et plusieurs crans annulaires accouplant l'organe de retenue à la section creuse et empêchant cet élément de se déplacer axialement par rapport à l#épaule ment, ces crans annulaires étant disposés du côté du joint qui est soumis à la pression extérieure de manière qu'ils n'aient pas à supporter la pression interne du tube. La douille de se secaractérise en ce que les crans annulaires comprennent une première série de gorges et de nervures annulaires alternées# réalisées dans la surface intérieure de la section creuse, entre le joint et son extrémité libre, et un second jeu de gorges et de nervures annulaires alternées réalisées sur la surface extérieure de l'organe de retenue, ces deux jeux de gorges et de nervures se verrouillant l'un dans autre. L'invention a également pour objet un procédé de façonnage de la douille de l'élément femelle en matière plastique dlun tel raccord. Il consiste à former dans l'extrémité de l'é- lément femelle une section tubulaire ayant une surface intérieure cylindrique, un épaulement espacé de cette extrémité libre et orienté radialement vers l'intérieur sur la surface intérieure cylindrique et plusieurs gorges annulaires voisines les unes des autres, disposées entre l'épaulement et l'extrémi- té libre de l'élément, à embofter le joint annulaire d'étanchéité dans la section tubulaire, entre l'épaulement et l'extrémité libre et a le positionner de manière que son premier caté soit voisin de l'épaulement et soit soumis à la pression interne du raccord, tandis que son second caté est soumis à la pression extérieure, à former une bague annulaire de retenue dont la surface extérieure comporte plusieurs ondulations annulaires voisines, et à emboîter la, bague de retenue dans l'extrémité libre de la section tubulaire de manière que les ondulations de la bague de retenue s'elaboîtent dans les gorges annulaires complémentaires de lu surface intérieure de la section tubulai- re. Ce procédé se caractérise en outre en ce que le diamètre extérieur des ondulations de la bague de retenue est légè cernent supérieur au diamètre intérieur des gorges de I'extrémi- té de la section tubulaire. L'inventiorl sera décrite en détail ci-après en regard du dessin annexe a titre d'exernlple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une coupe axiale éclatée de la douille femelle du raccord de l'invention ; et la figure 2 est une coupe à grande échelle représentant le raccord assemblé dans lequel embout male d'un tube est esi- boité de manière étanche dans la douille femelle de l'extrémité du tube voisin. Sur ces deux figures, les éléments identiques sont identifiés par les memes repères. L'élément femelle 10 du raccord est en matière plastique, de préférence en chlorure de polyvinyle et il comprend une douille 12 solidaire de l'extrémité d'un tube ou d'une queue tubulaire fixée sur l'extrémité correspondant d'un tube. L'élément femelle comprend également un joint annulaire d'étanchéité 14 et une bague annulaire de retenue 16. La bague 16 est engagée dans la douille tubulaire et elle est verrouillée mécaniquement dans celle-ci. A cet effet, elle comporte des ondulations annulaires extérieures ancrées dans des gorges complémentaires de la surface intérieure de la douille et elle immobilise axialement le joint 16 dans cette dernière. Comme on le voit sur la figure 1, la douille 12 comprend un manchon cylindrique renflé 20 dont l'extrémité arrière se raccorde par une section tronconique 22 à l'extrénlité du tube 24 ou à la queue tubulaire de l'élément intermédiaire fixé sur l'extrémité du tube. De préférence, la douille 12 fait partie intégrante de l'extrémité du tube ou de la queue de l'élément intermédiaire.La partie avant de la douille 12 comporte une jupe tubulaire 26 dont les diamètres intérieur et extériel r sont respeetivement#plus grands que ceux du manchon 20. L'ex- trémité arrière do la jupe 26 qui est coaxiale au manchon 20 se raccorde à l'extrémité avant de celui-ci par une paroi radiale 28 qui forme un épaulement radial intérieur 30 dont la surface annulaire se raccorde à la surface intérieure de la jupe 26.Cet épaulement est espacé axialement de l'extrémité avant libre de la jupe 26 et il est orienté vers l'avant. De cette manière, la surface intérieure de la jupe 26 et la surface radiale de ltépaulement délimitent un logement annulaire 32 qui se prolonge jusqu'à l'extrémité avant de la douille et qui reçoit le joint d'étanchéité 14 et la bague de retenue 16. Au voisinage de l'extrémité avant du logement intérieur 32, la surface intérieure de la jupe 26 comporte plusieurs gorges annulaires voisines 34 dont les flancs délimitent des épaulements sensiblement perpendiculaires à l'axe de la jupe, sur tout le pourtour intérieur de celle-ci. Ces gorges constituent un des éléments de verrouillage mécanique qui solidarisent la bague de retenue 16 à la douille 12 après que le joint 14 a été embolté dans le logement annulaire 32 pour que ce joint soit immobilisé axialement dans la douille. Le joint d'étanchéité 14 est un joint annulaire classique qui a de préférence la section en trèfle représentée sur la figure 1 ou une autre section appropriée, éventuellement il peut être de forme toroldale. Dans tous les cas, ses dimensions doivent être telles qu'il est emboîté légèrement serré dans le logement 32 contre l'épaulement 30 ou au voisinage immédiat de celui-ci et que sa lèvre intérieure se prolonge vers l'axe audelà de la surface intérieure du.manchon 20 et soit serrée sur la surface extérieure de l'embout mâle lorsque ce dernier est engagé dans la douille. Bien entendu, ce joint est en matière élastique par exemple en caoutchouc. La bague de retenue 16 doit stemmancher ààforce dans la chambre 32, et sa section droite a de préférence la forme représentée sur la figure. 2. Elle peut être également d'une autre forme, et être par exemple carrée ou rectangulaire. Cependant, la bague doit pouvoir s'embolter dans la chambre 32 jus ce ceque sa face radiale arrière soit plaquée contre le joint ou soit au moins au voisinage immédiat de celui-ci lorsqu'il est dans le fond du logement 32. Par ailleurs, le diamètre intérieur de la bague 16 doit être suffisant pour que l'em- bout n'.'#e puisse stengager très librement dans la douille.Con formées à l'invention, la surface extérieure de la bague comporte plusieurs gorges circonférentielles voisines 36 dont les flancs délimitent des épaulements annulaires continus sensiblement perpendiculires à l'axe de la jupe 26. Ces gorges constituent le second élément de verrouillage mécanique qui coopère avec les gorges 34 de la douille. Plus particulièrement, les ondulations annulaires délimitées par les gorges 36 s'encastrent dans les gorges complémentaires 34 c'est-à-dire que les épaulements annulaires délimités par les gorges respectives s'appliquent les uns contre les autres de la manière représentée sur la figure 2.Le diamètre extérieur des gorges 36 de la bague est légèrement plus grand que le diamètre intérieur de la jupe 26, au voisinage des gorges 34 pour que la bague 16 s'emmanche à force dans l'extrémité de la douille. La figure 2 représente le raccord complet assemblé. Il comprend la douille 12 munie de son joint d'étanchéité 14 et de sa bague de retenue 16 ot l'embout mâle 38 qui est solidaire du tube voisin. Le montage de la douille s'effectue de la manière suivante. On embofte d'abord le joint 14 dans le logement annulaire 32 jusqu'à ce que son bord arrière vienne en contact ou au voisinage immédiat de l'épaulement 30. Ainsi, son bord arrière est soumis à la pression interne du tube et son bord avant est soumis à la pression extérieure.On emmanche ensuite à forcdia bague annulaire 16 dans l'extrémité avant de la chambre 32 jusqu'à ce que sa face arrière vienne en contact avec le bord avant du joint. il faut noter que, au moins la bague de retenue ou la jupe 20 doit avoir une élasticité suffisante pour que la bague puisse être emboîtée dans la douille avant que les ondulations formées par les gorges 34 et 36 se verrouillent les unes dans les autres, En effet, le diamètre extérieur de la bague de retenue étant légèrement plus grand que le diamètre intérieur de la jupe 26, la bague doit être emmanchée à force dans la douille. De préférence, la face arrière de la bague 16 comprend un chanfrein annulaire extérieur 37 qui facilite son entrée dans l'extrémité libre de la douille. Lorsque la bague est poussée axialement, les gorges 34 et 36 s'encastrent les unes dans les autres, et empêchent tout déplacement axial tif de la bague et de la douille. Le joint qui est ainsi intercalé entre l'épaulement 30 et la face arrière de la bague est immobilisé axialement. Ain- su salèvre intérieure se resserre radialement sur la surface extérieure de lterull)out l'embout mâle 38 et assure l'étanchéité du rac- cord. Dans certains cas, notamment lorsque la pression interne de la canalisation est élevée, on peut compléter ce verrouillage mécanique de la bague en la collant ou en la soudant dans la douille. Le dispositif de verrouillage mécanique, c'est-à-dire les gorges 34 et 36 est disposé du côté du joint 14 soumis à la pression extérieure. De cette manière, ce dispositif de verrouillage n'est pas soumis à la pression interne ce qui supprime les risques de fuite. En outre, ce dispositif de verrouillage est entièrement logé à l'intérieur de la douille et il est à l'abri des chocs risquant de créer un désalignement des éléments ou leur séparation totale. En outre, le dispositif étant à l'intérieur de la douille, il n'est pas nécessaire que celleci soit spécialement renforcée. De préférence, la douille 12 et la bague de retenue 16 sont en matière plastique et sont noulées par injection ou ther formées par un procédé classique. Enfin, la. douille peut faire partie intégrante de l'extrémité du tube ou être un élément séparé rapporté sur l'extrémité du tube par un moyen approprié. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux éléments ci-dessus, sans sortir du cadre de 1# invention. REVENDlCATIONtS 1. élément femelle en matière plastique d'un raccord de tuyauterie du type dit "à douille et à embout", cet élément femelle comprenant une section axiale creusegayant une surface intérieure cylindrique et une extrémité libre ouverte destinée à recevoir l'extrémité mâle du raccord, un épaulement radial intérieur se raccordant à la surface intérieure de la section creuse à une certaine distance de son extrémité libre, un joint annulaire étant embotté dans la section creuse, entre son extrémité libre et l'épaulement, et assurant l'étanchéité autour de la surface extérieure de l'embout mâle, le joint ayant un premier côté voisin de l'épaulement et soumis à la pression interne de la canalisation et un second coté orienté vers trémité libre de la section creuse et soumis à la pression extérieure, une bague annulaire de retenue étant embossée dans la section creuse, entre son extrémité libre et le joint, et étant immédiatement voisine du second côté du joint, et plusieurs crans annulaires verrouillant la bague dans la section creuse et l'empeAchant de dese déplacer axialement par rapport à l'épaulement, les crans annul#ires étant disposés du côté du joint soumis à la pression extérieure et étant soustraits à la pression interne, cet élément femelle étant caractérisé en ce que les crans de verrouillage comprennent un premier jeu de gorges annulaires réalisées dans la surface intérieure de la section creuse, entre le joint et son extrémité libre, et un second jeu de gorges annulaires réalisées sur la surface extérieure de la bague de retenue, de manière que les ondulations annulaires formées par les gorges des deux jeux se verrouillent les unes dans les autres lorsque la bague de retenue est emboîtée à force dans l'extrémité li lare de la section creuse. 2. Elément femelle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche d'adhésif coopère avec les gorges pour verrouiller axialement la bague dc retenue dans la section creuse, cette couche d'adhésif étant disposée du côté du joint soumis à la pression extérieure et n'étant pas soumise à la pression interne de la canalisation. 3. procédé de fabrication de l'élément femelle d'un raccord selon l'une des revendications 1 ev 2, ce procédé consistant à former sur l'extrémité de l'élément femelle une section tubulaire ayant une surface intérieure cyl..##rique et un épaulement intérieur espacé de l' extrémité libre de cette section et se raccordant à sa surface intérieure et plusieurs pre mières gorges annulaires voisines disposées entre l'épaulement et ladite extrénité libre, à emboîter le joint d'étanchéité dans la section tubulaire de manière que son premier coté soit voisin de l!épaulement et soit soumis à la pression interne du raccord et que son second côté soit orienté vers l'extrémité libre de la section tubulaire et ne soit soumis qu'à la pression extérieure du raccord, à réaliser une bague annulaire de retenue comportant plusieurs secondes gorges annulaires voisines et à emmancher à force la bague de retenue dans la section tubulaire par l'extrémité libre de cette dernière de manière que les gorges de la bague de retenue et les gorges de la section tubulaire se verrouillent les unes dans les autres, ce procédé étant caractérise on ce qu'il consiste à réaliser les premières gorges annulaires dans la surface intérieure de la section tubulaire et à réaliser dans la surface extérieure de la bague de retenue des secondes gorges annulaires dont le diamètre extérieur est légèrement plus grand que le diamètre in térieur de la section tubulaire dans la partie de celle-ci qui comporte les premières gorges annulaires.