Brevet FR2268205A1 — publié le 19751114

La présente invention est relative aux joints pour tuyaux, notamment pour tuyaux de fonçage présentant chacun une partie d'extrémité d'épaisseur réduite. Ces joints comprennent généralement une pièce de poussée disposée entre les deux faces d'extrémité des tuyaux et un ensemble d'étanchéité annulaire ~comprime radialement entre lesdites parties d'extrémité et un manchon rigide. L'invention a pour but de fournir un joint qui soit de construction robuste mais simple et économique même dans le cas de tuyaux de grands diamètres, qui permette un alignement efficace des tuyaux joints tout en tolérant une certaine déviation de ceux-ci, .et qui soit d'une grande facilité de montage sans risque de détérioration des tuyaux, malgré les très fortes poussées utilisées dans les opérations de fonçage. A cet effet, l'invention a pour objet un joint du type précité, caractérisé en ce que la pièce de poussée est une bague en une matière souple et inélastique, et en ce que l'ensemble d'étanchéité consiste en une garniture élastique dont la section a, Iétat libre, la forme générale d'un trapèze isocèle, les cotés obliques de ce trapèze ceopérantffiavec des chanfreins pratiqués aux extrémités des- tuyaux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, sur lesquels la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale diamétrale d'un joint entre deux tuyaux de fonçage conforme a l'invention, représenté en position assemblée la Fig. 2 est une demi-vue analogue de ce joint, a plus grande échelle la Fig. 3 est#une vue partielle, en coupe diamétrale, de la garniture de ce joint, représentée a l'état libre les-Fig. 4 a 6 illustrent les différentes étapes du montage de ce joint. Le joint représenté aux Fig. I et 2 réalise l'assemblage de deux tuyaux de fonçage identiques I et 2 qui sont alignés suivant un axe commun X-X. Outre ces deux tuyaux, le joint comprend une garniture d'étanchéité annulaire élastique A, par exemple en caoutchouc, une bague de poussée B et un manchon de serrage C. Les extrémités adjacentes des tuyaux 1 et 2 présentent chacune une partie 3,4 de plus faible diamètre extérieur dont la surface extérieure 5,6 est tronconique et converge vers l'extrémité du tuyau. Cette partie se raccorde la surface extérieure courante du tuyau par un épaulement concave 7,8, et a la face d'extrémité, perpendiculaire l'axe X-X, du tuyau par un chanfrein 9,10 (Fig. 2). La surface interne 11,12 des tuyaux est cylindrique et de diamètre constant jusqu'à leur extrémité. A titre d'exemple, pour des tuyaux de 2200 mm de diamètre intérieur et de 205 mm d'épaisseur, on peut prévoir un chanfrein de longueur axiale 11 de l'ordre de 1,5 cm incliné de 250 sur l'axe X-X. La garniture A (Fig. 3) a, en section, la forme générale d'un rectangle 11 de faible épaisseur e auquel est accolé intérieurement, par sa grande base de meme longueur axiale L1 que le rectangle 11, un trapèze isocèle 12. La séparation entre le rectangle 11 et le trapèze 12 est indiquée en traits interrompus a la Fig. 3, mais on comprend que la garniture A est réalisée d'une seule pièce. Dans l'exemple considéré, on a L1 = 80 mm. L'inclinaison commune des côtés obliques 13 du trapèze est la même que celle des chanfreins 9 et 10 des tuyaux 1 et 2, la longueur de ces côtés obliques 13 étant toutefois supérieure à celle des chanfreins 9 et 10 des tuyaux. La hauteur h du trapèze 12 est de l'ordre de deux fois l'épaisseur e du rectangle 11, soit par exemple 10 mm. Dans la surface extérieure de la garniture A, est ménagée une gorge annulaire 14 de faible profondeur E La bague de poussée B est en une matière souple mais non élastique, par exemple en contreplaqué. Elle est réalisée sous la forme d'un cylindre plat dont les diamètres intérieur et extérieur sont à peu près égaux à ceux des faces d'extrémité des tuyaux 1 et 2. Sa longueur axiale 12 est inférieure au petit côté du trapèze 12 ; elle peut être, par exemple, dans le cas considéré, de l'ordre de 1 cm. Le manchon de serrage C est un manchon cylindrique autorésistant, de préférence en acier, mais qui peut être également en tout matériau composite relativement indéformable même sous de grands efforts. Ce manchon de serrage C a un diamètre extérieur légèrement plus petit que celui des tuyaux à joindre et un diamètre intérieur légèrement inférieur au diamètre extérieur de la garniture A l'état libre. Dans# l'exemple considéré, cette longueur est de 250 mm. La mise en place des différents éléments du joint ainsi décrits se fait de la façon suivante (Fig. 4 à 6). Le manchon C est présenté sur le dernier tuyau en place qui est, par exemple, le tuyau 1. Il est enfoncé sur la partie 3 de ce tuyau jusqu a ce que son extrémité se trouve au voisinage de l'épaulement 7, sans être en contact avec celui-ci (Fig. 4). La surface extérieure de la garniture A est enduite d'un produit lubrifiant, et la gorge 14 est remplie de ce produit. On introduit alors la garniture A à l'intérieur du manchon C (Fig. 5) jusqu'à ce que sa face oblique 13 vienne buter sur le chanfrein 9 du tuyau 1. La garniture A, dont le diamètre extérieur au repos est legerement supérieur au diamètre intérieur du manchon C, tient ainsi en place dans ce manchon et se centre d'elle-même sur l'axe X-X. Le second tuyau 2 est alors approché de l'autre extrémité du manchon C, et la bague de poussée B est interposée entre les faces d'extrémité des tuyaux 1 et 2, et est collée de façon rudimentaire sur la face d'extrémité du tuyau 1. On pousse alors le tuyau 2 dans le manchon C, jusqu'à ce que le chanfrein 10 soit au contact de la face inclinée 13 correspondante de la garniture. Les divers éléments du joint sont alors en place pour qu'il soit procédé, comme connu dans la technique du fonçage, à la poussée visant à l'enfoncement du tuyau 1. Dans cette action de poussée, les faces d'extrémité des tuyaux 1 et 2 viennent en contact avec la bague B,qui est destinée à répartir et à transmettre la totalité des efforts de fonçage d'un tuyau sur l'autre. Au cours de ce mouvement, les chanfreins 9 et 10, coopérant avec les faces obliques de la garniture A, tendent à repousser celleci radialement vers l'extérieur. L'effet de frettage dû au manchon C empêche la garniture d'augmenter son diamètre extérieur. Celle-ci se dilate donc essentiellement dans le sens axial et occupe progressivement une partie de l'espace situé entre le manchon C et les parties tronconiques 5,6 des tuyaux, assurant ainsi une parfaite étanchéité. Simultanément, la partie médiane de la garniture A vient en butée contre la surface cylindrique extérieure de la bague B et, grâce à la petite base du trapèze 12, on n'observe aucun effet de pincement axial d'une partie de la garniture entre le tuyau 2 et la bague B. La longueur du manchon C est telle que, lorsque l'assemblage est terminé (Fig. 1 et 2), ses extrémités ne viennent jamais en contact avec les épaulements 7 et 8 des tuyaux, ce qui évite leur dégradation lorsque ces tuyaux sont en une matière fragile telle que le béton,-le grès ou l'amiante-ciment. Le joint suivant l'invention présente les avantages suivants Le manchon C et la bague B sont bruts de découpage et ne sont pas usinés, ce qui est très économique. L'assemblage du joint est très facile à réaliser et permet un auto-centrage en cours d'assemblage. La bague B, souple et inélastique, peut s'écraser partiellement d'un côté, si les deux tuyaux ne sont pas parfaitement alignés, sans que cette déviation nuise à la qualité de l'assemblage. Le jeu axial ménagé entre chaque extrémité du manchon C et les épauleXments 7 et 8 des tuyaux est suffisant pour qu'il n'y ait pas de contact, même si une partie de la bague B est complètement écrasée. On peut, par exemple, donner 2 aux parties tronconiques 5 et 6 des tuyaux une longueur L2 telle qu'il subsiste un jeu de 2 mm lorsque les faces d'extrémité des tuyaux se touchent. De plus, on peut bien entendu, en variante, inverser l'ordre radial des éléments du joint, avec une bague de poussée affleurant la surface extérieure des tuyaux, les dépouilles et chanfreins étant ménagés dans la paroi interne des tuyaux, et avec la garniture et le manchon à l'intérieur. Dans ce cas, la bague de poussée assure, grâce à ses propriétés mécaniques, qu'aucun fluage vers l'extérieur ne se produira pendant la pose sous l'effet de la poussée : un tel fluage de la bague B au-delà du diamètre extérieur des tubes entraverait en effet la progression des tuyaux au cours du fonçage et détériorerait la bague ellemême. Grâce à la conicité des parties 5 et 6 des tuyaux, on met à profit l'avantage connu de la dépouille en ce qui concerne le démoulage pour procurer a la garniture un logement dans lequel celle-ci, au cours de son expansion, doit vaincre une certaine résistance qui lui permet de bien épouser les parois du logement, ce qui assure une bonne étanchéité. Cette conicité permet aussi un centrage facile du manchon au cours de l'assemblage. Enfin, les chanfreins 9 et 10 présentent l'avantage supplémentaire de préserver les extrémités des tuyaux des risques de détérioration pendant le transport. REVENDICATIONS 1. Joint, notamment pour tuyaux de fonçage présentant chacun une partie d'extrémité d'épaisseur réduite, du type comprenant une pièce de poussée disposée entre les deux faces d'extrémité des tuyaux et un ensemble d'étanchéité annulaire com -primé radialement entre lesdites parties d'extrémité et un manchon rigide, caractérisé en ce que la pièce de poussée (B) est une bague en une matière souple et inélastique, et en ce que l'ensemble d'étanchéité consiste en une garniture (A) dont la section a, à l'état libre, la forme générale d'un trapèze isocèle, les côtés obliques (13) de ce trapèze coopérant avec des chanfreins (9,10) pratiqués aux extrémités des tuyaux (1,2). 2. Joint suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les parties d'extrémité (3,4) des tuyaux (1,2) sont tronconiques et convergent d'un épaulement (7,8) au chanfrein (9,10). 3. Joint suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'inclinaison des côtés obliques (13) de la garniture (A) est à peu près égale à celle des chanfreins (9,10). 4. Joint suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans la surface périphérique de la garniture (A) qui est au contact du manchon (C), est ménagée une gorge (14) destinée à recevoir un produit de lubrification. 5. Joint suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon de serrage (C) est un cylindre dont la longueur est inférieure au double de celle (L2) d'une desdites parties d'extrémité (3,4) et dont les faces d'extrémité sont perpendiculaires à son axe. 6. Joint suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le manchon de serrage (C) est en acier et la bague de poussée (B) est en contreplaqué.