Brevet FR2315658A1 — publié le 19770121

Le présent brevet concerne un nouveau type de manchon extérieur,princi- paiement destiné à l'accouplement étanche de deux tuyaux situés sur un même -axe longitudinal ; ce nouveau manchon, qui peut comprendre une butée centrale d'encastrement, est principalement prévu pour l'assemblage économique ou la réparation de canalisations diverses, en usage, par exemple, dans le bâtiment, les travaux publics, l'irrigation, et sont constituées de tronçons de tuyaux, successifs, en fonte, en céramique, en ciment, en amiante-ciment, ou en tous autres matériaux similaires. Il est connu que, pour ces catégories de tuyaux qui reçoivent des manchons extérieurs, il est nécessaire habituellement de réaliser un usinage des diamètres extérieurs concernés, pour corriger les écarts dimensionnels, importants, qui découlent, à la fois de la nature du matériau lui-même et/ou du procédé de fabrication mis en oeuvre, ceci au détriment du prix de revient final et de l'épaisseur utile, restante, dans les zones de liaison. On connait déjà un grand nombre de manchons extérieurs d'accouplement ou autres, permettant par exemple de relier entre elles, deux à deux, et de façon étanche, les extrémités de tels tuyaux ; ces manchons connus sont, le plus souvent, caractérisés par des particularités concernant le type de joint adopté pour réaliser ltétanchéité en fonction de la pression intérieure en cause, ou en rapport avec des conditions particulières d'emploi, tenant compte, par exemple de la nature du fluide circulant dans la canalisation, ou enfin, améliorant les conditions pratiques de montage de l'accouplement ou de sa mise en place ; mais, d'une façon générale, ces dispositifs connus maintiennent l'obligation d'un usinage préalable des diamètres extérieurs de chacun des tuyaux concernés, et ne réduisent pas, par conséquent, les répercussions négatives de cet usinage sur le produit fini, dont les principales ont été, citées ci-dessus Le nouveau type de manchon extérieur, objet de la présente invention a pour but de permettre la jonction et/ou la réparation économiques et étanches de tels tuyaux, en supprimant cet usinage préalable de leurs diamètres extérieurs, et ses conséquences, le montage étant réalisé à partir des diamètres extérieurs "bruts" des tuyaux en cause, malgré leurs écarts dimensionnels importants, et tout en assurant, dans le cas de jonction bout à bout, leur alignement et leur centrage corrects, par rapport à leur axe longitudinal commun. Il sortirait du cadre de la présente description de citer la totalité des tolérances admises en pratique pour les diamètres extérieurs de toutes les catégories et de tous les diamètres de tuyaux concernés ; cependant, afin de bien préciser ce qui est compris, dans ce qui suit par- "écarts dimensionnels importants du diamètre extérieur , on peut citer l'exemple des tuyaux en amiante-ciment, pour lesquels la norme française P-16 304 admet -des écarts maximum allant de 8,5 mi à 9,40 mm pour des diamètres extérieurs, bruts, respectivement de 60 mi à 175 mi ces écarts sont nettement supérieurs à ceux -prévus pour la qualité 16 de la norme E.02-103 ; à noter que la norme P-41 302 ne prévoit qu'un écart maximum uniforme de 1,2 mm pour les zones usinées destinées à recevoir les manchons habituels, et pour la meme gamme de diamètres. Le manchon extérieur, objet de la présente invention, est prévu pour etre monté sur des tuyaux, dont les écarts de diamètre extérieur sont similaires à ceux qui sont cités ci-dessus, pour l'exemple non limitatifs des canalisations en amiante-ciment, et ceci sans qu'il y ait obligation d'effectuer un usinage préalable, des zones qui le reçoivent, dans le but d'obtenir des tolérances locales plus réduites. De tels résultats sont obtenus, selon la présente invention, par l'utili- sation d'un manchon complet composé d'une manchette souple, par exemple en caoutchouc ou en matière plastique, à l'intérieur de laquelle s'encastrent soit le tuyau à réparer, soit les deux extrémités des tronçons à raccorder ; l'intérieur de cette manchette est muni de lèvres flexibles d'étanchéité, connues en ellesmemes, dont le diamètre intérieur est prévu pour assurer le contact avec le tuyau dont le diamètre extérieur correspond à l'écart dimensionnel maximal ; la partie centrale de cette manchette peut comprendre une butée permettant d'uniformiser la profondeur d'encastrement de deux tuyaux raccordés. La périphérie extérieure de la dite manchette comprend deux gorges circulaires parallèles, prévues pour recevoir deux colliers de serrage. Le manchon complet comprend également une gaine extérieure, ouverte, de préférence métallique et élastiquement déformable et, qui constitue, à la fois un boîtier extensible de protection pour la manchette souple, et, un premier point d'appui pour les boulons des deux colliers de serrage. Le manchon complet comprend,' enfin1 deux boulons de serrage, qui agissent séparément, sur deux colliers de serrage, logés dans les gorges extérieures circulaires de la manchette souple ; l'une des extrémités de chacun de ces colliers est solidarisée avec l'intérieur de l'une des extrémités de la gaine extérieure pendant que l'autre extrémité desdits colliers constitue le second point d'appui pour le boulon de serrage correspondant, après avoir traversé l'épaisseur de ladite gaine extérieure,grace à des mortaises prévues à cet effet dans une zone proche de la seconde extrémité de cette dernière. Des recouvrements mutuels sont également prévus, entre les colliers de serrage et la gaine extérieure, dans leurs zones ouvertes, pour assurer la continuité périphérique du serrage de la manchette souple. Dans cetté conception l'action isolée des deux boulons permet d'effectuer séparément une déformation circonférentielle de chacun des deux cotés de la manchette souple, proportionnelle aux diamètres extérieurs réels des deux tuyaux raccordés ; cette division du serrage permet également d'uniformiser la flexion des lèvres d'étanchéité, et par conséquent l'étanchéité elle-meme, en égalisant la pression réelle de contact entre ces dernières et leur tuyau respectif , de plus, le fait qu'il s'agit de déformations circonférentielles, pour la manchette souple, conditionne le maintien de l'alignement et du centrage corrects des deux tronçons de tuyaux raccordés, par rapport à l'axe longitudinal commun, puisque toutes les tensions mises en oeuvre, au cours du serrage, sont uniformément équilibrées et réparties~; enfin, les recouvrements mutuels existants entre la gaine extérieure et les deux colliers, dans leur zones ouvertes, $ont qu'il ntexiste pas, sur la périphérie de chacun des deux cotés de la manchette souple, de zone ou la pression du collier serait diminuée, et ou l'étanchéité pourrait se trouver réduite. On comprendra mieux le détail de la présente invention à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, et des figures annexées1 parmi lesquelles La figure 1, est une coupe partielle schématique, en élévation selon CD de l'ensemble d'un manchon extérieur, conforme à la présente invention. La figure 2, est une vue schématique, en plan, du même manchon extérieur La figure 3, est une coupe schématique, selon A-B, du même manchon. La figure 4, est une vue schématique de la gaine extérieure La figure 5, est une vue schématique des colliers de serrage et de leur plaquette de liaison La description qui suit concerne un exemple, non limitatif, de réalisation pratique d'un manchon extérieur complet, conforme à la présente invention, utilisé pour le raccordement, bout à bout, de deux tuyaux, qui est représenté dans les figures schématiques principales 1, 2 et 3, les dimensions réelles devant être adaptées à celles des tuyaux à raccorder et aux conditions d'emploi de-la canalisation en cause.Ce manchon se compose d'une manchette souple, 1, cylindrique et tubulaire, réalisée à partir d'un matériau élastiquement déformable comme, par exemple, du caoutchouc, de la matière plastique, ou de tous autres matériaux susceptibles de supporter élastiquement des déformations capables de compenser les vailations dimensionnelles du diamètre extérieur des tuyaux à raccorder, 3a et 3b, l'amplitude de ces variations ayant déjà été définie dans ce qui précède , le choix du matériau adopté est fonction de cette amplitude, de l'état de surface desdits tuyaux alors qu'ils n'ont subi aucun usinage préalable en vue de leur raccordement, mais aussi fonction des conditions d'emploi de la canalisation ellemême comme, par exemple :la pression intérieure et/ou la température de fonctionnement. Les extrémités des tuyaux, 3a et 3b, s'emboîtent face à face, à l'in térieur de la manchette souple, 1, jusqu'au contact avec une butée centrale, 4, qui permet d'égaliser les deux longueurs d'encastrement ; cette butée centrale, 4, est facultative, et elle peut être supprimée, notamment dans le cas ou le manchon complet est utilisé pour la réparation,par exemple,d'une fuite locale ou d'une félure, située à une position quelconque sur la longueur d'un seul tuyau. Le profil intérieur de la manchette souple, 1, comme représenté dans la coupe schématique de la figure 3, comprend deux séries parallèles de lèvres d'étanchéité, 2, situées de part et d'autre de la butée centrale, 4, et inclinées vers cette dernière, de telle façon, qutaprès mise en place, la pression intérieure régnant dans la canalisation et dans les deux espaces annulaires centraux, 5a et 5b, prévus à cet effet, agisse dans le sens de l'augmentation de leur pression de contact sur la surface des tuyaux, 3a et 3b. Avant mise en place, et de façon préférentielle, le diamètre intérieur de la pointe des lèvres d'étanchéité est légèrement inférieur au diamètre maximal pratique des tuyaux à raccorder. Le profil extérieur, cylindrique, de la manchette souple, 1, comprend deux gorges circulaires parallèles, 6, dont la largeur et la position sont déterminées afin de permettre à chacune d'elles de chevaucher la totalité de l'une des deux zones incluant les lèvres intérieures d'étanchéité, 2, pendant que leur profondeur est légèrement supérieure à la valeur de l'épaisseur des colliers de serrage, 7, descrits dans ce qui suit. Un manchon extérieur complet, conforme à la présente invention comprend également un ensemble, 8, représenté schématiquement dans la figure 5, et composé de deux colliers de serrage, 7, réalisés de préférence à partir de bandes métalliques minces, dimensionnées et conformées pour être placées dans les gorges annulaires, 6, déjà décrites ; les deux premières extrémités de ces deux colliers de serrage, 7, sont solidarisées, par exemple par soudure par points, avec une plaquette métallique de liaison, 9, mince, qui comprend une fente d'élasticité, 22, alors que leurs deux secondes extrémités sont pliées pour former deux pattes, 10, radiales par rapport aux tuyaux, 3a et 3b, qui constituent le premier point d'appui pour le serrage , ces pattes, 10, sont munies d'un perçage, 11, pour le passage des boulons, 13, et d'un pli, 12, formant une butée anti-rotation pour les écrous desdits boulons La longueur et la position de la plaquette de liaison, 9, par rapport aux colliers de serrage, 7, sont déterminées de telle façon qu'il existe une zone de recouvrement, 17, par la seconde extrémité des colliers de serrage, 7, prévue pour assurer la continuité périphérique et l'uniformité de chaque serrage, effectué sur la manchette souple, 1. Ce même manchon extérieur complet comprend, de plus, une gaine tubulaire, extérieure, 14, ouverte et extensible, représentée schématiquement dans la figure 4 ; cette gaine extérieure, 14, de préférence métallique, est munie de deux bords perpendiculaires, 15, lui permettant de constituer un boîtier de protection pour les composants intérieurs du manchon complet, alors que ses deux extrémités sont séparées par une ouverture, 16, dont la largeur est suffisante pour absorber circonférentiellement les variations de diamètre découlant du serrage des boulons, 13. Une équerre, 19, de préférence métallique, constituant le second point d appui pour le serrage, est munie de deux perçages, 20, pour le passage des deux boulons, 13, et est solidarisée, par exemple par soudure par point, avec la surface extérieure de l'une des extrémités de la gaine extérieure, 14, à une distance, 23, qui est destinée à être recouverte par l'extrémité des colliers de serrage, 7, qui comprennnent les pattes, 10. La seconde extrémité de la gaine extérieure, 14, comprend deux mortaises, 18, destinées à être traversées par les deux colliers de serrage, 7, pour que les pattes, 10, constituant le premier point d'appui du serrage, se retrouvent à l'extérieur de l'ensemble. Les constituants unitaires étant réalisés comme décrits ci-dessus, la plaquette de liaison, 9, est alors solidarisée, par exemple par soudure par points, avec la surface intérieure de ltextrémité de la gaine extérieure, 14, qui porte l'équerre, 19 ; cette solidarisation est effectuée à une position telle qu'une partie, 21, de la longueur de la plaquette de liaison, 9, dépasse extérieurement l'extrémité concernée de la gaine extérieure, 14, qui sera recouverte par la seconde extrémité de ladite gaine extérieure, et par l'extrémité opposée des colliers de serrage, 7. Le montage général de ce manchon complet, le rendant prêt à l'emploi, se termine par l'introduction de la manchette souple, 1, à l'intérieur de lten- semble précédent, et la mise en place des deux boulons, 13, dans les perçages, ll et 20. Tel qu'il est décrit ci-dessus,-les boulons, 13, étant désserés, le manchon extérieur complet d'accouplement peut être utilisé pour obtenir la liaison étanche des deux tronçons de tuyaux, 3a et 3b, dont les diamètres extérieurs varient selon les écarts dimensionnels importants qui ont été cités, pa#ticulière- ment pour l'exemple des tuyaux en amiante-ciment ; pour ce genre de raccordement, lesdits tuyaux sont emboîtés, de part et d'autre, de la manchette souple, 1, jusqu'au contact de leurs extrémités avec. la butée centrale, 4- ; dans le cas de réparation de fuites locales ou de félures, situées à un endroit quelconque de la longueur d'un même tuyau, la butée centrale, 4, est supprimée, et le manchon complet est mis en place de telle façon que la défectuosité du tuyau occupe sensiblement la partie centrale de la manchette souple, 1, ou sont placés les espaces annulaires centraux, Sa et 5b ; le montage final du manchon extérieur, sur les tuyaux, se termine dans les deux cas, par les serrages séparés et adaptés des deux boulons, 13. On constate, à l'emploi d'un manchon extérieur, conforme à la présente invention, et répondant à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit, que ces actions séparées et adaptées des boulons de serrage, 13, permettent dans un premier stade, de réaliser une compression circonférentielle de chaque coté de la manchette souple, 1, qui compense les écarts dimensionnels importants du diamètre extérieur des tuyaux concernés, puis, dans un second stade, et par les mêmes moyens, d'obtenir l'unification de la pression de contact régnant entre la surface extérieure de ces tuyaux, et les lèvres d'étanchéité, 2, par le contrôle de leur flexion, laquelle conditionne l'égalisation de l'étanchéité et alors que la souplesse du matériau employé pour réaliser la membrane souple, 1, lui permet de compenser les rugosités de la surface brute. On constate également, en pratique, que les recouvrements mutuels de la gaine extérieure, 14, et des deux colliers de serrage, 7, dans leurs zones réciproques ouvertes, maintiennent à cet endroit la même valeur de serrage de la manchette souple, 1, que celle qui est obtenue pour le reste de la périphérie, particularité qui permet de supprimer les défectuosités d'étanchéité qui pourraient exister dans cette zone. On constate de plus, pour le cas des accouplements de deux tuyaux bout à bout, que les déformations circonférentielles uniformes, effectuées séparément sur chacun des deux cotés de la manchette souple, 1, sous l'effet des serrages périphériques obtenus à l'aide des deux colliers, 7, permet de maintenir, en pratique, d'une part la concentricité correcte des deux tuyaux raccordés, et, d'autre part, de conserver leur alignement par rapport à l'axe longitudinal commun aux deux tronçons. Ces particularités techniques importantes, se cumulent avec des avantages économiques remarquables, tels que : gain de temps à la mise en place grâce à la simplicité de l'ensemble, possibilité-d'utiliser le même type de manchon pour des raccordements de deux tuyaux bout à bout ou des réparations localisées sur un même tuyau, coût de fabrication réduit découlant de la simplicité de la conception, et surtout suppression des frais de main-d'oeuvre et autres, découlant de la disparition de l'usinage préalable, habituel, des zones de tuyaux destinées à recevoir les manchons extérieurs de types courants. I1 est évident que tous changements de formes, de présentation, de conception, ou de matériaux employés ne constitueraient pas de novation par rapport au présent brevet, dans la mesure ou les mêmes moyens seraient utilisés pour parvenir aux mêmes résultats pratiques. il est ainsi démontré que des manchons extérieurs, pour tuyaux, conformes à la présente invention apportaient bien les avantages techniques et économiques qui ont motivé leur création, et qui ont été prévus au début de la présente description ; pour ces raisons, de tels nouveaux manchons extérieurs présentent un intérêt industriel particulier pour toutes les industries et professions con cernées du bâtiment, des travaux publics, des travaux d'évacuation et d'adduction d'eau, d'irrigation, et. d'une façon générale pour toutes les activités utilisant les catégories de tuyaux en cause pour canaliser des fluides quelconques, REVENDICATIONS 1 - Manchon extérieur étanche, pour raccordement ou réparation de tuyaux non usinés à cet effet, dont le diamètre extérieur varie selon de larges tolérances de fabrication, caractérisé par le fait qu'il est composé d'une gaine extérieure ouverte, formant boîtier de protection, qui contient une manchette élastique d'étanchéité et des organes permettant de réaliser, par des serrages circonférentiels, uniformes et séparés, des déformations locales de la manchette élastique pour l'adapter aux variations de diamètre extérieur des tuyaux, et obtenir en combinaison, l'étanchéité, la concentricité et l'alignement desdits tuyaux raccordés. 2 - Manchon extérieur étanche, conforme à la revendication n0 1, caractérisé par le fait que les organes de serrage circonférentiel sont, au moins au nombre de deux, et que leur action peut être réglée séparément par des boulons de serrage. 3 - Manchon extérieure étanche, conforme à la revendication n0 2, caractérisé par le fait que les organes de serrage circonférentiel sont constitués de bandes métalliques minces, encastrées dans la périphérie extérieure de la manchette élastique d'étanchéité, dont ils chevauchent les zones intérieures qui comprennent le profilage prévu pour obtenir l'étanchéité. 4 - Manchon extérieur étanche, conforme à la revendication n0 2, caractérisé par le fait que la gaine extérieure ouverte et les organes de serrage circonférentiel sont solidarisés, à l'une de leurs extrémités, par l'intermédiaire d'une plaque de liaison, qui coopère avec eux pour maintenir, dans leurs zones d'ouverture, et par des recouvrements mutuels, l'uniformité du serrage circonférentiel et de l'étanchéité. 5 - Manchon extérieur étanche, conforme à la revendication n0 2, caractérisé par le fait que l'extrémité des organes de serrage circonférentiel, opposée à leur solidarisation avec la gaine extérieure ouverte, traverse ltépaisseur.de cette dernière, et comprend le premier point d'appui pour les boulons de serrage, et une butée anti-rotation pour les écrous de ces derniers. 6 - Manchon extérieur étanche, conforme à la revendication n0 1, caractérisé par le fait que la gaine extérieure ouverte, comprend le second point d'ap pui pdur les boulons de serrage, situé en recul par rapport à la zone incluant la solidarisation avec les organes de serrage, et, à son extrémité opposée, des ouvertures permettant à ces derniers de la traverser. 7 - Manchon extérieur étanche, conforme à la revendication n0 1, caractérisé par le fait que la manchette élastique d'étanchéité, de forme générale tubulaire comprend, sur sa périphérie extérieure, des gorges d'encastrement pour les organes de serrage, et que sa périphérie intérieure comprend deux zones, au moins, de profilage d'étanchéité, comme des lévres inclinées et #lexibles, éventuellement séparées par une butée centrale d'encastrement des tuyaux. 8 - Manchon extérieur étanche, conforme à la revendication n0 7, caractérisé par le fait que la manchette élastique d'étanchéité est réalisée, en fonction de ses conditions d'emploi, à partir de caoutchouc, de matière plastique, ou de tous autres matériaux élastiquement déformables, capables de supporter les déformations nécessaires pour compenser les variations de diamètre extérieur et d'aspect de surface, des tuyaux concernés, simultanément avec l'étanchéité, la concentricité et l'alignement des tuyaux raccordés. 9 - Manchon extérieur étanche, selon revendication n0 1, caractérisé par le fait que, seule, la suppression de la butée centrale d'encastrement permet d'utiliser un modèle, initialement prévu pour raccorder deux tuyaux bout à bout, pour la réparation de fuites, de félures, ou défectuosités diverses, localisées à un point quelconque de la longueur d'un même tuyau. 10 - Manchon extérieur étanche, conforme à la revendication n0 1 en tant que produit nouveau, principalement destiné-au raccordement et/ôu la réparation de tuyaux, de natures et d'emploi divers, utilisés bruts de fabrication, et dont le diamètre extérieur varie selon des tolérances supérieures à celles prévues, pour la-qualité 16, par la norme française n0 E.02.103.