Brevet FR2352238A1 — publié le 19771216

La présente invention concerne les joints du type comprenant deux éléments de tuyauterie dont l'un au moins présente un bout uni, tandis que l'autre est solidaire d'une partie formant un er#oitement dans lequel est enfoncé ledit bout uni, ce joint comprenant par ailleurs une bague d'étanchéité comprimée axialement. L'invention a pour but la réalisation d'un joint qui soit peu coûteux tout en étant simultanément suffisamment bien verrouillé et suffisamment étanche. L'invention a pour objet un joint de ce type, caractérisé en ce que le bout uni est fixé dans la partie formant emboîtement, en ce que le fond de cette partie présente une surface radiale d'appui de section transversale au moins égale a celle de la tranche d'extrémité du bout uni et en ce que la bague d'étanchéité présente une section transversale au moins égale à cette section de -la -tranche d'extrémité et est comprimée axialement entre cette surface radiale et cette tranche d T extrémité. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, ce joint est réalisé entre deux éléments de tuyauterie présentant tous deux des bouts unis et sur l'un desquels est fixé un manchon formant emboîtement, dans les conditions suivantes: - premièrement, en usine ou sur chantier, on transforme un premier élément de tuyauterie en tuyau pourvu d'un emboîtement, en équipant ledit premier élément d'un manchon que lton fixe sur son bout uni, en respectant, entre la tranche d'extrémité dud > ctat uni et la tranche dtextrémité restée libre dudit manchon, une cote consigne;; - deuxièmement, également en usine ou sur chantier, on place une bague d'étanchéité à l'intérieur dudit manchon, contre ladite tranche d'extrémité du bout uni du premier élément de tuyauterie; - troisièmement, sur chantier, on enfonce le bout uni du deuxième élément de tuyauterie dans Itemboîtement formé en premier, cette pénétration se faisant sur une longueur supérieure à ladite cote consigne diminuée de 11 épaisseur ltétat libre de la bague d'étanchéité, de manière à écraser axialement cette bague d'étanchéité entre les deux tranches d'extrémité des éléments de tuyauterie, - quatrièmement, on conserve la compression exercée par le second élément en fixant son bout uni dans ltemboîtement du manchon. Un joint conforme à l'invention trouve une application particulièren.ent avantageuse dans le cas de tuyaux en matière plastique renforcée de fibres de verre pour lesquels une étanchéité doit être spécialement prévue sur la tranche d'extrémité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés sur lesquels: la Fig. 1 donne en coupe diamétrale partielle la vue, avant montage, d'un joint selon l'invention, entre un premier élément de tuyauterie pourvu d'un emboîtement et un second élément présentant un bout uni; la Fig. 2 représente le même joint après montage; la Fig. 3 illustre une variante de fixation; la Fig. 4 représente, avant montage, un joint également conforme à l'invention, appliqué à des éléments de tuyauterie présentant tous deux des bouts unis et utilisant un manchon; la Fig. 5 montre cette deuxième application après montage du joint;; la Fig. 6 représente un troisième joint, après montage, également conforme à l'invention et illustrant une autre variante de fixation; la Fig. 7 est une vue extérieure partielle du manchon de ce joint. Le joint des Fig. 1 et 2 comprend une bague d'étanchéité 1 dont les deux faces d'extrémité 2 et 3 sont radiales et dont la face interne 4 est au repos cylindrique et présente un diamètre intérieur d égal à celui des -éléments de tuyauterie Ceux-ci sont constitués par un premier élément de tuyauterie cylindrique T1 pourvu d'un emboîtement également cylindrique 5 et un second élément de tuyauterie cylindrique T2 présentant un bout uni 6, tous deux en matière plastique renforcée de fibres de verre. Le fond de ltemboitement 5 est constitué par un épaulement annulaire radial 7 dont la section transversale est identique à celle de la tranche d'extrémité 8 du bout uni 6, cette section transversale commune étant elle-même la même que celle de la bague d'étanchéité I à l'état libre. La Fig. 2 montre ce joint après enfoncement du bout uni dans ltemboîtement. La pénétration se fait sur une longueur 1 déterminée au préalable et qui définit la distance axiale à laquelle doit se trouver, après l'enfoncement, la tranche d'extrémité 8 du bout uni par rapport à la tranche d'extrémité 9 de l'emboîtement. Cette pénétration consigne fixe le taux de compression de la bague d'étanchéité 1. La matière de la bague, fluant sous iteffet de cette compression axiale, forme un léger bourrelet radial interne à la limite des tranches d'extrémité des deux éléments de tuyauterie. Ce bourrelet ne constitue toutefois pas un relief gênant, ais par contre le joint présente l'avantage d'offrir une continuité hydraulique exempte de tout recoin. Le maintien de la compression axiale de la bague d'étanchéité 1 est assuré (Fig. 2) par le collage, en vue de sa fixation, du bout uni 6 dans ltemboîtement 5. Pour ce falre, les deux surfaces en regard, ou au moins l'une d'entre elles, sont enduites d'adhésif avant ltenfoncement du bout uni 6 dans l'emboîtement 5. Selon un autre mode de fixation (Fig. 3), intéressant plus particulièrement les tuyaux métalliques, la fixation est assurée par un cordon de soudure 10 déposé à la limite de la tranche d'extrémité 9 et du bout uni 6, cordon qui peut être discontinu, ou au contraire être réalisé sur toute la périphérie. Enfin, lorsque le matériau constitutif du tuyau se prête au taraudage de l'emboîtement 5 et au filetage du bout uni 6, ces deux éléments peuvent être assemblés par vissage. Les Fig. 4 et 5 illustrent la jonction d'éléments de tuyauterie fabriqués tous deux avec des bouts unis, par exemple en matière plastique renforcée de fibres de verre. Ces tuyaux T'1 et T'2 présentent des surfaces extérieures 11 relativement irrégulière s dues aux conditions de leur fabrication. Le joint comprend en outre un manchon cylindrique M qui sert à transformer 11 élément de tuyauterie T'1 en tuyau pourvu d'un emboîtement 5' et qui présente les caractéristiques particulières suivantes: Il est symétrique par rapport à son plan transversal médian et sa surface intérieure présente de part et d'autre de ce plan médian deux parties légèrement tronconiques et divergentes vers l'extérieur, de l'ordre de quelques degrés au maximum, pour favoriser la pénétration des bouts unis. D'autre part, ce manchon présente une gorge circulaire médiane 12 à section rectangulaire. Cette gorge, d'une dimension axiale supérieure à celle de la bague d'étanchéité, offre à celle-ci une possibilité de fluage ailleurs que vers l'intérieur de la conduite, de façon à limiter le bourrelet résultant de la compression axiale. L'assemblage entre ce manchon M et les éléments de tuyauterie T'1 et T'2 se fait au moyen d'un adhésif et c'est pourquoi le bout uni 13 du premier élément T' aussi bien que le bout uni 14 du deuxième élément T'2 sont préparés, en l'occurence usinés à un diamètre extérieur inférieur à leur diamètre normal, pour permettre un meilleur collage. De manière plus précise, le collage du manchon M sur le premier élément T'1 se fait en respectant une certaine cote axiale consigne L entre la tranche d'extrémité 15 du bout uni 13 et la tranche d'extrémité restée libre 16 du manchon M. Par ailleurs, au moment de ltenfoncement, sur chantier, du second élément T'2 dans l'emboîtement ainsi formé, on respecte une cote axiale 1' entre la tranche d'extrémité 17 du deuxième élément T'2 et la tranche d'extrémité libre 16 du manchon, 1' étant supérieure à L diminuée de l'épaisseur à l'état libre e de la garniture la. Dans le cas de l'assemblage par collage ici utilisé, l'effort de pénétration à l'encontre de la réaction axiale de la bague d'étanchéité est évidemment maintenu tant que l'adhésif n'a pas fait. prise. Outre l'avantage général déjà cité d'une continuité hydraulique de la conduite après réalisation du joint, cette application présente, pour les tubes en matière plastique renforcée de fibres de verre, les deux avantages particuliers suivants: d'une part la tranche d'extrémité des tubes, tranche sur laquelle affleurent des fibres de verre, est protégée du contact-avec le fluide véhiculé par la conduite; d'autre part on peut étendre le bénéfice des joints à bague d'étanchéité compressible à des éléments de tuyauterie dont la fabrication ne permet pas de faire venir de matière, du moins de façon simple, un emboîtement. Dans le mode de réalisation des Fig. 6 et 7, les deux éléments de tuyauterie T"1 et T"2 sont de simples tuyaux à bouts unis 13a et 14a comportant chacun, à une distance D préfixée et précise de sa tranche d'extrémité 18 ou 195 qui est dressée une gorge annulaire 20 usinée dans sa surface extérieure et présentant une section rectangulaire allongée de dimension axiale a. Le manchon M' est dans ce cas constitué par une pièce annulaire dont la surface intérieure présente, de part et d'autre d'une partie centrale cylindrique 21 de diamètre supérieur au diamètre extérieur des bouts unis, des parties d'extrémité 22 en surépaisseur dans le sens radial et vers l'intérieur. Ces parties extrêmes 22 en surépaisseur ont une section rectangulaire qui leur permet de venir se loger dans les gorges 20 des bouts unis, en s'appuyant sur le fond de ces dernières et avec un jeu suivant la dimension axiale qui définit la variation de compression axiale de la garniture annulaire en caoutchouc lb qui est serrée entre les tranches d'extrémité des bouts unis.Sous l'effet de la compression axiale, cette garniture présente d'une part un léger bourrelet vers l'intérieur et d'autre part une partie qui a flué dans l'espace libre entre les bouts unis et la partie centrale 21 du manchon. Pour permettre au manchon de s'ouvrir élastiquement dans le sens radial afin que ses parties 22 puissent venir se loger dans les gorges 20, ce manchon présente des fentes 23 s'étendant entre chacun des bords du manchon jusqu a une certaine distance de son milieu et disposées axialement et en quinconce. Le manchon est maintenu dans sa position accrochée grâce à deux pièces annulaires de serrage 24 qui recouvrent ce manchon sur la plus grande partie de ses fentes 23 et se prolongent au-delà de ses bords par un rebord 25 qui vient en appui sur le bout uni. Cette réalisation présente l'avantage particulier de nTexiger, comme opération sur les éléments de tuyauterie, qu'un simple usinage de gorge qui peut être relativement peu coûteux et ne prendre que peu de temps. On remarquera que, alors que dans le mode de réalisation des Fig. 1 à 3 le diamètre extérieur de la bague 1 à l'état libre est égal au diamètre intérieur de l'emboîtement 5, dans les modes de réalisation des Fig. 4 à 7 ce diamètre est égal soit au diamètre du fond de la gorge 12, soit au diamètre intérieur de la partie centrale 21. On remarquera également que dans le mode de réalisation des Fig. 6 et 7, la cote consigne L correspond à la distance entre la tranche d'extrémité 18 du bout uni 13a et l'extrémité libre du manchon M' située du coté de l'élément de tuyauterie T"2 avant introduction de ce dernier dans le manchon. Dans cette même réalisation, le bout uni 14a est enfoncé dans la partie 18-21-22 du manchon M' formant emboîtement d'une longueur D + a supérieure à la cote consigne L diminuée de l'épaisseur à l'état libre e de la bague lb. - REVENDICATIONS 1.- Joint de tuyauterie à compression axiale, du type comprenant deux éléments de tuyauterie dont l'un au moins présente un bout uni, tandis que l'autre est solidaire d'une partie formant un emboîtement dans lequel est enfoncé ledit bout uni, ce joint comprenant par ailleurs une bague d'étanchéité comprimée axialement, caractérisé en ce que le bout uni (6, 14, 14a3 est fixé dans la partie formant emboîtement (5, 15-5' , 18-21-22), en ce que le fond (7 > 15,18) de cette partie présente une surface radiale d'appui de section transversale au moins égale à celle de la tranche d'extrémité (8, 17, 19) du bout uni et en ce que la bague d'étanchéité (1, la, 1b # présente une section transversale au moins égale à cette section de la tranche d'extrémité et est comprimée axialement entre cett#-c-surfac#ernffiradIale et cette tranche d'extrémité. 2.- Jolnt suivant la revendication l, caractérisé entre que le bout uni (6, 14) est fixé dans la partie formant emboltement (5, 15-5') par collage, 3.- Joint suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bout uni (6) est fixé dans la partie formant emboîtement (5) par soudure. 4.- Joint suivant la revendication l, caractérisé en ce que le bout uni est fixé dans la partie formant emboîtement par vissage. 5.- Joint suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie du premier élément de tuyauterie (T"2) constituée par le bout uni (14a est fixée dans la partie formant emboîtement (18-21-22) par accrochage d'un élément en saillie radiale (22) solidaire de l'une (18-21-22) de ces parties dans un élément en creux (20) ménagé dans l'autre partie (14a). 6.- Joint suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément en saillie radiale (22) est constitué par une surépaisseur intérieure prévue à l'extrémité de la partie formant emboîtement et l'élément en-creux (20) par une gorge ménagée dans le bout uni. 7. - Joint suivant la revendication 6, caractérisé en ce que, à l'endroit de ladite surépaisseur (22), la partie formant embolte- ment (M!) p#sente -des fentes axiales (23) et est entourée par une pièce annulaire de serrage (24). 8.- Joint suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le second élément de tuyauterie (T1) présente un emboîtement(5)venu de matière. 9.- Joint suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le diamètre intérieur (d) de la bague d'étanchéité (1) est au ?lus égal à celui de#s éléments de tuyauterie 'm15 T2) et son diamètre extérieur est égal au diamètre intérieur de ltemboitement (5). 10.- Joint suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est réalisé entre deux éléments de tuyauterie (T'1, Ti, T"1 > T"2) présentant tous deux des bouts unis (13, 14, 13a, 14a) sur le second desquels (T'1, T"1) est fixé un manchon (M, M') formant emboîtement (5', 21) en respectant, entre le fond (15, 18) de la partie formant emboîtement et la tranche d'extrémité restée libre (16) dudit manchon, une cote consigne (L#), et en ce que le bout uni (14, 14a) du premier élément de tuyauterie (T2, T'2) est enfoncé dans la partie formant emboîtement (15-5', 18-21-22) d'une longueur (1', D + a) supérieure à ladite cote consign#e (L) diminuée de l'épaisseur à l'état libre (e) de la bague d'étanchéité (l , lb) qui est comprimée axialement entre les deux tranches d'extrémité (15, 18, 17, 19) des bouts unis e tuyauterie, ce bout uni (14, 14a) du premier élément de tuyauterie étant fixé dans la partie formant emboîtement (15-5', 18-21-22) dudit manchon. 11.- Joint salant la revendication 10, caractérisé en ce que le manchon (M, M') est constitué par une pièce annulaire symétrique par rapport à son plan transversal médian et en ce que le bout uni (14, 14a > du premier élément de tuyauterie est fixé dans la partie formant emboîtement du manchon (M > M') par les mêmes moyens de fixation que ce manchon est fixé sur le bout uni (13,13a) du second élément de tuyauterie. 12.- Joint-suivant l'une quelconque des revendications 10 et ll, caractérisé en ce que la partie formant emboîtement (15-5', 18-21-22) présente intérieurement une gorge annulaire dont le diamètre du fond est égal au diamètre extérieur de la garnitured'étanchéité à ltétat libre et qui s'étend axialement de part et d'autre de l'espace séparant les tranches d'extrémité (15, 18, 17, 19) des bouts unis des deux éléments de tuyauterie.