Brevet FR2376986A1 — publié le 19780804

L'invention a pour objet un dispositif pour l'assemblage, leurs extrémités, de corps tubulaires cylindriques rigides ou semi-rigides. Il existe de nombreux types de tels dispositifs qui ont principalement pour objet de permettre l'assemblage, bout à bout, de tels corps, tels, plus spécialement, que des tuyaux en acier ou en matière plastique de grandes longueurs, notamment pour le transport de liquides sous pression, l'eau tout spécialement, étant bien entendu que cet assemblage doit assurer une étanchéité aussi totale que possible du fluide véhiculé. Les plus récents de ces dispositifs, et qui donnent en géné- rai le plus de satisfaction, sont ceux constitués par un manchon cylindrique rigide, sur lequel est monté un joint torique profilé élastique, ce dernier étant à même de recevoir à son tour une des extrémités du corps cylindrique creux à assembler avec l'extrémité en vis à vis d'un autre corps semblable. Le dispositif d'assemblage est agencé de manière telle et le montage se fait de manière telle que le joint torique est, sur une certaine longueur, interposé entre tube et manchon et se déforme la élastiquement au contact de l'un et l'autre organe, ce qui assure à la fois un montage facile et une étanchéité convenable. A signaler d'ailleurs que parfois, l'extrémité d'un tube à assembler avec un autre est évasée en "tulipe" et s'embatte sur l'extrémité de l'autre, le joint étant interposé, si bien que c'est la tulipe d'un des tubes qui sert de manchon. Qoiqu'il en soit pour réaliser ce montage et assurer cette étanchétité entre les tubes, on a déjà eu recours à des joints à lève, avec surface tronconique et bord libre, qui, lors du montage sont "atta qués" par l'arrière par le tube à engager sur le joint enfilé sur le manchon - ou vice versa - ainsi que l'indique clairement la figure 1 du dessin ci-annexé,.qui, schématiquement, montre en coupe axiale, un tel dispositif, qui sera illustré plus com plétement ci-après. Il arrive cependant que de tels dispositifs ne donnent pas entièrement satisfaction, du fait notamment que les surfaces du joint élastique insérées entre le manchon et le tube n'ont pas une portée satisfaisante et que, par suite, l'étanchéité n'est pas parfaitement obtenue. A moins d'augmenter la longueur des lèves, mais alors l'engagement complet au montage devient difficile, surtout si, comme il arrive souvent, les tubes à as sembler ne sont pas rigoureusement alignés. On peut, dans une certaine mesure, pallier cette difficulté en divisant en deux parties, sur l'épaisseur, la lèvre d'entrée, mais on ne resoud pas le problème pour autant, car les lèvres amincies deviennent fragiles. La présente invention a pour objet des dispositifs du genre en question dénués notamment des inconvénients venant d'être signalés, et, d'une façon générale, donnant bien meilleure satisfaction, tant au montage (ainsi qu'au démontage) qu'à l'usage, que les dispositifs jusqu'à présent connus. L'invention est caractérisé essentiellement par le fait que, dans ces dispositifs comprenant un manchon cylindrique rigide qui peut être l'extrémité en tulipe d'un autre corps tubulaire à assembler avec lui, propre à recevoir le joint ci-après et un joint torico-cylindrique élastique, avec lèvre d'entrée à surface tronconique montée co-axialement sur ledit manchon et propre à recevoir, par engagement sur ladite surface tronconique et, sous forcement et aplatissement élastique de ladite lève, un premier corps tubulaire au terme d'un déplacement relatif co-axiale, le bord libre de la lèvre d'entrée dudit joint se trouve, avant toute déformation, substantiellement au contact du manchon.Ainsi, la tranche du corps tubulaire attaque-t-elle la surface tronconique du joint en aplatissant élastiquement ce dernier, sans que jamais le bord du joint ne cesse hêtre appliqué sur le manchon avec lequel il était déjà en contact. Avantageusement, par ailleurs, les surfaces tronconiques se raccordent périphériquement avec une autre surface tronconique du joint d'inclinaison opposée à celle de la lèvre d'entrée du joint , en ménageant, sous cette configuration angulaire un évidement qui change de formes et de dimensions au fur et à mesure de l'avancement du corps tubulaire. De la sorte, on obtient un engagement facile et une mise en place correcte de ce dernier, méme si les axes des éléments à assujétir ne sont pas parfaitement alignés. Et, ce faisant, on assure ainsi une parfaite étanchéité, du fait que le-joint élastique "cède" en tous points, et s'applique sur une grande surface, constituant un écran à toute épreuve contre toute péné étration de corps étrangers (boues, terre, sable, graviers), aussi bien entre manchon et joint qussentre joint et tuyau. L'invention s'applique aussi bien aux dispositifs pour les quels le joint est disposé périphériquement à l'extérieur du manchon et doit recevoir le tube sur le pourtour extérieur du joint, qu'à ceux pour lesquels le joint est monté à l'intérieur du manchon et est apte à être à son tour monté; par son intérieur, sur le tube à assembler, à la surface extérieure de ce dernier. Cette application vaut particuliètement lorsque la pression du fluide véhiculé par le tube est inférieure à la pression de l'environnement (tuyaux immergés sous grandes profondeurs, par exemple), alors que la disposition pour laquelle le tube est engagé extérieurement sur le manchon s'applique surtout lorsque la pression à l'intérieur du corps tubulaire est plus grande que celle de l'environnement, pression atmosphérique, en général. D'autres particularités et avantages ressortiront du complément qui suit donné à seul titre d'indication, avec référence aux figures du dessin ci-annexé, lesquelles montrent : - figure 1, une coupe axiale schématique d'un dispositif établi selon une technique connue, - figure 2, une coupe semblable et à même échelle d'un dispositif établi selon un premier mode de réalisation de l'invention, - figure 3, une coupe semblable, à plus grande échelle, de ce même dispositif, - figures 4 et 5, encore des coupes semblables mais partielles d'un dispositif analogue, établi selon deux autres modes de rEalisation de l'invention. La figure 1 montre, tout d'abord, un type de dispositif d'assemblage du genre en question, agencés selon une technique connue, et dans lequel un manchon cylindrique 1, rigide, supporte un joint élastique cylindrique 2, concentrique, en matière élastique, pourvu de deux (2) lèvres 2a et 2b, la lèvre 2a étant légè- rement "relevée" (c'est- -dire saillante par rapport à la surface du corps de ce joint 2), tandis que la levure 2b est disposée contre la surface du manchon 1. Un tube en plastique 3 est enfilé sur le manchon suivant flèche ~0, les diamètres des organes en présence le permettant et, au cours du mouvement d'avancée du tube, il arrive un moment ol le chanfrein 3a de la tranche de ce tube vient toucher la lèvre 2a et appliquer celle-ci sur la lèvre 2b et l'ensemble des lèvres 2a et 2b sur le manchon, cet ensemble de lèves, compacte, se trouvant interposé entre manchon et tuyaux et procurant l'étanchéité recherchée entre les deux (2) organes. Un telle réalisation présente les inconvénients signalés plus haut. La figure 2 montrel de la même façon et à la même échelle, un dispositif d'assemblage établi conformément à l'invention. Ici encore , le manchon 4, rigide, par exemple en matière plastique, est substantiellement cylindrique et supporte un joint torico-cylindrique 5 , qui se termine, d'un cdté près d'une ex trémité du manchon 4 par une lèvre d'entrée 6, à surface tronco nique extérieure 7 > lebord 8 de cette lèvre étant au contact de la surface latérale extérieure du manchon 4. Par ailleurs, la surface tronconique 6 se raccorde à l'opposé de la levure d'entrée 6 avec une partie arrière également tronconique 9 d'inclinaison de sens contraire à celle de la lèvre rentrée 6, en ménageant, dans l'angle ainsi formé, un évidement 10, délimité par les surfaces intérieures de la lèvre 6 et de la partie tronconique arrière 9 et par une portion de la surface latérale extérieure du manchon 4. Le dimensionnement de l'ensemble est tel que le plus grand diamètre du joint est légèrement plus grand que le diamètre intérieur du tube à enfiler sur le joint. Lorsque l'on engage axialement le tuyau 11, dans le sens de la flèche f, sur le dispositif d'assemblage ainsi constitué, le bord 1l de ce tuyau vient tout d'abord toucher la surface tron conique 7 de la lèvre 6, puis écraser l'angle formé par cette lèvre 6 et la partie tronconique arrière 9, jusqu'à ce que, par déformation élastique, le plus grand diamètre du joint soit inséré dans le tuyau (cf. figure 3 où la position de "l'amont" du joint avant déformation, est indiqué en traits ponctués). A l'aide de ce dispositif selon l'invention, l'engagement, tube/joint-manchon se fait donc à contre-sens du joint, c'est-à- dire que, dans le mouvement relatif, le tube 9 n'attaque pas la lèvre "par derrière" pour l'appliquer, directement ou non sur le manchon, mais "de front" et l'écrase directement en la pressant par sa partie opposée à son bord libre, et de plus en plus pour l'appuyer sur le manchon. D'où une pression de serrage progressive et finalement plus intense sur une plus faible longueur, partant, une plus grande étanchéité. La figure 3, comme dejà dit, représente à plus grande échelle le dispositif de la figure 2, mais, ici, le tube 11 étant mis en place sur l'ensemble joint 5 - manchon 4. On retrouve, par ailleurs, les mêmes éléments plus haut mentionnés, avec les mêmes références. On voit sur cette figure la déformation subie par l'évidement 11, le dimensionnement de l'ensemble étant tel qu'après déformation du joint, le bord le plus avancé de lalèvre inférieure affleure en substance la tranche de l'extrémité du manchon 4, ce qui empêche pratiquement toute pénétration de corps#étran- gers dans l'évidement 10, pénétration qui comprométtrait l'étanchéité. Ce dimensionnement est le suivant - diamètre intérieur D du tube : cent soixante (160) millimètres - diamètre extérieur d du manchon : cent quarante cinq (145) millimètres, - plus petit diamètre de la lèvre d'entrée (avant adaptation sur le manchon) : cent quarante (140) millimètres, - plus grand diamètre deltaddu joint (avant engagement du tube) : cent soixante quatre (164) millimètres. A noter que, dans le joint décrit, établi conformément à l'invention, les deux (2) surfaces tronconiques de sens contraire de la lèvre 6 et de la partie arrière 9, se raccordent avantageusement suivant une partie cylindrique 12, sur laquelle précisement vient s'appliquer le plus fermement la surface inférieure du tube 11 quand il est bien engagé. Avantageusement aussi, on ménage, dans les parois de l'évidement, de préférence dans la lèvre d'entrée 6, des orifices 13 qui jouent le rôle d'évents pour laisser passer l'air qui est contenu dans L'évidement 10, lorsque celui ci est réduit en dimension, après que le tube 11 est venu au droit de cet évidement. Il est bon de prévoir sur la surface intérieure du joint 5, un décrochement 14, qui vient s'appliquer sur un ressaut correspondant 15 ménagé sur le manchon, ce qui positionne ledit joint sur son manchon. Il est également souhaitable de munir l'extrémité de la jupe 16 du joint 5, qui est opposée à celle comportant la lèvre d'entrée 6, d'un talon 17 pouvant venir au contact, d' un c#té, à titre de sécurité supplémentaire, avec une nervure 18 servant de butée, comportée par le manchon 4, une nervure avantageusement située dans le plan de symétrie transversale de ce manchon, d'un autre côté, avec le tube 1, aussi bien dans An sens, lors de l'avancée de celui -ci sur le joint, que, dans l'autre sens, à l'occasion d'une éventuelle succion du joint 5-dans le tube 11, si, par accidents la pression du fluide véhiculé, plus grande que celle de l'ambiance égale à la pression atmosphétique, venait à déc croire fortement jusqu't devenir nulle La figure 4, représente un mode de réalisation semblable à celui decrit aux figure 2 et 3, à cette différence près que, là, le manchon 4 est extérieur et le tuble 11 est intérieur, le joint 5, interposé entre ces deux organes, présentant cette fois sa lèvre d'entrée 6 s'évasant, au lieu de converger comme précédemment, ce qui veut dire que le plus petit diamètre de la lèvre d'entrée 6 est plus petit que le-diamètre extérieur du tube 11 à engager sur le manchon 4 par déplacement axial suivant la flèche f. La figure 5 montre encore un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention où le manchon 4 est semblablement disposé autour de l'extérieur du tube 11 et le joint 5 interposé entre ces deux organes. Ici, toutefois) par déplacement du tube Il dans le sens de la flèche f" (ou du manchon 4 dans le sens inverse), le joint se trouve attaqué par son arrière et de toute façon est éCrasé de manière radiale centrifuge (comme dans le figure 4), et non de manière radiale centripète, comme dans les figures 2 et 3. On note que, ici encore, le plus petit diamètre delta fi du joint torico-cylindrique est quelque peu plus petit que le diamètre extérieur du corps tubulaire 11. De préférence, dans un joint selon l'invention, on fait comporter à la paroi interne de la partie tronconique 9 de pente de sens inverse à celui de la lèvre d'entrée 6, une lèvre auxiliaire 13, dirigée dans le même sens que ladite lèvre d'entrée 6, et qui est au contact du manchon 4. Il est clair que, lorsque le tube 11, lors de son engagement sur le joint 5, écrase la "tette" de ce dernier, en appliquant fermement l'extrémité de la lèvre d'entrée, à son bord 8, sur le manchon 4, il applique pareillement, du mème coup, cette lèvre auxiliaire 13 sur ce manchon. Et celà accrdtt encore l'étanchéité recherchée. Il doit être entendu que l'invention s'applique indifférem ment de la nature des matériaux constituant les organes en présence, par exemple plastiques tels que P.V.C., polyéthylène, polyamide, polyester, polyacétal, polystyrène, pour le manchon, caoutchouc naturel, caoutchouc -synthétique, élastomères divers pour le joint, corps tubulaires en métal (fonte, acier, notamment) ou en matière plastique (P.V. Cl en particulier) avantageu #sement traités avec des plastiques thermodurcissables (résines épo xy ou polyesters chargées de fibres de verre). REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour l'assemblage de corps tubulaires cylindriques, rigides ou semi rigides, constitués essentiellement par un manchon substantiellement cylindrique (qui peut être l'extrémité en tulipe de l'un desdits corps} en matière rigide, et par au moins un joint également substantiellement cylindrisque, avec lèvre d'entrée à surface tronconique, en matière plastique, monté co-axialement sur ledit manchon et propre à recevoir, par engagement sur ladite surface tronconique et sous forcement et aplatissement élastique de ladite lève, un tel corps tubulaire au terme d'un déplacement relatif co-axial, ledit joint étant alors interposé entre ce corps et ce manchon, caractérisé par le fait que le bord libre 8 de la lèvre d'entrée 6 du joint se trouve substantiellement au contact du manchon. 2/ Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le joint est monté sur le pourtour extérieur du manchon et reçoit extérieurement le corps cylindrique, caractérisé par le fait que le plus grand diamètre deltaade latlèvre d'entée 6 est légèrement plus grand que le diamètre intérieur du corps cylindrique. 3/ Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le joint est monté sur le pourtour intérieur du manchon et reçoit extérieurement le corps cylindrique, caractérisé par le fait que le plus petit diamètre de la lèvre d'entrée 6 est légèrement plus petit que le diamètre extérieur du corps cylindrique. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, ca caractérisé par le fait que la surface tronconique extérieure 7 de la lèvre d'entrée 6 se raccorde avec une partie tronconique arrière 9, coaxiale, d'inclinaison de sens contraire à celle de ladite lèvre 'entrée. 5/ Dispositif selon la evendication 4, caracterisé par le fait, que les deux éléments tronconiques 6 et 9 se raccordent, par l'intermédiaire d'une surface cylindrique co-axiale 12. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que les deux parties tronconiques 6 et 9 - ménagent, avec le manchon, un évidement 10 au dessous de leur jonction angulaire. 7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la paroi de l'évidement située du coté opposé à celle comprenant la lèvre d'entrée comporte à son tour une lèvre co-axiale 13 présentant une inclinaison de mimesens et de diamètre subs tantiellement égal à celui du bord 8 de ladite lèvre d'entrée 6. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 P 7, caractérisé par le fait que la livre d'entrée est traversée par au moins un orifice 14. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1, 4, 6 et 7, caractérisé par le fait que, de manière en soi connue, il comporte une butée 14 transversale, venant au contact d'une butée correspondante 15 du manchon 4. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que, de manière en soi connue, il comporte, b son extrémité opposée i celle comportant la lèvre d'entrée 6, un talon 17 à section transversale, propre b venir au contact; d'un 8té, avec une butée correspondante 18 du manchon 4 sur lequel il Est monté , de l'autre este, avec la tranche transversale 11a, du corps tubulaire ll,propre autre monté sur le Joint 5 dudit dispositif.