Brevet FR2451521A1 — publié le 19801010

La présente invention concerne une bague d'étanchéité qui est montée dans une gorge annulaire pratiquée dans l'un de deux éléments d'une conduite qui peuvent être insérés l'un dans l'autre de façon à réaliser une étanchéité entre les deux éléments. La bague d'étanchéité selon la présente invention est d'un type formant deux surfaces inclinées suivant un angle obtus, lesdites surfaces étant dirigées vers l'exterieur à partir de la gorge après montage de la bague, l'une des surfaces étant dirigée obliquement vers l'extérieur à partir de la gorge pour que l'autre élément de conduite vienne en contact avec elle lorsque les éléments de conduite sont insérés l'un dans l'autre, et l'au- tre surface étant située sensiblement dans la direction longitudinale de la paroi de conduite de façon à être comprimée contre l'autre élément de conduite à la suite d'un mouvement de rotation de la bague d'étanchéité dans la gorge provoque par contact de l'autre élément de conduite avec la première surface. La présente invention concerne un joint entre éléments de conduite comprenant une bague d'étanchéité selon la présente invention. La bague d'étanchéité selon la présente invention a ete etudiee pour des tuyaux en matériau plastique, par exemple, pour les tuyaux qui sont utilisés dans les égouts et qui sont constitues de tronçons comportant une emboîture à chaque extre- mite. Une gorge annulaire intérieure est prévue dans l'emboîture pour recevoir la bague d'étanchéité qui vient en contact avec ltextérieur d'une extrémite lisse de conduite insérée dans l'em- bouture, pour fermer de façon étanche le joint ainsi formé entre les extrémités des conduites. En général, la bague d'étanchéité est circulaire ou ovale.Pour que l'étanchéité soit la meilleure possible, des nervures sous différentes combinaisons et configurations peuvent être prévues sur la bague d'étanchéité. Pour permettre le coulissement de ltextremite de conduite inseree dans l'em- bouture sur la bague d'étanchéité et la compression de cette bague dans la gorge annulaire, l'extremite de la conduite doit être chanfreinée sur son bord extérieur de façon à éviter que L'arête vive de l'extremite de la conduite ne pénètre dans la bague d'etanchéi- té et ne l'endommage.Si aucun chanfrein ntest prévu sur ltextré- mité de la conduite insérée, il peut s'avérer difficile de pousser cette extrémité pour la positionner correctement dans l'embo;- ture. La nécessité d'un chanfrein sur l'extrémité de la conduite insérée implique une opération supplémentaire, non seulement pendant la fabrication en usine des conduites en tronçons standard, mais aussi à l'endroit d'utilisation ot il est souvent né- cessaire de couper une conduite la longueur requise .Un agent de glissement est fréquemment utilisé pour faciliter l'emboRte- ment des extrémités de conduite, mais cet agent finit par stoxy- der, la suite de quoi les extrémités de conduite se collent et sont par conséquent dans l'impossibilité de se déplacer l'une par rapport l'autre comme cela est nécessaire lors de la dilatation et de la contraction provoquées par les variations de température Une bague d'étanchéité de l'art antérieur pour conduites et, plus particulierement, pour conduites réalisées en bande mé- tallique enroulée de façon hélicoidale, a une section en forme de V. La bague d'étanchéité est reçue dans une gorge annulaire extérieure pratiquée dans l'un des éléments de conduite à raccorder à l'autre élément. Un limbe de la bague d'étanchéité repose initialement sur la partie inférieure de la gorge alors que l'au- tre limbe est en saillie sur celle-ci.Lorsque l'autre élément de conduite est emboîte sur cet élément, l'extrémité de l'autre élément viendra en contact avec le limbe en saillie de la bague d'étanchéité quiest basculé de façon à entre placé de façon étanche entre les éléments des conduites. La bague d'étanchéité est constituée d'un matériau homogène de même dureté, et comme elle doit être relativement molle de façon à réaliser un joint effectif entre les éléments de conduite, il y a le risque que l'autre élément de conduite pénètre le limbe en saillie, ou que la bague d'étanchéité soit incapable d'assurer la pression de contact nécessaire après basculement. La présente invention a pour objet de prévoir une bague d'étanchéité perfectionnée du type indiqué ci-dessus qui peut être utilisée avec des éléments de conduite sans qu'il soit nécessaire de procéder à un chanfreinage de l'un ou l'autre des éléments de conduite devant être reliés. La présente invention a également pour objet de prévoir une bague d'étanchéité perfectionnée qui facilite l'emboi- tement des éléments de conduite sans nécessiter l'utilisation d'un agent de glissement. La présente invention a également pour objet de prévoir une bague d'étanchéité qui forme un joint effectif et fiable dans les raccords entre conduites, les conduites pouvant se déplacer librement ltune par rapport à l'autre par suite de la dilatation et de la contraction dues aux variations de tempera- cure. La présente invention a également pour objet de prévoir une bague d'etancheite qui agit également comme moyen de blocage permettant d'éviter la séparation des éléments de conduite. La présente invention a également pour objet de prévoir une bague d'étanchéite qui forme un JOint efficace et fiable dans les raccords de conduites d'égouts placées dans le sol, où les raccords peuvent être déformes par suite de la pression exer cee par le matériau de couverture ou bien od les conduites raccordées peuvent être inclinées l'une par rapport à l'autre au raccord par suite du deplacement du sol. Pour atteindre les objets indiqués ci-dessus et selon la présente invention, la bague d'étanchéité selon la présente invention est d'un type indique ci-dessus et comprend des parties intégrées de différentes duretés, une partie plus dure formant la première surface et une partie plus tendre formant l'au- tre surface. De préférence, la partie plus dure constitue la majeure partie de la bague d'étanchéité et la majeure partie de la surface de la bague d'étanchéité venant en contact avec la surface de la gorge. On préfère également que la surface de la bague d'etan- cheite prévue pour venir en contact avec la surface de la gorge soit sensiblement circulaire et que la gorge recevant la bague annulaire soit sensiblement rectangulaire. La présente invention sera bien comprise a la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe longitudinale dlune moitie d'extremite de conduite comprenant une emboîture et incorporant une bague d'étancheité selon la présente invention et une vue laterale d'une-demi-moitie d'extrémité de conduite devant etre inseree dans l'emboiturei La figure 2 représente de la meme façon que dans la figure 1 une conduite insérée dans une autre conduite;; 1a figure 3 est une vue en coupe transversale agrandie de la bague d'étanchéité et de la gorge de réception, La figure 4 est une vue en coupe transversale de la bague de la figure 3,cette bague étant insérée dans une gorge ayant une section dlune autre forme; La figure 5 est une vue en couPe semblable a la figure 4 d'un mode de réalisation particulier de la bague d'étanchéité selon la présente invention, La figure 6 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de la bague d'étanchéité, La figure 7 est une vue en bout fragmentaire de la bague d'étanchéité représentee dans la figure 6, vue depuis la gauche de cette figure;; La figure 8 est une vue en coupe correspondant la figure 6 d'autre mode de réalisation de la bague d'étanchéité; et La figure 9 est une vue en bout correspondant a la figure 7 de la bague d'étanchéité représentee dans la figure 8. En liaison avec les figures 1 et 2, un élément de conduite cylindrique 10 comporte une emboîture 11 avec une gorge annulaire inférieure 12 dans laquelle est placée une bague d'etan- chéité élastique circulaire 13. Une extrdmitE d'une conduite cy lindrique 14 ayant une surface extérieure lisse est représentée comme étant séparée de l'élément de conduite 10 de la figure 1, et est représentée dans la figure 2 apres qu'elle ait été insérée dans ltembolture 11 de l'élément de conduite 10, la bague d'étanchéité 13 étant dans la gorge annulaire 12 en contact étanche avec les éléments de conduite emboîtés. La gorge annulaire 12 placée dans l'emboiture 11 a une forme circulaire, comme cela est le mieux représenté dans la figure 3. En liaison avec la figure 3, la bague dletanchéité selon la présente invention comprend une partie de corps 15 ayant une forme semi-circulaire et une partie 16 en òrme de secteur ayant sensiblement le meme rayon que la partie 15 Les parties 15 et 16 sont reliées de façon å constituer un même ensemble et former la surface extérieure circulaire de la bague d'etanchéite alors que la surface intérieure de cette bague est constituée des deux surfaces annulaires 17 et 18 dont la génératrice est rectiligne et qui forment un angle a entre elles, la surface 17 constituant une surface conique de la bague-et la surface 18 une surface cylindrique de celle-ci. L'angle a peut avoir une valeur d'environ 150 . I1 n'est pas nécessaire que l'angle soit aussi prononcé que dans le dessin les surfaces 17 et 18 peuvent se rejoindre par une courbe régulière de façon à former une surface inférieure sensiblement concave sur la bague d'étan chéité. Lorsque la bague d'étanchéité est placée dans la gorge annulaire 12, comme cela est représenté dans les figures 1 et 3, åvant que llextrémité de conduite 14 soit insérée dans l'emboi- ture 11, la surface 17 est en saillie oblique à partir de la gorgel alors que la surface 18 s'étend dans le sens longitudinal de la surface intérieure de l'emboiture quelque peu au-dessous de ladite surface ou à son niveau, comme on le voit bien dans la fi gure 3.Lorsque l'extrémité de conduite 14 est insérée dans l'em- bouture 11 dans la position correspondant à la figure 2, la surface extrême annulaire de la conduite heurte la surface 17 sur son bord et le glissement sur cette surface pendant la poursuite de l'insertion de ltextremité 14 dans l'emboiture 11 a pour effet de pousser la bague dlétanchéité 13 de côté, de sorte que la bague tourne dans la gorge 12 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme on le voit dans les figures 1 et 3, la surface 18 s'élevant au-dessus de la gorge et étant comprimée contre la partie extérieure lisse de l'extrémité de conduite 14.La figure 2 montre comment la partie 16 est comprimée entre la partie 15 et la surface extérieure de ltextrémité de la conduite 14 lorsque la bague d'etanchéité tourne étant enfoncée sur la surface 17 par la conduite 14. Le mouvement de rotation est permis par la souplesse inhérente de la bague d'étanchéité, et la surface extérieure incurvée de la bague d'étanchéité glisse sur la partie incurvée de la gorge 12 pendant un tel mouvement. De façon que la bague d'étanchéité soit poussée de cté aussi facilement que possible pendant sa rotation, sans utilisation d'un agent de glissement et sans le risque que le bord de l'extrémité 14 de la conduite pénètre dans la surface 17, cette surface 17 doit entre une surface dure et lisse. Dans le mode de réalisation particulier de la bague d'étanchéité selon la présente invention, cela est obtenu en réalisant la partie 15 en matériau relativement dur, alors qu'au contraire la partie 16, dans le but d'assurer l'étanchéité nécessaire sur l'extrémité 14 de la conduite, doit entre réalisée en matériau relativement tendre et en tout cas en matériau qui est plus mou que le maté- riau de la partie 15.C'est parce que la surface extérieure in curée de la bague d'étancheité est dans sa majeure partie constituée de la partie 15 et pour une partie mineure de la partie 16 que la surface de la bague d'étanchéité, glissant sur la surface de la gorge annulaire 12 pendant la rotation de la bague, sera pour une grande part de la meme nature que la surface 17, c'est-à-dire qu'elle comportera une surface dure et une surface tendre. La bague d'étanchéité est de préférence réalisée en caoutchouc, tel qu'en caoutchouc au silicone ou en caoutchouc thermoplastique, les deux parties 15 et 16 comprenant des types différents de qualité de caoutchouc. Ces parties sont vulcanisées ensemble et de préférence la partie 15 a une dureté d'au moins 800 Shore, et la partie 16 une dureté de 40 ou500 Shore. D'autres qualités de caoutchouc, ainsi que d'autres matériaux tels que des types différents de matériaux plastiques, en particulier des matériaux thermoplastiques, peuvent être utilisés dans les cas où des conditions spécifiques devraient être respectées.Cependant, lors du choix du matériau de la partie 15, on doit se rappeler que l'extrémité 14 de conduite doit entre apte à glisser régulièrement le long de la surface 17 et que la bague d'étanchéité doit entre à meme de glisser régulièrement sur la surface de la gorge annulaire 12 pendant la rotation de la bague et aussi que la pression exercée par l'extrémité de la conduite doit être transforée par la partie 15 à la partie plus molle 16. La partie 16 peut constituer une partie de la section totale de la bague d'étanchéité supérieure à celle qui est représentée dans les figures 1 à 3, mais si lton considère le fait qu'un matériau en caoutchouc plus mou est en règle générale plus cher qu'un matériau plus dur, il peut entre intéressant de rendre cette partie aussi petite que possible dans la mesure où l'effet d'étanchéité nécessaire est assuré lorsque la partie est comprimée. I1 est avantageux que la partie 16 ait une masse suffisante pour faire une bosse vers la surface de la gorge annulaire 12 et vienne en contact avec celle-ci lorsqu'elle est comprimée contre 1 t extremité 14, en particulier 1d où la surface de la gorge rejoint la surface cylindrique intérieure de la conduite 10.La surface 18 peut comporter des nervures ayant différentes combinaisons et configurationsde façon à ce que l'effet d'étanchéité désiré soit obtenu. Une plaque métallique, par exemple, une plaque métallique à fentes, peut être fixée au corps 15 de façon à constituer la surface 17. Dans la figure 4, une-bague d'étanchéité 13 identique celle qui a été representée dans la figure 3 est placee dans une gorge annulaire 12' dans l'emboiture ll, gorge qui a une section sensiblement rectangulaire. La bague d'étanchei- té fonctionne de la meme manière que celle qui a été décrite cidessus.Les parois latérales de la gorge sont perpendiculaires à la partie inférieure, mais peuvent former un angle plus grand par rapport au fond,c'est-à-dire un angle de 100 , de sorte que la gorge sera évasée depuis la partie inférieure vers l'overture. La forme rectangulaire est la forme de gorge préférez pour recevoir la bague d'étancheité selon la présente invention. Dans le mode de réalisation selon la figure 5, la bague d'étanchéité représentée en 13' a une autre section que celle des figures 1 à 4, et est placée dans une gorge annulaire 12' du meme type que la gorge de la figure 4. Bes surfaces 17 et 18 ainsi que la partie 16 sont les mêmes que dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, alors que la partie 15 a sensiblement la forme d'un polygone. Entre un cte rectiligne 19 rejoignant la surface 17 par une partie latérale circulaire 20 et un côté rectiligne 21 rejoignant la surface extérieure circulaire, représentée en 22, de la partie 16, la partie 15 comporte deux côté rectilignes 24 et 23 formant entre eux un angle obtus.Lorsque la bague dtétanchéité 13' est placée dans la gorge 12', elle repose initialement sur le fond de la gorge ou côté 24, comme cela est représenté dans la figure 5, mais lorsque l'extrémité 14 de conduite est insérée dans l'emboiture et est en contact avec la surface 17, la bague d'étanchéité bascule de façon à reposer sur le fond de la gorge 12' au côté 23, lorsque la surface 18 de la partie 16 sera en contact avec la surface extérieure de l'extrémité 14 de conduite et sera comprimez par celle-ci. Le basculement de la bague d'étancheite depuis la position représentée dans la figure 5, jusqu'à la position où le côté 23 est en contact avec le fond de la gorge 12' se produit avec un petit déplacement de la bague d'étancheitX le long du fond de la gorge annulaire vers la droite de la figure 5. En liaison avec les figures 6 et 7, la bague d'étanchéité comprend un certain nombre de rondelles metalliques 30 qui sont enfermées dans la partie de corps 15 au-dessous de la surface inte- rieure conique 17. Les rondelles 13 sont distantes les unes des autres sur la circonférence et sont constitues de triangles réguliers comportant un angle situe dans le coin 31 entre la surface 17 et la surface extérieure 32 de la bague d'etancheite. Lorsque la bague-d'etancheite se trouve dans la position de fonctionnement representee dans la figure 2, les rondelles metalli- ques viennent en contact avec ltextrXmite 14 de la conduite de façon éviter l'extraction de l'extremite de la conduite 14 de l'emboîture 11. Le positionnement précis des rondelles métalliques 30 dans le matériau de la bague d'étanchéité sera facilité si les rondelles sont réunies les unes aux autres, par exemple, au moyen d'une bague en fil s'étendant circonferentiellement. Les rondelles metalliques peuvent avoir une autre forme que la forme triangulaire representee. Cependant, il est essentiel qu'une arête vive de la rondelle soit découverte dans l'angle 31 entre les surfaces 17 et 32. Dans le mode de réalisation représenté dans les figures 8 et 9, les rondelles métalliques sont remplacées par une bague métallique circulaire 33 dont un bord périphérique est situe dans l'angle 31 entre les surfaces 17 et 32.La bague 33 comporte un certain nombre de fentes 34 en forme de V dans ledit bord, de façon à ne pas empêcher sa déformation lorsque les deux éléments de conduite sont insérés l'un dans l'autre. De la même manière que celle qui a ete décrite en liaison avec les figures 1 et 2, la bague métallique 33 viendra en contact avec l'extre- mite insérée de conduite sur le bord à fente de façon à éviter la séparation des éléments de conduite. La bague d'etanchéité munie des rondelles metallíques ou d'une bague métallique peut avoir la forme polygonale represen- tee dans la figure 5. Dans les figures 8 et 9, les languettes formées par la bague métallique entre les fentes 34 peuvent être cambrées de façon que des parties de celles-ci stetendent sensiblement dans un plan radial de la bague d'étanchéité. Lorsque la bague d'etancheite est construite comme dans les figures 6 et 7 ou dans les figures 8 et 9, elle assure une action de blocage et peut être par conséquent considérée comme un coupleur rapide tanche entre éléments de tuyauterie. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATION 1 - Bague d'étanchéité devant être reçue dans une gorge annulaire (12) de l'un (10) des deux éléments de conduite (10, 14) qui peuvent être insérés l'un dans l'autre de façon à former à un joint entre les deux éléments, ladite bague d'étanchéité comprenant deux surfaces (17, 18) formant un angle obtus (a), les surfaces étant dirigées vers l'extérieur à partir de la gorge lors- que la bague d'étanchété est reçue à l'intérieur de celle-ci avec une surface (17) dirigée obliquement vers l'extérieur à partir de la gorge, surface qui viendra en contact avec l'autre élément de conduite lorsque les éléments de conduite sont insérés l'un dAns l'autre et l'autre surface (18) étant placée sensiblement dans la direction longitudinale de la paroi de conduite qui doit être comprimée contre l'autre élément de conduite par un mouvement tournant de la bague d'étanchéité dans la gorge prévue dans l'autre élément de conduite en contact avec la première surface, caractérisée en ce qu'elle comprend des parties en une seule pièce (15, 16) de dureté différente, une partie plus dure (15) constituant la première surface (17) et une partie plus molle (16) constituant l'autre surface (18). 2 - Bague d'étanchéité selon la revendication 1, carac terisee en ce que la partie plus dure (15) constitue la majeure partie de la bague et la majeure partie de la surface de la bague venant en contact avec la surface de la gorge (12). 3 - Bague d'étanchéité selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au moins la partie plus dure (15) à une surface lisse. 4 - Bague d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les surfaces (17, 18) formant un angle obtus sont des surfaces ayant une génératrice rectiligne. 5 - Bague d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les surfaces (17, 18) formant un angle obtus entre elles se rejoignent suivant une courbe régulière de fanon à constituer une surface intérieure sensiblement concave sur la bague d'étanchéité. 6 - Bague d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la surface de la bague prévue pour venir en contact avec la surface de la gorge (12, 12') est incurvée de façon sensiblement circulaire. 7 - Bague d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 5, caracterìsee en ce que la surface de la bague devant venir en contact avec la surate de la gorge (12'} a une forme polygonale. 8 - Bague d'étanchéité selon la revendication 7, caractérisée en ce que deux côtes (24, 23) forment un angle obtus qui vient en contact avec une surface inférieure de la gorge en un côte (24) lorsque la première surface (17) est en saillie sur la gorge (12'), et en un autre côte (23) quand Vautre surface (18) est comprimee contre l'autre élément de conduite (14). 9 - Bague d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 8, caracterisee en se qu'elle-est constituée de caoutchouc ou de matière plastique thermoplastique de dureté differente. 10 - Bague d'etancheite selon la-revendication 9, caractérisée en ce que la partie plus dure a une dureté d'au moins 80 Shore et en ce que la partie plus tendre a une dureté de #40 ou 50 Shore. 11 - Bague d'étanchéité selon l'une des revendications 1 d 10, caractErisee en ce qu'un ou plusieurs éléments métalliques (30, 33) sont enfermes dans le matériau de la bague au-dessous de la première surface (17), lesdits éléments ayant un bord ou angle découvert dans le coin {31) entre la première surface (17) et la surface extérieure de liaison (32) de la bague pour venir en contact avec blocage avec l'autre élément de conduite, évitant Ainsi la séparation des éléments de conduite. 12 - Bague d'étanchéité selon la revendication 11, caracrisée en ce qu'elle comporte certain nombre de rondelles metalli- ques (30} placées sensiblement radialement et distantes les unes des autres sur la circonférence. 13 - Bague d'étanchéité selon la revendication 12, caracterisee en ce que chaque rondelle (30) comporte un angle 5i- tue dans ledit coin (31}. 14 - Bague d'étanchéité selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte une bague métallique circonfe- rentielle (33) comportant un bord peripherique situe audit coin (31). 15 - Bague d'étanchéité selon la revendication 14, caractérisée en ce que la bague métallique (33) comporte des fentes (34) sensiblement radiales audit bord peripherique.