Brevet FR2471542A3 — publié le 19810619

FR 2471542 A3 19810619 FR 8025656 A 19801203 La présente invention se rapporte à un joint à utiliser dans des tuyau emboités par embout et manchon femelle, comportant une garniture cylindrique en matière élastomère placée dans le manchonS à une des extrémités de laquelle est fixé un anneau de renforcement, dont le diaraètre exté rieur est supérieur au diamètre intérieur du manchon, comme il est connu par la demande de brevet néerlandaises no 73.02955. Un tel anneau de renforcement permet de monter mécaniquement de façon simple la garniture cylindrique dans le manchon, et empeche que, lorsqu'on enfonce l'embout dun tuyau dans le manchons la garniture cylindrique soit entrai née vers l'intérieur par cet embout. Un inconvénient de ce mode d ' exécution consiste en ce que, lorsqu'on accouple des tuyaux: lourds, comme des tuyaux de canalisation en ciment ou en matière céramique d'un diamètre de 300 à 500 mm par exemple, tuyaux que l'on pose dans un canal creusé dans le sol dans une position sensiblement horizontale, la force nécessaire pour introduire l'embout d'un tuyau dans le manchon d'un tuyau déjà mis en place soit très élevée, du fait que le tuyau lourd à placer repose par une extrémité sur la matière élastomère du joint et qu'on doit le faire glisser sur celle-ci, En outre, lors qu t on place ce tuyau lourd, il s'exerce sur la garniture cylindrique des forces réparties à la périphérie de cette garniture si élevées et irrégulières que le risque de détérioration ou de déformation illadmissible de la garniture est élevé. La présente invention procure une structure dans laquelle, même lorsqu'on accouple des tuyau; lourds, la force nécessaire pour le montage est relativement faible et il n'y a pas de risque que la garniture se déforme irrégulièrement lorsqu'en introduit l'embout d'un tuyau. Dans ce but, selon l'invention, l'anneau de renfor ceignent comporte une partie cylindrique pénétrant dans le manchon, dent le diamètre extérieur est, sur toute la longueur, inférieur au diamètre intérieur du manchon, tandis que l'une des extrémités de la garniture cylindrique est fixée sur la surface extérieure de la partie cylindrique. Lorsqu'on introduit embout de 1'un des tuyaux dans le manchon de autre tuyau, cet embout repose alors et glisse sur la surface intérieure de la partie cylindrique de l'anneau de renforcement. Du fait que cette partie cylindrique constitue alors un appui et une surface de glissement de l'extrémité de tuyau à introduire, le montage est simplifié et la force nécessaire pour introduire le tuyau est moins élevée que dans le cas où ce tuyau repose sur la garniture cylindrique lors du montage et se déplace sur elle.Le risque que > dans le cas de tuyaux lourds placés horizontalement, la garniture cylindrique, sous ltaction du poids du tuyau, se déforme exagérement sur la face inférieure, et presque pas sur la face supérieure, comme c'est le cas pour la structure connue, n'existe plus, du fait que le poids du tuyau est reçu par la partie cylindrique. Du fait que le diamètre extérieur de la partie cylindrique pénétrant dans le manchon est, sur toute la longueur, inférieur au diamètre intérieur du manchon, il y a compte non tenu des écarts de diamètre intérieur se présentant lors de la fabrication de grands tuyaux ou de l'excen- tricité du manchon, entre le manchon et la partie cylindrique, une fente annulaire dans laquelle se trouve la partie de la garniture cylindrique fixée à la surface extérieure de la partie cylindrique. La surface intérieure de la partie cylindrique comporte de préférence à lavant un élargissement conique pour faciliter l'introduction de l'embout mâle dans cette partie. Le diamètre intérieur de la partie cylindrique est, de préférence, choisi aussi faible que possible, ctest-à-dire seulement un peu supérieur au diamètre extérieur maximal de l'embout mâle des tubes à relier, qu'on puisse attendre dans le cadre des tolérances de mesure et de l'excentricité0 Les forces transversales apparaissant en cours de fonctionneont sont alors absorbées surtout par cette partie cylindrique.Pans le cas de grands tubes, par exemple d'un diamètre de 400 mm, on pose pour condition que les tuyaux placés hori zontalement puissent recevoir une force s'exerçant sur l'embout près du joint, dirigée vers le bas de 800 kg, sans qu'il se produise de Suites du joint en raison du déplacement mutuel résultant on direction radiale, des tuyaux0 Du fait que la charge est alors reçue surtout par l'anneau relativement rigide, elle se répartit uniformément sur la matière d'étanchéité dans la fente comprise entre la partie cylindrique et le manchon, de sorte que cette fente reste comblée en tous endroits.La partie de la garniture s'étendant le long de la partie cylindrique qui produit l'étanchéisation entre l'embout et' le man- chon ntest presque pas sollicitée par la force transversale, mais elle suivra souplement un mouvement radial éventuel de embout et restera on morne temps en contact étanche, tant avec l'embout qu'avec le manchon. La partie de la garniture cylindrique s'étendant sur la partie cylindrique est, de préférence, réalisée sous la forme d'un anneau à section droite en forme de tête de marteau, anneau qui, avant que l'embout du tuyau a accoupler ait été mis en place, a un diamètre intérieur inférieur au diamètre de cet embout. Lorsqu'alors l'extrémité du tuyau à monter franchit l'extrémité de la partie cylindrique, l'anneau a section on forme de toto de marteau tourne suffisamment vers ltextérieur pour qu'il se trouve dans une position assurant l'étanchéisation entre la surface intérieure du manchon et la surface extérieure de 1 l' embout.Cette section droite se déforme alors de façon à prendre la a forme d'une queue de poisson, ce qui a pour avantage que, lorsque la pression du fluide se trouvant dans les tuyaux augmente, la fonction d'é- tanchéisation de la garniture cylindrique s'améliore. La fixation de la garniture cylindrique sur la partie cylindrique est effectuée, de préférence, au moyen de nervures et rainures périphériques emboîtées. Les deux parties peuvent alors être fabriquées dans des matrices séparéos, puis être accouplées, ltaDneau étant retiré de la matrice par rotation après formation, ce qui est connu, par exemple, dans le cas de la fabrication de bouchons filetés pour bouteilles, récipients, etc. Dans ce cas, les nervures et les rainures coopérantes sont de forme hélicoldale. Par embout et manchon de tuyaux emboités, il faut entendre, selon la présente demande, tous les accouplements de tuyau où une extrémité (embout mâle) est placée dans une partie plus large (manchon). Ce manchon peut être l'extrémité élargie ou un embranchement latéral d'un autre tuyau ou encore d'une partie auxiliaire, par exemple d'un manchon d'accouplement ou d'un raccord en T, deux ou plusieurs tuyaux y étant raccordés en utilisant le joint selon ltinvention. La description détaillée qui va suivre d'un exemple d'exécution non limitatif, en regard du dessin annexé, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur le dessin annexe La figure 1 est une coupe dtun élément d'étanchéité selon ltinvention ~ La figure 2 est une coupe longitudinale du joint à létat monté dans le cas de tuyaux, le jeu entre manchon et embout étant minimal La figure 3 est une coupe longitudinale de ce joint, le jeu entre manchon et embout étant maximal. Sur ces figures, on reproduit toujours la moitié de la coupe : la partie située d'un côté de l'axe du joint. La partie non représentée, située de l'autre côté de l'axe, en est le symétrique. La garniture cylindrique représentée sur la figure 1- à l'état non monté comprend une partie d'étanchéité 1 en forme de tête de marteau et une partie de fixation 3 comportant des nervures périphériques 2. La garniture comporte à la surface extérieure des nervures périphériques 4. La garniture est fixée à un anneau de fixation 5, par la pénétration des nervures 2 dans les rainures 6 qui se trouvent à la surface extérieure d'une partie cylindrique 7 reliée à l'anneau 5. Le diamètre intérieur de la partie en forme de tête de marteau est inférieur au diamètre intérieur de la partie cylindrique. La garniture deétanchéité est en une matière élastomère comme le caoutchouc, et l'anneau de fixation est en une matière rigide, par exemple du polypropylène ou une autre matière plastique. Le joint est placé dans le manchon 8 d'un tuyau 9. Comme le montrent les figures 2 et 3, le diamètre extérieur de l'anneau dé fixation 5 est supérieur au diamètre intérieur du manchon. Cela permet de monter le joint mécaniquement, par exemple au moyen d'un dispositif de pressage du type pros- se, l'anneau de fixation servant de surface de pression pour le dispositif de pressage, de butée de limitation de la distance sur laquelle le joint est introduit dans le manchon, et à éviter que la garniture soit entrainée lors de lenfon- cement dun tuyau dans le manchon. La partie cylindrique 7 se trouve entièrement dans le manchon et elle a un diamètre extérieur toujours inférieur au diamètre intérieur du manchon, compte tenu des tolérances do mesure du manchon.Il y a, entre le manchon et la partie cylindrique, une fente dans laquelle se trouve la matière élastomère de la partie de fixation, soumise a sa tension propre. La figure 2 montre la situation dans laquelle le diamètre intérieur du manchon et donc aussi le jeu entre le manchon et la partie cylindrique sont minimaux4 La déformation des nervures périphériques 4 est alors suffisamment forte pour qu'elles soient presque en contact mutuel. La figure 3 montre la situation dans laquelle le diamètre intérieur du manchon et donc également le jeu entre le manchon et la partie cylindrique sont maximaux. La déformation des nervures est, dans ce cas aussi, telle que l'élément d'étanchéité est maintenu, par le montage, dans le manchon par la force élastique dirigée radialement des nervures 4. Le jeu 10 en direction radiale entre les nervures 2 et les rainures 6 (figure 1) est supprimé après le montage de l'élé- ment d'étanchéité par la compression radiale de la partie de fixation 3 (figures 2 et 3). On place l'embout mâle dtun tuyau 11 dans le manchon. On pose pour cela le tuyau, par exemple un tuyau de canalisa; tion, sur le bord intérieur cylindrique 12 de l'anneau de fixation. Le bord intérieur se raccorde, par une surface conique 13, à la surface intérieure 14 de la partie cylindrique. On déplace alors le tuyau horizontalement et on le fait passer sur la surface cylindrique 14 en lui faisant franchir la surface conique 13. Si lton continue le déplacement, l'extrémité du tuyau heurte la partie en forme de tête de marteau 1 qui fléchit alors vers l'extérieur, comme on lta représenté sur les figures 2 et 3, un contact étanche étant réalisé avec l'embout et la surface intérieure du manchon. La section en forme de tête de marteau se plie alors de façon à prendre une forme en V. Une telle forme a pour avantage que, lorsque la pression du fluide augmente dans les tuyaux et, par suite, aussi dans le volume annulaire 15 compris entre l'embout et le manchon, lteffet d'étanchéisation de la garniture augmente, du fait que les branches du V sont appuyées avec une plus grande force contre embout et le manchon. Lorsqu'on introduit le tuyau, il suffit au début de vaincre la résistance due au frottement pondant le glissement sur la surface intérieure de la partie cylindrique, resistance qui est faible par rapport à la résistance de glissement le long d'un organe d'étanchéité en caoutchouc ou en une matière élastomère analogue embrassant le tuyau avec tension radiale4 Ce n'est qu'au dernier stade qu'il faut alors vaincre la résistance pour replier la partie en tête de marteau de la garniture vers l'extérieur. Le diamètre intérieur de la partie cylindrique 7 est, dans tous les cas, #supérieur au diamètre extérieur de l'em- bout du tuyau à accoupler. La figure 2 montre la situation dans laquelle le tuyau 11 a le diamètre maximal en raison des écarts dimensionnels apparaissant lors de la fabrication et la figure 3 la situation dans laquelle ce diamètre a la valeur minimale. Lorsque des forces transversales viennent à stexer- cer sur le tuyau, par exemple sous l'effet de mouvement du sol, il peut arriver que les tuyaux se déplacent radialement ltun par rapport à l'autre à l'endroit de la jonction. Ces forces transversales sont alors absorbées et transmises par la partie cylindrique 7, tandis que la partie en toto de marteau de la garniture cylindrique suit souplement le mouvement latéral, en gardant sa fonction dwétanchéisation. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Joint à utiliser dans des tuyaux emboités par embout et manchon, comportant une garniture cylindrique en matière élastomère placée dans le manchon, à l'une des extré- mités de laquelle est fixé un anneau de renforcement dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre intérieur du manchon, caractérisé en ce que l'anneau de fixation (5) comporte une-partie cylindrique (7) pénétrant dans le manchon (8), dont le diamètre extérieur est 9 sur toute lalongueur, inférieure au diamètre intérieur du manchon (8) et sur la sur face extérieure duquel est fixée l'une des extrémités de la garniture cylindrique 2.- Joint selon la revendication 1, caractérisé on ce que la surface intérieure de la partie cylindrique (7) comporte un élargissement conique (13) à l'avant. 3.- Joint selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de la partie cylindrique (7) n est que légèrement supérieur au diamètre extérieur maximal prévisible en tenant compte des tolérances de mesure et de l'excentricité de l'embout (iî) d'un tuyau à introduire dans le manchon (8). 4.- Joint selon l'ensemble des revendications à 39 caractérisé en ce que la partie de la garniture cylindorique s S étendant le long de la partie cylindrique (7) est conformée on anneau (i) à section droite on toto de mar teau, anneau qui présente, avant que l'embout (11) du tuyau à accoupler ait été mis on place 9 un diamètre intérieur inférieur au diamètre de cet embout (ii) 5 .- Joint selon l'ensemble des revendications 11 à 4, caractérisé on ce que la garniture cylindrique est fixée à la partie cylindrique (7) au moyen de rainures (6) et ner- sures (2) périphériques emboitées, se trouvant sur les surfaces en regard de ces parties. 6.- Joint selon la revendication 5,- caractérisée on ce que les rainures (6) et les nervures (2) sont hélicoïdales.