Brevet FR2505963A1 — publié le 19821119

La présente invention est relative aux joints de tuyaux, et plus particulièrement aux joints de tuyaux du type"à aboutement'utilisés pour réunir bout à bout un certain nombre de tuyaux afin de constituer une con- duite continue De telles conduites sont utilisées couram- ment comme conduites de service, telles que par exemple les drains, les canalisationsd'adduction d'eau ou les égouts. Une forme classique d'un tel joint comprend les IO extrémités de deux tuyaux disposés bout à bout, un élément d'étanchéité annulaire élastique entourant la région de butée entre les extrémités des deux tuyaux, et un dispo- sitif de serrage ajusté autour des tuyaux pour maintenir l'élément d'étanchéité en contact étanche avec les extré- I.5 mités des tuyaux. On comprendra que, dans le présent mémoire, le mot "tuyaux" englobe tous les éléments du type tuyau tes que les tuyaux proprement dits, les tubes, les tuyaux souples, ainsi que les raccords creux pour tuyaux utilisés dans la réalisation des canalisations, tels que les coudes et les raccords en T. L'invention a pour but de fournir un joint de tuyaux efficace et satisfaisant du type mentionné plus haut. A cet effet, l'invention a pour objet un joint de tuyaux, du type comprenant des extrémités adjacentes ap- partenant à deux tuyaux disposés coaxialement bout à bout; un élément d'étanchéité annulaire disposé autour des deux extrémités de tuyaux adjacentes; et deux organes de ser- rage présentant chacun une configuration générale semi- cylindrique et ajustés autour des extrémités des tuyaux et de l'élément d'étanchéité avec leurs bords latéraux s'étendantaxialerent et adjacents fixés les uns aux autres; ce joint étant caractérisé en ce que la configuration des organes de serrage au voisinage de leurs bords latéraux e fixés les uns aux autres s'écarte à peu près tangen- tiellement de leur configuration générale semi-cylindri- que, et en ce que l'élément d'étanchéité présente une partie en surépaisseur de forme correspondante au voisi- nage de chacun des bords latéraux fixés des organes de serrage. Dans un mode de réalisation de l'invention, les organes de serrage sont pourvus de brides le long de leurs bords latéraux, la fixation entre les deux brides étant IO par exemple obtenue au moyen d'écrous et de boulons asso- ciés à ces brides. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les organes de serrage sont fixés l'un à l'autre sur un côté par le fait que les bords latéraux adjacents situés I 5 sur ce côté sont articulés l'un à l'autre Les deux autres bords latéraux adjacents peuvent être pourvus de brides, la fixation entre les deux brides pouvant par exemple être obtenue au moyen d'un écrou et d'un boulon associés à ces brides. L'articulation entre les deux bordslatéraux peut être constituée par une charnière, mais, de préférence, elle est obtenue par des moyens d'accrochage Ainsi, par exemple, l'un des bords latéraux associés peut être pour- vu d'un organe d'accouplement s'étendant parallèlement au bord latéral à partir d'un support central, tandis que le bord latéral associé de l'autre organe de serrage est pourvu d'un ou plusieurs crochets adaptés pour s'accrocher sur l'organe d'accouplement. L'articulation entre deux bords latéraux associés des organes de serrage présente l'avantage d'un faible en- combrement et facilite le serrage du joint près d'un obs- tacle présent au voisinage de ce joint En effet, il suf- fit de disposer d'assez d'espace autour du joint pour pouvoir serrer des écrous et des boulons (par exemple) sur un côté du joint De même, du fait que le joint ne néces- site qu'une liaison par écrou et boulon sur un côté, il est plus rapide à assembler. L'agencement comprenant des crochets et un organe d'accouplement, tel que décrit ci-dessus, peut être avan- tageux par rapport à la présence d'une charnière au point d'articulation entre les bords latéraux associés, par le fait que, alors qu'une liaison par charnière nécessite d'être largement ouverte avant de pouvoir la faire passer autour du joint entre tuyaux, l'agencement à crochets et à organe d'accouplement permet de positionner une moitié des pièces, l'autre moitié étantensuite reliée à celle -ci avec une ouverture minimale entre les organes de serrage. Conformément à l'invention, l'élément d'étanchéité I 5 comporte deux parties en forme générale de coin diamé- tralement opposées l'une à l'autre, au voisinage des bords latéraux des organes de serrage fixés les uns aux autres. L'invention permet de réduire de façon notable les difficultés que l'on rencontre fréquemment dans les joints de tuyaux du type auquel s'intéresse l'invention, à savoir que l'élément d'étanchéité, à l'emplacement de la jonction entre les deux organes de serrage, tend à se gondoler et à perdre son effet d'étanchéité lorsque l'on serre ensem- ble les organes de serrage En effet, avec le joint sui- vant l'invention, lorsqu'on serre ensemble les organes de serrage à brides, la partie en forme de coin de l'élément d'étanchéité située sous chaque bord à bride en butée des organes de serrage crée une réaction dirigée radialement vers l'intérieur, ce qui évite le gondolage En même temps, du fait que les organes de serrage sont plus éloignés des extrémités des tuyaux au voisinage de leurs bords en butée, il existe une résistance considérable au coincement de l'élément d'étanchéité entre les bords latéraux adjacents des organes de serrage. Le positionnement circoneérentiel positif de l'élé- ment d'étanchéité par rapport aux organes de serrage peut être assuré par un ou plusieurs talons, disposés sur l'élé- ment d'étanchéité et adaptés pour coopérer avec une ou plusieurs fentes correspondantes prévues dans l'un des organes de serrage ou dans les deux organes de serrage. En variante, on peut obtenir un positionnement positif, par exemple, au moyen de petites pattes en saillie surles parties en forme de coin de l'élément d'étanchéité et Io pénétrantdans des intervalles existant entre les bords latéraux adjacents des organes de serrage. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et en regard I 5 des dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 est une vue en bout et en coupe d'un joint de tuyaux conforme à l'invention; la Fig 2 est une vue latérale en coupe d'une partie du joint de la Fig 1; les Fig 3 et 4 sont des vues partielles, respecti- vement de face et en coupe, représentant une partie de l'élément d'étanchéité du joint de la Fig 1; la Fig 5 est une vue en bout et en coupe d'un autre joint de tuyaux conforme à l'invention; et la Fig 6 est une vue partielle éclatée en perspec- tive d'une partie du joint de la Fig 5. En se référant aux Fig 1 à 3, on voit que le joint comprend deux extrémités de tuyaux 1 et 2 juxtaposées au- tour desquelles est disposée une garniture d'étanchéité annulaire 3 en matériau élastique On notera que la garni- ture d'étanchéité est pourvue d'une nervure annulaire intérieure 4 qui réalise une séparation entre les extré- mités de tuyaux juxtaposées 1 et 2 pour empêcher leur endommagement, et est également pourvue de nervures annulaires internes et externes 5 et 6 afin d'augmenter l'effet d'étanchéité en service Deux organes de serrage 7 et 8 entourent la garniture annulaire d'étanchéité; ces organes ont une forme générale semi-cylindrique mais ne sont pas totalement semicylindriques-. Les bords latéraux s'étendant axialement et adja- cents de chacun des organes de serrage sont pourvus de brides 9 présentant des trous 10 à travers lesquels peu- vent être enfilés des boulons de fixation il dont chacun IO porte un écrou approprié 12. Comme on l'a mentionné plus haut, on observera que, bien que chaque organe de serrage présente sur la plus grande partie de sa surface une section cylindrique, il diverge tangentiellement près de chacun de ses bords I 5 latéraux, comme représenté en 13 et 14, en donnant ainsi naissance au voisinage des bords à brides 9, en combinai- son avec les surfaces externes des tuyaux juxtaposés, à une région à peu près en forme de coin. La garniture d'étanchéité possède une configuration en coin analogue au voisinage de chaque bord latéral des organes de serrage, comme représenté en 15 et 16, c'est- à-dire que sa section présente une surépaisseur dans ces régions par rapport à la section des autres régions. Comme on peut le voir aux Fig 3 et 4, la garniture d'étanchéité est pourvue d'un talon 17 reçu dans une fente (non représentée) de l'un des organes de serrage afin d'ob- tenir un positionnement positif entre la garniture et les organes de serrage 7 et 8 et de garantir un alignement précis entre les parties en coin 15 et 16 de la garnitu- re d'étanchéité et les espaces de forme correspondante situés sous les bords latéraux adjacents 13 et 14 des or- ganes de serrage. En pratique, on notera que les parties tangentiel- les "droites" 13 et 14 conjuguées des organes de serrage retiennent la garniture 3 et l'empêchent d'être coincée entre les brides 9 des organes de serrage Le gondolage local est évité gràce à la réaction dirigée vers, l'inté- rieur des organes de serrage et A l'épaisseur localement accrue de la garniture 3 dans les parties en forme de coin Dans les régions situées entre les deux organes de serrage, l'étanchéité est améliorée par l'effet de plan incliné des organes de serrage lorsque ceux-ci sont tirés IO l'un vers l'autre Ceci presse la garniture 3 vers l'inté- rieur et tend à égaliser la compression de cette garniture sur la périphérie du joint. En se référant aux Fig 5 et 6, on voit un joint constitué de deux extrémités de tuyaux juxtaposées 21 I 5 autour desquelles estdisnosée-une garniture d'étanchéité annulaire 23 en matériau élastique Deux organes de ser- rage 27 et 28 entourent la garniture d'étanchéité annu- laire 23; ces organes ont une forme générale semi-cylin- drique mais ne sont pas complètement semi-cylindriques. Les bords latéraux s'étendant axialement et adjacents situés d'un côté de chacun des organes de serrage sont pourvus de brides 29 qui présentent des trous à travers lesquels on peut enfiler un boulon de fixation 31 portant un écrou approprié 32. Les autres bords latéraux s'étendant axialement des organes de serrage sont pourvus de moyens d'articulation comprenant un organe d'accouplement 40 porté par un sup- port 41 qui part de l'un des bords latéraux, et de deux crochets 42 partant de l'autre bord latéral. Comme on l'a mentionné plus haut, on observera que, * bien que chaque organe de serrage soit, sur la plus grande partie de sa surface, de section seemi-cylindrique, il diverge tangentiellement au voisinage de chacun de ses bords latéraux, comme représenté en 33 et 34, de façon à 25059 E 3 donner naissance au voisinage des bords, latéraux des organes de serrage, en combinaison avec les surfaces externes des tuyaux juxtaposés, à une région ayant à peu près une forme en coin La garniture d'étanchéité possède une configuration en coin analogue au voisinage de chacun des bords laté- raux des organes de serrage, comme représenté en 35 et 36, c'est-à-dire que sa section est plus épaisse dans ces régions par rapport à ce qu'elle est dans les autres IO régions. En pratique, on notera que les parties tangentielles "droites" 33 et 34 conjuguées des organes de serrage re- tiennent la garniture 23 et l'empêchent d'être coincée entre les bords latéraux des organes de serrage Le gondo- I 5 lage local est évité grâce à la réaction dirigée vers l'intérieur des organes de serrage et à l'épaisseur loca- lement accrue de la garniture 23 dans les parties en for- me de coin Dans les régions situées entre les deux organes de serrage, l'étanchéité est améliorée par l'ef- fet de plan incliné des organes de serrage lorsque ceux- ci sont tirés l'un vers l'autre Ceci presse la garniture 23 vers l'intérieur et tend à égaliser la compression de la garniture sur la périphérie du joint. L'articulation par organe d'accouplement et cro- chets entre les organes de serrage, sur un de leurs côtés, présente les avantages mentionnés plus haut En particu- lier, la Demanderesse a constatée que l'assemblage dans un espace réduit est particulièrement favorisé par l'agence- ment qui est illustré En effet, l'un des organes de ser- rage peut être mis en position autour de la garniture d'étanchéité, puis l'autre moitié être mise en prise sur le côté d'articulation des organes de serrage avec une ouverture d'environ 150 seulement entre les deux organes de serrage, le boulon 31 étant mis en même temps dans sa position finale sur l'autre côté des organes de serrage. La Demanderesse a constaté que, avec le joint sui- vant l'invention, on peut accepter des gammes de toléran- ces relativement larges entre les tuyaux et les organes de serrage Ce point est à noter dans le contexte de cer- taines formes classiques de joints dutype mentionné plus haut qui ne possèdent pas la caractéristique conforme à l'invention d'une partie en coin de la garniture d'étan- chéité mais comportent des organes de serrage ayant entiè- rement ou presque entièrement une configuration semi- IO cylindrique Avec de tels joints, on a constaté que l'on ne peut accepter qu'une gamme de tolérances très limitée entre les tuyaux et les organes de serrage. REVENDICATIONS - 1. Joint de tuyaux, du type comprenant des extré- mités adjacentes ( 1,2; 21) appartenant à deux tuyaux disposés coaxialement bout à bout; un élément d'étanché- ité annulaire ( 3; 23) disposé autour des deux extrémités de tuyaux adjacentes; et deux organes de serrage ( 7, 8; 27, 28) présentant chacun une configuration généralesemi- cylindrique et ajustés autour des extrémités des tuyaux et de l'élément d'étanchéité avec leurs bords latéraux s'étendant axialement et adjacents ( 9; 29,40 à 42)fixes les IO uns aux autres; ce joint étant caractérisé en ce que la configuration des organes de serrage au voisinage de leurs bords latéraux fixes les uns aux autres s'écarte à peu prés tangentiellement de leur configuration générale semi- cylindrique, et en ce que l'élément d'étanchéité présente I 5 une partie en surepaisseur ( 15, 16; 35, 36) de forme cor- respondante au voisinage de chacun des bords latéraux fixes des organes de serrage. 2. Joint suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de serrage ( 7, 8) sont pourvus de bri- des ( 9) le long de leurs bords latéraux. 3. Joint suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les brides ( 9) sont fixées les unes aux autres au moyen d'écrous ( 12) et de boulons ( 11). 4. Joint suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de serrage ( 27, 28) sont fixes l'un à l'autre sur un côté par-le fait que les bords latéraux adjacents ( 40 à 42) situés sur ce côté sont articulés l'un à l'autre. 5. Joint suivant la revendication 41 caractérisé en ce que les deux autres bords latéraux adjacents sont pour- vus de brides ( 29). 6. Joint suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les deux brides ( 29) sont fixées l'une à l'autre au moyen d'un écrou ( 32) et d'un boulon ( 31). 7. Joint suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'articulation entre les deux bords latéraux des organes de serrage ( 27, 28) est obte- nue par des moyens d'accrochage ( 40 à 42). 8 Joint suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'un des bords latéraux est pourvu d'un organe d'accouplement ( 40) s'étendant parallèlement au bord. latéral à partir d'un support central ( 41), tandis que le bord latéral associé de l'autre organe de serrage ( 28) Io est pourvu d'un ou plusieurs crochets ( 42) adaptés pour s'accrocher sur l'organe d'accouplement 9. Joint suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité ( 3, 23) présente un ou plusieurs talons( 17) adaptés pour coopérer avec une ou des fentes correspondantes prévues dans l'un des organes de serrage ( 7, 8; 27, 28) ou dans les deux organes de serrage. 10. Joint suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisé en ce que de petites pattes de positionnement font saillie sur les parties en forme de, coin de l'élément d'étanchéité ( 3; 23) et pénètrent dans des intervalles existant entre les bords latéraux adjacents des organes de serrage ( 7, 8; 27, 28).