Brevet FR2596492A1 — publié le 19871002

DISPOSITIF D'ARTICULATION ETANCHE POUR TUYAUX CYLINDRIQUES La présente invention concerne un dispositif d'articulation étanche pour tuyaux cylindriques en matière synthétique. Les tronçons de tuyaux extrudés sont en général rigides et ne permettent pas de suivre des courbes de faible rayon de courbure. Pour pallier cet inconvénient, on a développé des éléments souples composés d'anneaux emboîtes les uns dans les autres et présentant entre eux un Jeu suffisant pour permettre de former des coudes ou de suivre des courbes de faible rayon. Ces éléments souples sont bien adaptés à toutes les applications ou l'étanchéité n'est pas requise, étant donné qu'il est impossible d'assurer l'étanchéité entre les segments cylindriques formant ces éléments, meme si, comme l'ont montré différents essais, on les équipe de Joints toriques ou profilés. De ce fait, l'utilisation de ce type d'éléments souples n'est pas envisageable pour de très nombreuses applications ou l'étanchéité est une caractéristique indispensable.Il en est ainsi pour toutes les applications relatives à l'approvisionnement ou l'évacuation de liquides, par exemple pour la mise en place ou la réparation de canalisations transportant des eaux claires ou des eaux usées. Il en est de meme pour la protection des câbles électriques ou des lignes téléphoniques. La présente invention se propose de pallier cet inconvénient en réalisant un dispositif d'articulation étanche qui permet de raccorder entre eux des tronçons de conduites de canalisations rectilignes rigides, au moyen de tronçons courbes de relativement petit rayon de courbure. Ce but est atteint par le dispositif d'articulation selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier élément d'articulation ayant un profil partiellement sphérique et au moins un second élément d'articulation ayant également un profil partiellement sphérique, le premier élément d'articulation ayant un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du second élément d'articulation, de telle manière que le second élément d'articulation puisse etre emboîté à l'intérieur du premier élément d'articulation afin de former une rotule. Selon une forme de réalisation particulière, l'un au moins des deux éléments d'articulation comporte des moyens d'étanchéité agencés pour frotter contre la surface d'appui de l'autre élément d'articulation. Selon une autre forme de réalisation particulière, lesdits moyens d'étanchéité comprennent au moins une protubérance annulaire ménagée sur la surface intérieure de l'un des éléments d'articulation et agencée pour frotter contre la surface d'appui de l'autre élément d'articulation. Selon une forme de réalisation avantageuse, lesdits moyens d'étanchéi- té comprennent au moins un Joint élastomère annulaire disposé dans un logement ménagé dans l'un des éléments d'articulation et dimensionné pour frotter contre la surface d'appui de l'autre élément d'articulation. Le premier élément d'articulation peut comporter au moins un logement ménagé a sa surface intérieure, agencé pour contenir au moins un Joint d'étanchéité annulaire, ce Joint étant dimensionné pour prendre appui sur la surface périphérique du second élément d'articulation. Le second élément d'articulation peut aussi comporter au moins un logement ménagé à sa surface extérieure, agencé pour contenir au moins un Joint d'étanchéité annulaire, ce Joint étant dimensionné pour prendre appui sur la surface intérieure du premier élément d'articulation. Selon une variante combinant les deux réalisations précédentes, le premier élément d'articulation comporte au moins un logement ménagé à sa surface intérieure agencé pour contenir au moins un Joint d'étanchéité annulaire, ce Joint étant dimensionné pour prendre appui sur la surface périphérique du second élément d'articulation et le second élément d'articulation comporte au moins un logement ménagé à sa surface extérieure, agencé pour contenir au moins un Joint d'étanchéité annulaire, ce Joint étant dimensionné pour prendre appui sur la surface intérieure du premier élément d'articulation. Selon une autre forme de réalisation avantageuse, le premier élément d'articulation est solidaire d'une extrémité d'un tuyau cylindrique, le second élément d'articulation est solidaire de l'autre extrémité du tuyau cylindrique de telle manière que deux tuyaux identiques puissent autre accouplés au moyen d'une articulation constituée par un premier élément d'articulation solidaire de l'un des tuyaux et par un second élément d'articulation solidaire de l'autre tuyau, ces deux éléments d'articulation étant emboités l'un dans l'autre. Selon un autre mode de réalisation, ledit premier élément d'articulation et ledit second élément d'articulation sont solidaires chacun d'un tronçon tubulaire cylindrique agencé pour être raccordé par emboltement à l'extrémité d'un tuyau cylindrique. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif se compose de plusieurs modules comprenant chacun un premier élément d'articulation et un second élément d'articulation reliés rigidement par un tronçon tubulaire cylindrique, ces modules étant agences pour être couplés entre eux pour former au moins une articulation et/ou pour etre couples à un premier ou un second élément d'articulation, solidaire d'un tuyau cylindrique ou monté à l'extrémité d'un tel tuyau. La présente. invention sera mieux comprise en référence à la description d'exemples de réalisation et au dessin annexé dans lequel La figure 1 représente une première forme de réalisation du dispositif d'articulation selon l'invention, La figure 2 représente une seconde forme de réalisation de ce dispositif, La figure 3 représente une première variante dans laquelle les éléments du dispositif d'articulation sont solidaires de tuyaux cylindriques, Les figures 4 et 5 représentent une autre variante du dispositif d'articulation selon l'invention, dans laquelle les éléments formant ce dispositif sont adaptables aux extrémités de tuyaux cylindriques, La figure 6 illustre un mode d'assemblage de plusieurs modules destinés a former un dispositif d'articulation selon l'invention, et Les figures 7 et 8 illustrent deux variantes voisines du dispositif illustré par la figure 1. En référence à la figure 1, le dispositif d'articulation 10 se compose d'un premier élément d'articulation 11, ayant un profil partiellement sphérique et d'un second élément d'articulation 12 ayant également un profil partiellement sphérique. Le diamètre intérieur du premier élément d'articulation 11 est sensiblement égal au diamètre extérieur du second élément d'articulation 12, de telle manière que le second élément d'articulation embolie dans le premier constitue une rotule. L'étanchéité entre les deux éléments d'articulation 11 et 12 est obtenue par un Joint torique 13 en élastomère, qui pourrait également être remplacé par un Joint annulaire profile ayant une section transversale symétrique par rapport a son plan médian. Le Joint 13 est disposé à l'intérieur d'un logement 14 ménagé dans la paroi de l'élé- ment d'articulation 11. Ce logement est ouvert vers l'intérieur de l'élément 11, et le Joint d'étanchéité 13 est dimensionne de telle manière qu'il prenne appui sur la surface périphérique du second élément d'articulation 12. Dans l'exemple illustré, les deux éléments d'articulation sont raccordés chacun a un tronçon cylindrique respectivement 11a et 12a. L'ensemble de ces éléments à savoir le premier élément d'articulation 11. le second élément d'articulation 12 et les deux tronçons cylindriques lia et 12a sont dimensionnés de telle manière que la déviation maximale autorisée soit de l'ordre de 10 à 152. Il est évident qu'une réduction de diamètre des tronçons cylindriques permettrait d'augmen ter l'angle d'articulation de la rotule. Le tronçon cylindrique lia est raccordé à l'une de ses extrémités au premier élément d'articulation 11 et porte à son autre extrémité un second élément d'articulation 12' identique à l'élément d'articulation 12. De façon similaire, le tronçon cylindrique 12a est raccordé à une de ses extrémités au second élément d'articulation 12 et porte à son autre extrémité un premier élément d'articulation 11' identique au premier élément d'articulation 11.L'ensemble compose d'un premier élément d'articulation 11, d'un tronçon cylindrique lia et d'un second élément d'articulation 12' constitue un module qui, comme le montre la fig. 1, peut être accouple avec un second module identique, préalablement retourné, composé d'un second élément d'articulation 12, d'un tronçon cylindrique 12a et d'un premier élément d'articulation il'. Comme le montre de façon schématique la fig. 6, le nombre des modules pouvant être accouplés n'est pas limité à deux mais peut être choisi en fonction du tronçon curviligne de canalisation étanche que l'on souhaite realiser. La figure 2 représente une autre forme de réalisation d'un dispositif d'articulation 20 qui se compose comme précédemment d'un premier élément d'articulation 21 et d'un second élément d'articulation 22 emboîté dans le premier. Dans cet exemple de réalisation, c'est le second élément d'articulation 22, et non plus le premier comme dans l'exemple précédent, qui porte le Joint annulaire d'étanchéité disposé à l'intérieur d'un logement 22 ménagé dans l'épaisseur de la paroi du second élément d'articulation 22. Le premier élément d'articulation 21 est localise à une extrémité d'un tronçon cylindrique 21a dont l'autre extrémité porte un second élément d'articulation 22' identique à l'élément d'articulation 22 décrit ci-dessus.De façon analogue, ce second élément d'articulation 22 est lié à un tronçon cylindrique 22a dont l'autre extrémité porte un premier élément d'articulation 21' identique au premier élément d'articulation 21. On obtient comme précédemment des modules emboitables qui permettent de réaliser une canalisation curviligne étanche. Pour parfaire l'étanchéité, il serait possible de prévoir plusieurs Joints d'étanchéité identiques ou différents, disposés indifféremment dans des logements ménagés en partie ou en totalité dans l'épaisseur du second élément d'articulation (voir fig. 2), ou en partie ou totalement dans des logements solidaires du premier élément d'articulation (voir fig. 1). Selon un mode de réalisation avantageux, il serait possible d'équiper des tuyaux cylindriques rectilignes d'éléments d'articulation identiques à ceux décrits ci-dessus. Ce mode de réalisation est illustré par la fig. 3, qui représente deux tuyaux cylindriques 30 et 31 dont chaque extrémité porte un premier élément d'articulation 30a, respectivement 31a et dont l'autre extrémité porte un second élément d'articulation 30b respectivement 31b. Dans l'exemple représenté, les élé- ments d'articulation sont identiques à ceux de la fig. 1. Le premier élément d'articulation 31a solidaire du tuyau cylindrique 31, est destiné a être ajusté sur le second élément d'articulation 30b du second tuyau cylindrique 30, dans le but de former une rotule de liaison entre ces deux tuyaux. La figure 4 illustre une variante du dispositif illustre par la fig. 3. Dans cette réalisation deux tuyaux cylindriques 40 et 41 peuvent être équipés chacun d'un premier élément d'articulation 40a respectivement villa et d'un second élément d'articulation 40b respectivement 41b. Ces éléments d'articulation comportent chacun un embout 42 ayant une forme sensiblement cylindrique et équipé d'un logement 43 agencé pour contenir un Joint d'étanchéité 44. De cette manière, les éléments d'articulation individuels peuvent être adaptés de façon étanche aux extrémités de tuyaux ayant une forme parfaitement cylindrique. La figure 5 illustre une variante de cette réalisation dans laquelle le manchon 42' solidaire d'un premier élément d'articulation 40'a présente une forme cylindrique alors que l'extrémité du tuyau 40' est prémanchonné de manière à réaliser un logement 43' destiné à contenir un Joint d'étanchéité annulaire 44'. Selon une autre forme de réalisation , les manchons 42' pourraient être soudés directement à l'extrémité des tuyaux cylindriques, ce qui supprimerait l'obligation d'utiliser un Joint annulaire pour réaliser l'étanchéité entre les tuyaux et les éléments d'alimentation rapportes. La figure 6 illustre un mode d'assemblage permettant de réaliser une articulation à l'aide de trois modules 50, 51 et 52 identiques entre eux. La figure 7 illustre un dispositif d'articulation 10 dont la construction est très voisine de celle du dispositif d'articulation représenté par la fig. 1. Il se compose d'un premier élément 11 et d'un second élément 12 agences pour s'embolter de manière à former une rotule. Le dispositif illustré par la fig. 1 comprenait un premier élément 11 pourvu d'un logement 14 à l'intérieur duquel était disposé un Joint d'étanchéité 13. Le dispositif d'articulation représenté par la fig. 7 diffère de celui illustre par la fig. 1 en ce que le premier élément d'articulation 11 est dépourvu de tout logement conçu pour contenir un Joint d'étanchéité.On estime que pour certaines applications la surface d'appui 60 de la rotule, définie par la surface intérieure du premier element d'articulation 11 et la surface extérieure du second élément d'articulation 12, présente une étanchéité suffisante pour pouvoir se passer du Joint d'étanchéité. La figure 8 représente une autre variante dépourvue de Joint d'étanchéité. L'articulation 10 se compose comme précédemment d'un premier élément d'articulation 11 et d'un second élément d'articulation 12. Dans ce cas, la surface extérieure du second élément d'articulation 12 est pourvue d'une ou de plusieurs protubérances annulaires 61 qui peuvent être constituées par de simples bourrelets arrondis ou par des languettes annulaires destinées à former de véritables segments d'étanchéité qui balayent la surface de contact 60 définie dans ce cas par la surface intérieure du premier élément d'articulation 11. Il est bien entendu que ces moyens d'étanchéité pourraient être utilises sur toutes les variantes illustrées notamment par les figures 3 å 5. Par ailleurs, les éléments d'articulation montés ou solidaires des extrémités de tronçons de tuyaux rectilignes pourraient également être adaptes aux extrémités de bifurcations en forme de Y destinées à réaliser une dérivation sur une conduite d'eau ou une canalisation quelconque. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites mais pourrait subir différentes modifications et se présenter sous diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art. Toutefois, dans toutes ces variantes, le dispositif d'articulation comporte au moins deux éléments emboitables dont au moins l'un est équipé d'au moins un Joint d'étanchéité annulaire. Revendications 1. Dispositif d'articulation étanche pour tuyaux cylindriques en matière synthétique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier élément d'articulation ayant un profil partiellement sphérique, et au moins un second élément d'articulation ayant également un profil partiellement sphérique, le premier élément d'articulation ayant un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du second élément d'articulation, de telle manière que le second élément d'articulation puisse être emboîté à l'intérieur dudit premier élément d'articulation afin de former une rotule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins des deux éléments d'articulation comporte des moyens d'étanchéité agencés pour frotter contre la surface d'appui de l'autre élément d'articulation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent au moins une protubérance annulaire ménagée sur la surface intérieure de l'un des éléments d'articulation et agencée pour frotter contre la surface d'appui de l'autre élément d'articulation. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent au moins un Joint élastomère annulaire disposé dans un logement ménagé dans l'un des éléments d'articulation et dimensionné pour frotter contre la surface d'appui de l'autre élément d'articulation. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier élément d'articulation comporte au moins un logement ménagé à sa surface intérieure, agencé pour contenir au moins un Joint d'étancheite annulaire et en ce que ce Joint est dimensionné pour prendre appui sur la surface périphérique du second élément d'articulation. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second élément d'articulation comporte au moins un logement ménagé à sa surface extérieure, agencé pour contenir au moins un Joint d'étanchéité annulaire et en ce que ce Joint est dimensionné pour prendre appui sur la surface intérieure du premier élément d'articulation. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément d'articulation comporte au moins un logement ménagé à sa surface intérieure, agencé pour contenir au moins un Joint d'étanchéité annulaire, ce Joint étant dimensionné pour prendre appui sur la surface périphérique du second élément d'articulation, et en ce que le second élément d'articulation comporte au moins un logement ménagé a sa surface extérieure, agencé pour contenir au moins un Joint d'étanchéité annulaire, ce Joint étant dimensionné pour prendre appui sur la surface intérieure du premier élément d'articulation. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier élément d'articulation est solidaire d'une extrémité d'un tuyau cylindrique et en ce que ledit second élément d'articulation est solidaire de l'autre extrémité du tuyau cylindrique, de telle manière que deux tuyaux identiques puissent être accouplés au moyen d'une articulation constituée par un premier élément d'articulation solidaire de l'un des tuyaux et par un second élément d'articulation solidaire de l'autre tuyau, ces deux éléments d'articulation étant emboîtés l'un dans l'autre. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier élément d'articulation et ledit second élément d'articulation sont solidaires chacun d'un tronçon tubulaire cylindrique agencé pour être raccordé par emboîtement à l'extrémité d'un tuyau cylindrique. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il se compose de plusieurs modules comportant chacun un premier élément d'articulation et un second élément d'articulation reliés rigidement par un tronçon tubulaire cylindrique, ces modules étant agencés pour être couplés entre eux pour former au moins une articulation, et/ou pour être couplés à un premier ou un second élément d'articulation, solidaire d'un tuyau cylindrique ou monté à une extrémité d'un tel tuyau.