Brevet FR2608714A1 — publié le 19880624

La présente invention concerne les machines pour le creusement de tunnels ou de galeries constituées Dar un bouclier cylindrique, qui peut hêtre en deux parties ou plus agencées télescopiquement ou articulées, une tête de coupe montée à 'extrémité avant du bouclier et des moyens pour mettre en place, a l'arrière du bouclier, un cuvelage formé par assemblage d'éléments préfabriqués. L'invention a plus particulièrement pour objet un i oint destiné à assurer l'étanchéité entre le bouclier et le cuvelage etXou entre les différentes. parties du bouclier, pour empêcher l'entrée d'eau provenant du sol environnant et/ou 1 'entrée de produits que l'on injecte sous oresi o dans le vide annulaire entre le terrain et le cuvelage pour éviter les affaissements de terrain et/ou sceller le cuvelage On a proposé de réaliser ces joints en caoutchouc arme mais à cause de la rugosité de la surface du cuvelage sur lequel ils frottent, leur usure est très rapiae et ils sont inaptes à un service prolongé. On a également utilisé des joints constitués par des brosses, par exemple en fil d'acier, garnies de graisse. Ces joints demandent un entretien important. Par ailleurs, lorsque le joint est en contact avec les boues injectées dans le sol, celles-ci pénètrent dans les brosses et, e durcissant, réduisent la flexibilité des brosses ce qui a pour effet d'augmenter les frottements et de diminuer l'étanchéité, notamment lorsque le cuvelage et le bouclier ne sont pas parfaitement concentriques. Le but de la présente invention est de fournir un joint d'étanchéité résistant å un service prolongé et conservant pendant toute sa vie une bonne flexibilité- autorisant une légère excentration du bouclier par rapport au cuvelage. Le joint d'étanchéité objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il et formé d'au moins de coucnes superposées, chacune de ces couches étant formée d'une pluralité de segments places cute a cUte et les joints entre segments étant décalés circonférentiellement d'une couche a l'autre, en ce que chaque segment est formé d un empilement de lamelles mtalliques flexibles et en ce que oans craque segment de la couche extérieure des lamelles de caoutchouc sont placées entre les lamelles métalliques et sont fixées a cei ies-cl sur toute lez su'-Tace par vulcanisation. fifvantageusement, le joint comportera en plus une couche intérieure constituée comme la coche extérieure. La description aui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, å titre d'exemple non-limitatif un mode de réalisation de l'invention et sur lesquels s La figure 1 est une vue en coupe, par un plan contenant l'axe du bouclier, d'un joint d'étanchéité réalisé conformément a l'invention ; La figure 2 est une coupe transversale suivant 2-2, -a une échelle supérieure, du joint de la figure 1 ; et La figure 3 est une vue suivant 3-3 du joint en cours de montage montrant la superposition des segments des différentes couches. Le joint représenté sur les dessins est le joint de queue d'une machine de creusement de tunnel. Il assure l'étanchéité entre l'arrière du bouclier 10 et le cuvelage 12 constituant le revêtement intérieur du tunnel. Le bouclier et le cuvelage sont cylindriques et approximativement concentriques. Le joint a une forme annulaire et comprend une partie cylindrique fixée sur l'extrémité du bouclier, l'interieur de celui-ci, et une partie tronconzaue convergente dont l'extrémité est appliquée, par la propre élasticité du joint, sur la surface extérieure du cuvelage. Le joint est formé de trois couches concentt'j Lïes superposées : une couche intérieure 20, une couche intermédiaire 22 et une couche extérieure 24. Chacune couche est formée de plusieurs segments placés côte à côte, et leE joints 21, 23, 25 entre les segments de chaaue couche sont décalés circonférentiellement par rapport à ce de la couche adjacente, de telle sorte que les joints 21 de la couche intérieure soiènt recouverts par les segments de la couche intermédiaire et que les joints 23 de cette dernière soient recouverts par les segments de la couche extérieure. Les segments sont fixés sur le bouclier 10 par des vis 16 et des brides 18. Les segments de la couche intermédiaire 22 sont constitués par un empilement de lamelles métallipues flexibles 26 pliées pour former un V d'angle au sommet&alpha; compris entre 1200 et 1500. On pourra, par exemple, former ces segments de huit à dix tôles d'acier de 0,5mm a 0 8mm d'épaisseur. Les segments de la couche extérieure 24 sont constitués par un empilement de lamelles métalliques flexibles, de même forme que les lamelles de la couche 22, avec interposition de lamelles de caoutchouc 28 fixées sur toute leur surface aux lamelles métalliquec adjacentes, par vulcanisation à chaud. On pourra, par exemple utiliser pour former ces segments trois ou quatre tôles te 0t5mm à 0,8mm d'épaisseur avec interoosition de deu: ou trois lamelles de caoutchouc de stemm à mm d'épaisseur L ' interposition de couches de caoutchouc adhérant aux lamelles de tôle adjacentes permet d'augmenter la raideur des segments constituant la couche intérieure et, par conséquent, d'exercer un effort élastique plus important sur les segments constituant la couche intermédiaire et éventuellement la couche intérieure, lorsque la partie tronconique du joint est déformée, et d assurer une meilleure étanchéité en évitant que les lamelles de la couche extérieure puissent être soulevées par liteau ou la boue sous pression et ne remplissent plus leur rôle. L'effeuillement des lamelles métalliques par frottement sur le cuvelage est pratiquement interdit grace à leur interadhérence procurée par les couches vulcanisées. Les segments de la couche intérieure 20 peuvent être faits comme ceux de la couche extérieure ou comme ce de la couche intermédiaire. Toujours pour minimiser les risques d'arrachement. les lamelles constituant les différentes couches peuvent être liées en elles par un cordon de soudure 30 L'angle entre la partie cylindrique et la partie tronconique du joint et la longueur de cette dernière partie dépendent de'l'importance du jeu entre bouclier et cuvelage et sont choisis pour que la partie tronconique soit déformée vers 1 'extérieur, lorsque le joint est en place, de façon qu'il soit appliqué élastiquement, en permanence, sur la surface extérieure du cuvelage. Le nombre de couches du point peut être différent de trois. Le joint de l'invention peut être utilise sur des boucliers a pression de boue ou à pression c air, non seulement comme joint de queue entre bouclier et cuvelage, comme décrit, mais également pour assurer 1 'étanchéité cotre deux parties articulées ou agencées télescopiquement du bouclier. I1 est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées au mode de réalisation décrit par l'emploi de moyens techniques équivalents, notamment pour l'adapter à des applications particulières, entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICTIONS 1. Joint, notamment pour machine de creusement de tunnels ou de galeries, destiné à assurer l'étanchéité entre un premier élément à section circulaire et un second élément entoure par le premier, ce joint ayant la forme d'un anneau comprenant une partie cylindrique fixée au premier élément et une partie tronconique appliquée élastiquement sur la surface extérieure du second, caractérisé en ce qu'il est formé d'au molns oeu > couches superposées (22, 24), chacune de ces couches étant formée d'une pluralité de segments placés c8te à c8te et les joints v2s5 25) entre segments étant décales circonférentiellement d'une couche à l'autre, en ce que chaque segment est formé d'un empilement de lamelles metalliques fie > iblec (26) et en ce que dans ie segmente de la couche extérieure des lamelles de caoutchouc (28) sont placéec entre les lamelles métalliques et sont fixées a- celles-ci sur toute leur surface par vulcanisation. 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractéris en ce qu'il comporte au moins trois couches (20, 22, 24, et les segments de la couche intérieure (20) sont constitués comme ceux de la couche extérieure (24 > .