Brevet FR2657943A1 — publié le 19910809

TUBE A EMBOITEMENT EN MATERIAU PLASTIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL TUBE La présente invention est relative à un tube à emboîtement réalisé en matériau plastique, de préférence en polyéthylène ou en chlorure de polyvinyle mais plus généralement en tout matériau susceptible notamment de présenter des propriétés thermosoudables. Il est bien connu dans la technique, lorsqu'on souhaite réaliser une canalisation continue de grande longueur, de mettre en oeuvre des éléments successifs identiques, dont les dimensions sont habituellement standards et qui sont emboîtés ou emmanchés de l'un à l'autre en autant d'éléments qu'il est nécessaire pour obtenir la longueur de canalisation souhaitée Ces éléments de tube consécutifs comportent ou sont associés à des moyens de connexion mutuels d'un tube au suivant, qui assurent à la fois une liaison mécanique satisfaisante entre eux et, au niveau de celle-ci, l'étanchéité nécessaire, en particulier si la canalisation doit servir à véhiculer un fluide liquide ou gazeux ou même lorsqu'elle enferme des câbles ou autres fils de transmission pour protéger ceux-ci vis-à-vis de l'atmosphère extérieure. Une solution classique pour réaliser une liaison de ce genre consiste à ménager par déformation plastique à l'une des extrémités d'un élément de tube quelconque une partie de diamètre plus important que la partie courante de cet élément, destinée à recevoir par emboîtement, à coulissement axial notamment, l'extrémité non déformée de l'élément suivant, les deux tubes ainsi emmanchés dans le prolongement l'un de l'autre, étant ensuite collés ensemble ou soudés à chaud. Une telle solution exige, en fabrication, des opérations relativement délicates pour successivement chauffer l'extrémité d'un élément, introduire dans celui-ci un mandrin de déformation sur une distance exactement contrôlée, puis assurer le collage ou la soudure des deux éléments une fois emboîtés l'un dans l'autre, cette dernière opération devant s'effectuer sur le chantier avec un matériel approprié Il en résulte un accroissement du prix de revient de cette fabrication et du montage de la canalisation, préjudiciable à une économie optimale du système. En variante, on a également prévu de souder, en bout de l'élément de tube, une pièce injectée distincte, préalablement fabriquée et destinée à recevoir l'extrémité d'un autre élément, cette solution évitant l'usage d'un mandrin, mais impliquant une opération de liaison complémentaire avant que l'emboîtement ne soit réalisé, avec, là encore, les inconvénients de la première solution. D'autres techniques sont également connues, qui consistent notamment à abouter deux éléments de même diamètre et à les souder ensemble par leurs extrémités amenées en contact direct, en particulier par thermosoudage au moyen d'un miroir chauffant ou d'un autre dispositif analogue, ou encore en réunissant les deux éléments par un manchon court les recouvrant mutuellement sur une distance appropriée, ce manchon contenant une résistance électrique, intégrée dans son épaisseur, pour assurer par thermosoudage la jonction du matériau des éléments de tube et les réunir de façon intime avec le manchon, en assurant l'étanchéité de l'ensemble. Mais, cette solution présente également l'inconvénient d'une intervention parfois difficile à exécuter avec précision sur le chantier de montage lui-même, la mise en oeuvre d'un manchon à résistance électrique entraînant en outre un coût parfois prohibitif, par rapport à celui des éléments de tube eux-mêmes. Enfin, une autre technique consiste à utiliser un manchon de liaison du genre précédent mais dépourvu de résistance électrique, ce manchon comportant généralement une collerette médiane interne sur laquelle viennent buter les extrémités en regard des deux éléments de tube et qui recouvre partiellement l'un et l'autre de ces éléments Lorsque ceux-ci sont réalisés en chlorure de polyvinyle (PVC) , les deux côtés du manchon sont collés ou thermosoudés sur les éléments; lorsqu'ils sont réalisés en polyéthylène et présentent une structure externe annelée, c'est-à-dire avec une surface régulièrement ondulée, le manchon comporte dans ses deux parties, de part et d'autre de la collerette médiane, des saillies formant des nervures continues ou des ergots qui s'engagent dans deux gorges appartenant respectivement à l'un et à l'autre des éléments de tube pour assurer mécaniquement la connexion de ceux-ci en même temps que leur solidarisation avec le manchon Cependant, des joints d'étanchéité doivent être prévus et disposés entre le manchon et les éléments de tube, ce qui complique là également le montage et entraîne un accroissement du prix de revient et de la main d'oeuvre. La présente invention concerne un tube à emboîtement qui pallie les inconvénients des solutions rappelées ci-dessus, notamment en évitant l'adjonction entre deux éléments de tube successifs à raccorder ensemble d'un manchon séparé à mettre en place puis à solidariser sur le chantier avec les deux éléments par des moyens de soudage ou de connexion équivalents, entraînant un surcroît d'intervention et par suite, un coût de réalisation sensiblement augmenté. A cet effet, le tube à emboîtement considéré, comportant un élément de tube de forme générale cylindrique, de longueur déterminée, éventuellement standard, de diamètre constant et présentant de préférence une structure extérieure annelée, avec dans sa surface extérieure une succession d'ondes circulaires en relief, séparées par des gorges en creux, se caractérise en ce qu'à l'une des extrémités de l'élément est rapporté sur celle-ci et venu de fabrication avec l'élément, un embout creux, ouvert à sa partie opposée et dont le diamètre interne est légèrement supérieur au diamètre externe de l'élément de tube, de telle sorte qu'il puisse recevoir à coulissement ou emmanchement l'extrémité dépourvue d'embout d'un autre élément de tube analogue, en réalisant leur emboîtement mutuel. Le tube à emboîtement selon l'invention présente l'avantage, vis-à-vis des solutions classiques, notamment à manchon séparé réunissant deux éléments successifs, de n'exiger qu'un embout de dimension longitudinale moitié, puisque directement solidarisé de l'un des éléments en bout de celui-ci, ce qui réduit dans la même proportion le prix de revient correspondant et en outre, élimine toute opération de mise en place préalable d'un tel manchon séparé sur les deux éléments à réunir et de soudure ou collage de celui-ci. De préférence, l'embout creux est constitué par le même matériau et sur-injecté sur l'extrémité de l'élément de tube, après formation de celui-ci à la sortie d'une presse d'injection ou analogue. Par ailleurs et selon une caractéristique particulière de l'invention, l'embout creux comporte dans sa surface interne, deux nervures circulaires en saillie ou des ergots, espacés les uns des autres d'une distance déterminée De préférence, la distance qui sépare les nervures est égale à celle qui correspond, sur l'élément de tube annelé, à la largeur d'une onde ménagée dans sa surface externe, de telle sorte que, après emboîtement d'un second élément dans l'embout d'un premier, les deux nervures ou ergots viennent se loger dans deux gorges successives mais séparées de la surface extérieure du second élément. Avantageusement, les nervures en saillie ou ergots sont ménagés dans l'embout au voisinage de l'extrémité de l'élément de tube sur lequel est rapporté cet embout et, à tout le moins, plus près de cette extrémité que de la partie opposée ouverte de l'embout. Selon une autre caractéristique, l'embout présente une forme légèrement conique dont la génératrice détermine avec l'axe de l'élément de tube cylindrique un angle de l'ordre de 1 à 3 , afin de faciliter l'emboîtement du second élément dans 1 'embout du premier En outre, 1 'emboîtement de deux éléments successifs peut être réalisé avec un joint d'étanchéité, monté dans une gorge du second élément, dans la partie de celui-ci qui s'engage dans l'embout du premier. De préférence, la gorge recevant le joint est décalée par rapport à celles recevant les nervures, en direction de la partie ouverte de l'embout. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'embout comporte deux nervures ou ergots qui sont respectivement engagées dans la seconde et la troisième gorges du second élément de tube à partir de l'extrémité de celui-ci qui pénètre dans l'embout du premier élément, le joint d'étanchéité étant de préférence monté dans la cinquième gorge. Le joint d'étanchéité disposé dans une gorge du second élément peut, selon le cas, en particulier selon l'application envisagée, être un joint torique, à lèvre ou en forme de "T". En outre, et selon une autre caractéristique, l'embout comporte dans sa partie ouverte une zone terminale évasée, déterminant un angle d'ouverture compris entre 20 et 400, et de préférence égal à 300. D'autres caractéristiques d'un tube à emboîtement établi conformément à l'invention et du procédé de fabrication d'un tel tube, apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle de l'extrémité d'un élément de tube à surface annelée, comportant selon l'invention, un embout creux, sur-injecté sur l'élément; la Figure 2 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle, illustrant l'emboîtement d'un second élément de tube dans l'embout d'un premier élément avec montage d'un joint d'étanchéité; les Figures 3 et 4 sont des vues schématiques de variantes de réalisation du joint d'étanchéité représenté sur la Figure 2. Sur la Figure 1, la référence 1 désigne l'extrémité d'un élément de tube 1 établi conformément à l'invention Cet élément comporte une partie courante 2, de forme générale cylindrique, délimitant un passage interne et continu 3 sur toute la longueur de l'élément et, dans sa surface externe, un profil annelé 4, constitué par des ondes circulaires successives 5, séparées l'une de l'autre par des gorges en creux 6 L'élément de tube 1 peut être réalisé en tout matériau plastique approprié, notamment en chlorure de polyvinyle (PVC), en polyéthylène ou en polypropylène Avantageusement, cet élément est réalisé par injection et formage sous pression, selon un procédé en lui-même parfaitement classique, permettant notamment sa fabrication en continu. Selon l'invention, à l'une des extrémités ouverte 7 de l'élément 1 et lors de la fabrication de celui- ci, est rapporté un embout 8, sur-injecté sur l'élément et solidarisé ainsi avec ce dernier, en assurant dans la zone de jonction mutuelle de ceux-ci une parfaite étanchéité. L'embout 8 présente une surface interne 9, délimitant un passage cylindrique dont le diamètre mesuré au sommet des ondes 5 dans sa surface annelée extérieure 4, est légèrement supérieur à celui du passage interne 3 de l'élément 1. Dans sa surface externe 9, l'embout 8 comporte deux nervures, respectivement 10 et 11, circulaires, ou ponctuels (ergots) s'étendant dans deux plans parallèles distincts, perpendiculaires à l'axe longitudinal 12 de l'élément 1 et de l'embout 8 qui le prolonge, ces nervures étant de préférence séparées l'une de l'autre par une distance déterminée qui correspond, sur l'élément de tube 1, à celle qui sépare les sommets des deux ondes 5 successives Les nervures ou ergots 10 et Il présentent une dimension en saillie par rapport à la surface 9 de l'embout qui est par ailleurs sensiblement égale à la profondeur des gorges 6, ménagées entre les ondes 5 de la surface annelée 4. La Figure 2 illustre l'emboîtement réalisé entre deux éléments de tube analogues 1 et 1 ' selon l'invention, l'embout 8 de l'élément 1 surinjecté en 7 à l'extrémité de celui-ci comme indiqué ci-dessus, étant aménagé pour recevoir l'extrémité opposée de l'élément 1 ', dépourvue d'embout. Pour faciliter l'emboîtement des deux éléments, l'embout 8 présente avantageusement, sur l'axe longitudinal 12 commun des deux éléments 1 et 1 ', une légère conicité, correspondant à un angle a compris de préférence entre 1 et 3 e. Par ailleurs, l'extrémité opposée ouverte 13 de l'embout 8 est évasée vers l'extérieur, avec un angle 6 compris entre 20 et 40 e, et de préférence égal à e. L'élément 1 ' peut alors être facilement engagé dans l'embout 8 de telle sorte que les nervures ou ergots en saillie 10 et 11 de ce dernier viennent se loger dans deux ondes 5 successives de l'élément 1 ', correspondant de préférence respectivement à la deuxième et à la troisième ondes de la surface annelée 4 Notamment, l'embout 8 est conçu de telle sorte que, une fois cet emboîtement ainsi réalisé, l'extrémité 14 de l'élément 1 ' soit disposé au plus près du fond de l'embout 8, au voisinage immédiat de la zone de jonction 7 de ce dernier avec l'élément 1. Un joint d'étanchéité 15 peut compléter le montage, ce joint étant disposé dans une gorge appropriée 6 de 1 'élément 1 ', au-delà des gorges de celui-ci coopérant avec les nervures 10 et 11 de l'embout 8. De préférence, la gorge recevant le joint 15 est la cinquième à partir de l'extrémité 14 de l'élément 1 ', soit donc située deux gorges au-delà de celle qui reçoit la seconde nervure 11. Le joint 15 peut avoir toute forme appropriée et notamment présenter le profil le mieux adapté pour réaliser l'étanchéité nécessaire entre le fond de la gorge de l'élément 1 ' qui le reçoit et la surface interne 9 de l'embout 8 Dans l'exemple représenté sur la Figure 2, le joint 15 présente ainsi une forme torique; en variante et comme illustré respectivement sur les Figures 3 a et 3 b, le joint 15 peut comporter soit une lèvre externe 16, soit un profil en "T", dont la partie médiane 17 pénètre dans la gorge 6, tandis que sa partie transversale 18 vient en appui sur la surface interne 9 de l'embout 8. On réalise ainsi un tube à emboîtement en matériau plastique de conception très simple et qui présente les avantages déjà mentionnés L'embout directement venu de fabrication à l'extrémité de l'élément de tube, permet notamment de réduire par moitié l'encombrement présenté dans les solutions classiques par les manchons de raccordement nécessaires; surtout la disposition envisagée évite des opérations de soudage ou de collage de tels manchons sur chantier, l'emboîtement des deux éléments de tube selon l'invention s'effectuant par simple emboîtement mécanique, après mise en place sur l'extrémité de l'un des éléments du joint d'étanchéité nécessaires. La fabrication des éléments de tube peut être facilement réalisée dans une installation classique, comportant une anneleuse et par extrusion pour la fabrication de tubes annelés, associée à un ensemble d'injection propre à assurer le raccordement direct, à l'extrémité de chaque élément, de l'embout de liaison et la mise en place à l'extrémité opposée de l'élément, du joint d'étanchéité. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté ci-dessus; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Tube à emboîtement en matériau plastique comportant un élément de tube ( 1) de forme générale cylindrique, de longueur déterminée, éventuellement standard, de diamètre constant et présentant de préférence une structure extérieure annelée, avec dans sa surface extérieure ( 4) une succession d'ondes circulaires en relief ( 5), séparées par des gorges en creux ( 6), caractérisé en ce qu'à l'une des extrémités ( 7) de l'élément est rapporté sur celle-ci et venu de fabrication avec l'élément, un embout creux ( 8), ouvert à sa partie opposée et dont le diamètre interne ( 9) est légèrement supérieur au diamètre externe de l'élément de tube ( 1), de telle sorte qu'il puisse recevoir à coulissement ou emmanchement l'extrémité dépourvue d'embout d'un autre élément de tube analogue ( 1 '), en réalisant leur emboîtement mutuel. 2 Tube à emboîtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de tube ( 1) et l'embout ( 8) sont réalisés dans le même matériau, notamment en chlorure de polyvinyle, polyéthylène, polypropylène ou analogue. 3 Tube à emboîtement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'embout ( 8) est sur-injecté sur l'extrémité ( 7) de l'élément de tube, après formation de celui-ci à la sortie d'une presse d'injection. 4 Tube à emboîtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'embout creux ( 8) comporte dans sa surface interne ( 9) deux nervures circulaires ou ergots ( 10, 11) en saillie, espacés les des autres d'une distance déterminée. Tube à emboîtement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la distance qui sépare les nervures ( 10, 11) est égale à celle qui correspond, sur l'élément de tube annelé ( 1), à la largeur d'une il onde ménagée dans sa surface externe, de telle sorte que, après emboîtement d'un second élément ( 1 ') dans l'embout ( 8) d'un premier ( 1), les deux nervures ( 10, 11) viennent se loger dans deux gorges successives mais séparées de la surface extérieure du second élément. 6 Tube à emboîtement selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les nervures en saillie ou ergots ( 10, 11) sont ménagés dans l'embout ( 8) au voisinage de l'extrémité ( 7) de l'élément de tube ( 1) sur lequel est rapporté cet embout et, à tout le moins, plus près de cette extrémité que de la partie opposée ouverte de l'embout. 7 Tube à emboîtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'embout ( 8) présente une forme légèrement conique dont la génératrice détermine avec l'axe ( 12) de l'élément de tube cylindrique ( 1) un angle (a) de l'ordre de 1 à 3 ', afin de faciliter l'emboîtement du second élément dans l'embout du premier. 8 Tube à emboîtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'emboîtement de deux élément successifs ( 1) et ( 1 ') est réalisé avec un joint d'étanchéité ( 15), monté dans une gorge ( 6) du second élément ( 1 ') dans la partie de celui-ci qui s'engage dans l'embout ( 8) du premier. 9 Tube à emboîtement selon la revendication 8, caractérisé en ce que la gorge ( 6) recevant le joint ( 15) est décalée par rapport à celles recevant les nervures ou ergots ( 10, 11) en direction de la partie ouverte de l'embout ( 8). Tube à emboîtement selon \ l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité ( 15) est un joint torique, à lèvre ou en "T". 11 Tube à emboîtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'embout ( 8) comporte dans sa partie ouverte une zone terminale ( 13) évasée, déterminant un angle d'ouverture compris entre 20 et 40 , et de préférence égal à 30 ". 12 Procédé de fabrication d'un tube à emboîtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser un élément de tube, de préférence à surface extérieure annelée, dans une anneleuse et par extrusion, à sur- injecter à l'une des extrémités de cet élément un embout légèrement conique dont le diamètre interne est supérieur au diamètre externe de l'élément de tube annelé et comportant dans sa surface interne deux nervures circulaires ou ergots espacés, et à monter sur l'extrémité opposée à l'embout un joint d'étanchéité dans une gorge délimitée entre deux nervures.