Brevet FR2744512A1 — publié le 19970808

i La présente invention est relative aux disposi- tifs d'assemblage bout à bout d'éléments de tuyauterie et se rapporte plus particulièrement aux garnitures d'étan- chéité utilisées dans de tels dispositifs d'assemblage. Les dispositifs de raccordement bout à bout d'éléments de tuyauterie comprennent généralement un manchon de raccordement de forme générale cylindrique formé d'une enveloppe extérieure dans laquelle sont ménagées des gorges annulaires intérieures de réception de joints d'étanchéité destinés à coopérer avec les extrémi- tés correspondantes des éléments de tuyauterie à assem- bler. L'assemblage du manchon et des éléments de tuyauterie est généralement réalisé par emmanchement à force et nécessite de prévoir aux extrémités des éléments de tuyauterie des chanfreins facilitant l'engagement des éléments de tuyauterie dans le manchon d'assemblage. L'invention vise à remédier aux inconvénients des dispositifs d'assemblage connus en créant un disposi- tif d'assemblage d'éléments de tuyauterie qui tout en étant d'une construction relativement simple, permette de réaliser un assemblage à la fois rapide et particulière- ment efficace en ce qui concerne l'étanchéité obtenue, sans nécessiter de chanfreins aux extrémités des éléments de tuyauterie lorsque l'enveloppe extérieure est ouverte. Elle vise également à créer un dispositif d'assemblage qui soit capable de tenir à des pressions conformes aux normes relatives aux canalisations d'assai- nissement imposées par la législation. Elle a de plus pour but de créer un dispositif d'assemblage dont les constituants présentent des toléran- ces importantes en ce qui concerne le diamètre intérieur de l'enveloppe et le diamètre extérieur des tuyaux à assembler. Elle a donc pour objet une garniture d'étan- chéité destinée à être interposée entre l'enveloppe extérieure d'un dispositif d'assemblage bout à bout d'éléments de tuyauterie et lesdits éléments de tuyauterie à assembler, comprenant une manchette en matière élasto- mère de forme générale cylindrique comportant dans chacune de ses zones d'extrémité un bourrelet torique d'étanchéi- té, d'épaisseur supérieure à celle de la paroi de la manchette, chaque bourrelet étant destiné à être comprimé entre l'enveloppe extérieure du manchon d'assemblage et l'élément de tuyauterie correspondant engagé dans ledit manchon, caractérisée en ce qu'elle comporte ménagée dans au moins sa surface latérale intérieure une chambre annulaire d'expansion pour la matière de chaque bourrelet d'étanchéité lors de la compression de celui-ci. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 est une vue en élévation et en coupe d'une garniture d'étanchéité pour manchon d'assemblage suivant l'invention; - la Fig.2 est une vue partielle en coupe à plus grande échelle montrant en détail de la garniture de la Fig.l; - la Fig.3 est une vue partielle en coupe montrant la garniture d'étanchéité suivant l'invention comprimée entre l'enveloppe extérieure d'un manchon d'assemblage et un élément de tuyauterie. La garniture d'étanchéité représentée à la figure 1 comporte une manchette 1 de forme générale tubulaire cylindrique. Cette manchette en matériau élastomère est destinée à être montée dans l'enveloppe extérieure d'un manchon d'assemblage bout à bout de deux éléments de tuyauterie. Elle présente de ce fait deux moitiés identi- ques s'étendant de part et d'autre d'un plan de symétrie matérialisé par la ligne en trait mixte S. A partir de ce plan de symétrie, on trouve successivement une nervure annulaire 2 s'étendant vers l'intérieur de la manchette 1 et définissant de part et d'autre du plan de symétrie S, des surfaces de butée 3 pour les extrémités des éléments de tuyauterie (non représentés) à assembler à l'aide du dispositif d'assem- blage dont la manchette est l'un des constituants. De part et d'autre de la nervure 2 s'étendent des tronçons cylindriques 4 aux extrémités desquels opposées à la nervure 2, sont prévus des bourrelets toriques correspondants 5 d'épaisseur supérieure à l'é- paisseur du reste de la manchette. Au-delà de chacun des bourrelets toriques 5, la manchette comporte des zones évasées 6 de forme tronconi- que qui se terminent chacune par une collerette périphéri- que 7 formant talon de centrage et d'accrochage pour l'enveloppe extérieure ou virole du dispositif d'assembla- ge. Ces zones évasées 6 facilitent également l'emmanche- ment à force des éléments de tuyauterie dans le cas d'une virole fermée. Comme cela apparaît à la figure 2, chaque bourrelet torique 5 est relié d'une part au tronçon cylindrique 4 correspondant de la manchette et d'autre part, à la zone évasée tronconique 6 par des portions de parois respectives 8 et 9 plus minces que le reste de la manchette et qui résultent de la présence de part et d'autre du bourrelet 5 de chambres annulaires 10 et 11 d'expansion pour la matière du bourrelet lors de la compression du bourrelet entre l'enveloppe extérieure du dispositif d'assemblage et l'élément de tuyauterie corres- pondant, comme on l'expliquera en détail en référence à la figure 3. La chambre d'expansion 10 tournée vers l'inté- rieure de la manchette 1 comporte une paroi 12 opposée au bourrelet inclinée d'un angle a de 450 par rapport à un plan normal au fond de cette chambre. La partie du bourrelet d'étanchéité 5 qui est en surépaisseur par rapport au reste de la paroi de la manchette 1 présente en coupe une surface a inférieure ou égale à la surface libre A de la chambre d'expansion 10. Cette proportion est également respectée en ce qui concerne la surépaisseur du bourrelet 5 destinée à être absorbée par la chambre d'expansion 11. La chambre d'expansion 11 tournée vers l'exté- rieur de la manchette a un profil pratiquement rectangu- laire, ses parois latérales 13,14 présentant un léger évasement P de l'ordre de 5 pour chacune d'elles. Le bourrelet 5 comporte en outre une saillie annulaire 15 dirigée vers l'intérieur ayant un profil en pointe dont les côtés font entre eux un angle y de 90Q par exemple. Cette saillie est destinée à assurer la concen- tration de l'appui du bourrelet torique sur l'élément de tuyauterie associé lorsqu'il est comprimé contre cet élément par l'enveloppe extérieure. Cette saillie intervient plus particuliièrement en augmentant localement la pression de contact lorsque le bourrelet 5 est faiblement comprimé, c'est-à-dire lorsque le jeu entre la virole et l'élément de tuyauterie est maximal. Cette saillie a également pour rôle d'absorber les irrégularités de surface de l'élément de tuyauterie lorsque celui-ci présente une surface externe rugueuse. Sur la figure 3, on a représenté en coupe partielle un dispositif d'assemblage d'éléments de tuyau- terie comprenant une garniture d'étanchéité suivant l'invention. La garniture d'étanchéité ou manchette 1 est comprimée entre l'enveloppe métallique extérieure ou virole 20 et un tuyau 21. Le positionnement axial de la virole 20 est assuré par les collerettes ou talons tels que la colle- rette 7 prévus à chaque extrémité de la manchette. La compression de la manchette 1 entre la virole et l'élément de tuyauterie 21 obtenue généralement en exerçant sur l'ensemble un effort de compression appro- prié, soit par emmanchement à force de l'élément de tuyauterie 21 dans une virole fermée, soit par serrage d'une virole fendue autour de l'élément de tuyauterie 21, provoque l'écrasement des bourrelets toriques 5 dont l'épaisseur du fait de cet écrasement devient voisine de l'épaisseur des tronçons cylindriques 4 qui ne sont pas comprimés. Ces tronçons 4 limitent l'écrasement des bourre- lets 5, le désalignement relatif des tuyaux 21 ainsi que la déviation des tuyaux par rapport à la virole. La matière du bourrelet torique 5 qui, en position non comprimée, se trouve en surépaisseur par rapport au reste de la manchette 1 est refoulée dans les chambres d'expansion 10 et 11 et remplit partiellement ces chambres. La chambre d'expansion 10 tournée vers l'élément de tuyauterie 21 prend, du fait de l'aplatissement du bourrelet 5, une forme de section à peu près constante dont la paroi constituée par la paroi 22 du bourrelet 5 située en regard de sa paroi inclinée 12 prend à peu près la même inclinaison que celle-ci. Quant au bourrelet 5 proprement dit, il présen- te, du fait de son écrasement des faces aplaties 23,24 de contact avec l'élément de tuyauterie 21 et l'enveloppe extérieure 20. On notera que le taux de compression des bourre- lets 5 est compris entre environ 10 et 40% suivant les tolérances diamétrales, c'est-à-dire suivant le jeu entre la virole et l'élément de tuyauterie emmanché. La paroi inclinée 22 de la chambre d'expansion constitue un élément d'étanchéité supplémentaire en raison du fait que lorsque la canalisation ainsi réalisée est en fonctionnement, la réaction hydraulique de l'eau circulant à l'intérieur de la canalisation vient appuyer le bourrelet torique 5 contre la surface extérieure de l'élément de tuyauterie 21, par action sur cette paroi inclinée 22. Cette chambre d'expansion 10 participe de façon dynamique à l'étanchéité de l'assemblage lorsqu'un fluide sous pression circule dans la canalisation, augmentant de ce fait les pressions internes admissibles. On voit donc que la manchette ou garniture d'étanchéité suivant l'invention permet de réaliser un assemblage bout à bout d'éléments de tuyauterie qui est à la fois précis grâce à la présence de la nervure de butée centrale 2 pour les éléments de tuyauterie et aisé dans la mesure o la continuité de la manchette et de ses organes d'étanchéité permet l'emploi de dispositifs d'assemblage à enveloppe extérieure qui peut présenter un contour ouvert. Enfin, en raison même de sa construction, la garniture d'étanchéité suivant l'invention permet de réaliser des assemblages d'étanchéité optimale. REVENDICATIONS 1. Garniture d'étanchéité destinée à être interposée entre l'enveloppe extérieure (20) d'un disposi- tif d'assemblage bout à bout d'éléments de tuyauterie (21) et lesdits éléments de tuyauterie à assembler, comprenant une manchette (1) en matière élastomère de forme générale cylindrique comportant dans chacune de ses zones d'extré- mité un bourrelet torique d'étanchéité (5), d'épaisseur supérieure à celle de la paroi de la manchette, chaque bourrelet (5) étant destiné à être comprimé entre l'enve- loppe extérieure (20) du manchon d'assemblage et l'élément de tuyauterie (21) correspondant engagé dans ledit man- chon, caractérisée en ce qu'elle comporte ménagée dans au moins sa surface latérale intérieure une chambre annulaire (10) d'expansion pour la matière de chaque bourrelet d'étanchéité (5) lors de la compression de celui-ci. 2. Garniture d'étanchéité suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que ladite chambre d'expansion (10) de la matière du bourrelet d'étanchéité ménagée dans la paroi intérieure de la manchette est une gorge périphé- rique contiguë au bourrelet (5), tournée vers l'intérieur de la manchette (1). 3. Garniture d'étanchéité suivant la revendica- tion 2, caractérisée en ce que la chambre d'expansion (10) est de forme évasée, et comporte une paroi (12) opposée au bourrelet d'étanchéité (5) inclinée par rapport à un plan normal au fond de la dite chambre. 4. Garniture d'étanchéité suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une chambre annulaire d'expansion (11) pour la matière du bourrelet d'étanchéité (5) lors de la compression de celui-ci, ménagée dans la paroi extérieure de ladite manchette. 5. Garniture d'étanchéité suivant la revendica- tion 4, caractérisée en ce que la chambre d'expansion (11) ménagée dans la paroi extérieure de la manchette (1) est une gorge périphérique contiguë au bourrelet (5) tournée vers l'extérieur de la manchette (1), et en ce que ladite chambre d'expansion (10) tournée vers l'intérieur et la chambre d'expansion (11) tournée vers l'extérieur de la manchette, sont ménagées dans la paroi de la manchette de part et d'autre de chacun des bourrelets d'étanchéité (5). 6. Garniture d'étanchéité suivant la revendica- tion 5, caractérisée en ce que la chambre d'expansion (11) tournée vers l'extérieur de la manchette présente un profil pratiquement rectangulaire avec un léger évasement ( 7. Garniture d'étanchéité suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'en fonctionne- ment, la paroi (22) de la chambre d'expansion (10), tournée ver l'intérieur de la manchette (1) inclinée sous l'effet de l'expansion de la matière du bourrelet d'étan- chéité (5) résultant de la compression du bourrelet constitue une surface d'application contre la surface extérieure de l'élément de tuyauterie (21) associé sous l'effet de la réaction hydraulique du fluide circulant dans la tuyauterie. 8. Garniture d'étanchéité suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que chaque bourrelet d'étanchéité (5) comporte une saillie annulaire (15) de concentration d'appui du bourrelet sur l'élément de tuyauterie associé. 9. Garniture d'étanchéité suivant la revendica- tion 8, caractérisée en ce que la saillie de concentration d'appui présente un profil en pointe (y). 10. Garniture d'étanchéité suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte une nervure (2) tournée vers l'intérieur de la manchette, et dont les parois latérales (3) forment des butées de positionnement des éléments de tuyauterie à assembler. 11. Garniture d'étanchéité suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte à ses extrémités des collerettes (7) formant talons de centrage et d'accrochage pour l'enveloppe extérieure (20) du dispositif d'assemblage. 12. Dispositif d'assemblage bout à bout d'élé- ments de tuyauterie comprenant une enveloppe extérieure et une garniture d'étanchéité en matière élastomère destines à être interposée entre l'enveloppe extérieure et les éléments de tuyauterie à assembler, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité est une garniture suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11.