Brevet FR3069305A1 — publié le 20190125

JOINT ET DISPOSITIF DE RACCORDEMENT DE TUYAUX COMPRENANT UN TEL JOINT L'invention concerne un joint et un dispositif de raccordement de tuyaux comprenant un tel joint, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel joint. De nombreuses installations nécessitent l'installation de conduites ou tuyaux d'alimentation ou de distribution pour véhiculer tous types de matières (fluides, liquides, poussières, etc ...). De par la complexité et la longueur des chemins à couvrir pour ces conduites, elles ne peuvent pas être réalisées d'un seul tenant et sont fabriquées sous forme d'une pluralité de sections de tuyaux reliées entre elles pour former la conduite dans son ensemble. Il est nécessaire d'assurer l'étanchéité de ces conduites au niveau des jonctions entre ces différentes sections de tuyaux. A cette fin, il est connu de disposer de raccords, de forme générale tubulaire complémentaire aux extrémités des tuyaux à abouter. Un raccord est généralement fabriqué à partir d'une tôle plate qui est cintrée pour fournir un cylindre ouvert à ses extrémités de diamètre adapté à celui des tuyaux. La tôle ayant été profilée en cylindre présente deux bords opposés qui sont disposés en regard et rapprochés l'un de l'autre en laissant toutefois un entrebâillement. Cet entrebâillement entre les bords procure un cylindre de diamètre légèrement plus grand que le diamètre des extrémités des tuyaux afin d'emmancher aisément le raccord sur les tuyaux. Avant l'association du raccord aux tuyaux, un joint de forme tubulaire a été préalablement introduit dans le cylindre pour recouvrir toute sa surface interne. Une fois le raccord pourvu de son joint et disposé autour des extrémités des tuyaux, le raccord est serré de manière à fermer l'entrebâillement et abouter les bords de la tôle du raccord, pour maintenir fermement le cylindre et le joint en position et en compression autour des extrémités de tuyaux. Par ailleurs, il est nécessaire d'assurer un continuité électrique entre les tuyaux lorsque ceux-ci sont métalliques, par exemple pour leur mise à la terre. A cet effet, les raccords sont métalliques et leurs joints faits d'une matière élastomère sont équipés de moyens de conductivité électrique. 2 En tant que moyens de conductivité électrique, il est connu d'agencer un ruban en matériau conducteur d'électricité qui, d'une part chemine sur toute la longueur du joint en étant plaqué contre une face principale du joint, face destinée à être en contact avec la paroi intérieure du cylindre métallique du raccord, et d'autre part présente ses extrémités libres qui 5 sont repliées au niveau du chant du joint et contre l'autre face du joint, face destinée à être en regard de l'intérieur du raccord et être plaquée contre les deux tuyaux. Après serrage du raccord, la liaison électrique entre les deux tuyaux est assurée via ce ruban. Toutefois, cette réalisation de joint pour raccord présente des inconvénients. En effet, la longueur du ruban est dépendante de la longueur du joint, et donc de la longueur du raccord. 10 Or de nombreuses dimensions de raccords existent contraignant à fabriquer des rubans de tailles spécifiques aux références toutes aussi nombreuses. De plus, il est nécessaire pour assurer la continuité électrique que les portions repliées du ruban soient en appui contre des parties métalliques des tuyaux. Or, le plus souvent les tuyaux sont peints ou recouverts d'un revêtement isolant, ce qui oblige l'installateur à gratter la peinture ou ôter une partie du 15 revêtement en ayant préalablement repéré les emplacements au niveau desquels seront en applique les portions du ruban. Une autre solution pour assurer la conductivité électrique, et qui présente l'avantage de ne pas avoir à retirer la peinture des tuyaux ,est l'utilisation d'une pièce métallique, telle que celle décrite dans le brevet américain US 4 659 870, en forme de pont tout en étant dotée des 20 dents, et mise en place à la jonction des deux tuyaux en traversant l'épaisseur du joint à la manière d'une agrafe. Cette pièce métallique comprend une portion linéaire ondulée qui est repliée à ses deux extrémités libres pour former deux retours, les retours étant pourvus transversalement à leur face externe de dents faisant saillie vers l'extérieur. Plus particulièrement, la pièce métallique est disposée à la manière d'une agrafe en traversant 25 l'épaisseur du joint et en prenant en sandwich les deux faces opposées du joint, la partie linéaire étant destinée à être en contact avec la paroi intérieure du raccord métallique, tandis que les retours avec leurs dents sont destinés à être en applique contre les tuyaux, les dents étant aptes à s'enfoncer dans le revêtement extérieur des tuyaux lors du serrage du raccord. Cependant, une telle pièce est fastidieuse à fabriquer, nécessitant plusieurs étapes, notamment de découpe d'un plat, martelage du plat pour former des ondulations afin d'augmenter sa résistance mécanique de façon à résister ultérieurement aux forces de serrage du raccord, et enfin pliage. En outre, son association au joint implique de devoir centrer la 3 pièce sur la longueur du joint afin de la positionner pour correspondre à l'emplacement de la jonction des deux tuyaux. L'invention a donc pour but d'obvier les inconvénients précités en proposant un joint doté de moyens de conductivité électrique, qui soit simple de fabrication, de coût réduit de 5 fabrication, tout en assurant lors de son utilisation dans un dispositif de raccordement, une mise en oeuvre rapide dudit dispositif de raccordement combinée à un contact électrique fiable et pérenne. Selon l'invention, le joint comporte un corps en forme de plaque qui présente deux faces principales opposées, et des moyens de conductivité électrique traversant l'épaisseur du 10 corps, et est caractérisé en ce que les moyens de conductivité électrique comportent au moins deux pièces métalliques (d'inclusion) disposées à distance l'une de l'autre qui comprennent chacune un corps traversant l'épaisseur de la plaque et présentant deux extrémités libres opposées dotées chacune d'un rebord extérieur, les deux rebords opposés étant plaqués respectivement sur les deux faces opposées du corps du joint en faisant saillie par rapport 15 auxdites faces. Les rebords peuvent former comme des bourrelets. On entend par « pièces métalliques » dans la suite de la description, des pièces dont le matériau constitutif est conducteur d'électricité. Ainsi, les pièces d'inclusion en faisant saillie de part et d'autre du corps du joint et en étant à distance l'une de l'autre engendrent un contact directement avec d'une part le corps 20 métallique du dispositif de raccordement dans lequel est destiné à être agencé le joint et d'autre part avec les deux tuyaux que le dispositif de raccordement relie, le chemin électrique entre les au moins deux pièces d'inclusion se faisant via le corps métallique du dispositif de raccordement. De manière surprenante, la continuité électrique via le joint de l'invention dans sa position d'utilisation est assurée et est suffisante. Contrairement à l'art antérieur qui 25 dispose d'une pièce unique qui est nécessairement à cheval à la jonction des deux tuyaux, la continuité électrique se faisant uniquement par cette pièce unique formant un pont de liaison électrique, le joint de l'invention procure des points de contacts électrique et le corps métallique du dispositif de raccordement assure la liaison entre les deux points de contacts. En outre, la pièce de l'art antérieur nécessite d'être positionnée systématiquement au milieu 30 du joint, tandis que les pièces d'inclusion du joint de l'invention sont à positionner à distance sans être agencés à des endroits spécifiques. 4 De plus, la fourniture de pièces d'inclusion isolées permet de ne pas dépendre de la longueur du joint et du dispositif de raccordement. Ce sont les mêmes pièces quelle que soit la longueur du joint. On gagne en stockage de pièces et en coût de fabrication. Par ailleurs, la fabrication du joint est simple et rapide. Les pièces d'inclusion peuvent être 5 des pièces du commerce telles que des pièces du type oeillets, qui sont fixées par sertissage. Selon une caractéristique, le corps des pièces métalliques est cylindrique. On entend par « cylindrique », le qualificatif cylindrique creux ou plein et de section circulaire ou autre. La forme cylindrique procure un corps compact qui apporte rigidité et garantit un contact permanent avec la surface contre laquelle les pièces sont en appui (la face externe des tuyaux 10 et la face interne du corps du dispositif de raccordement). De plus, lors du serrage du dispositif de raccordement, la forme cylindrique engendre une compression de direction radiale par rapport au corps cylindrique des tuyaux, garantissant un contact pérenne avec les tuyaux au cours du temps. Selon une autre caractéristique, l'un des rebords est pourvu d'au moins une protubérance, 15 qui est apte à perforer le revêtement des tuyaux en position d'utilisation, telle que des ergots. Les rebords forment une surépaisseur par rapport aux faces du corps du joint, de préférence d'au plus 5 mm. Avantageusement, les pièces métalliques sont insérées et fixées dans le corps du joint (en une seule étape) par sertissage ou agrafage des pièces. De plus, les protubérances (ergots) 20 sont avantageusement issus également du sertissage lors par pliage et repliage de l'une des extrémités distales de chaque pièce. La fixation est ainsi simple et rapide, et peut même être automatisée. Chaque pièce présente une longueur légèrement plus grande que l'épaisseur du joint. A titre d'exemple, le joint présente une épaisseur de l'ordre de 3 mm , tandis que la pièce 25 présente une longueur avant sa mise en place de 3,3 mm. Selon une autre caractéristique, le corps du joint présente deux bords libres destinés à être aboutés l'un contre l'autre en position d'utilisation, les deux bords présentant un profil de coopération mutuelle mâle-femelle, non rectiligne, en particulier de forme sinusoïdale. Le corps du joint est en forme de plaque est apte à être cintré pour présenter une forme 30 tubulaire en position d'utilisation. 5 L'invention est également relative à un dispositif de raccordement comportant un corps tubulaire (creux) métallique et le joint ci-dessus de l'invention agencé (sous forme cintré) à l'intérieur du corps tubulaire. Selon une caractéristique, chaque pièce métallique du joint comporte au moins une 5 protubérance, telle que des ergots, solidaire du rebord opposé à celui en contact avec le corps du dispositif de raccordement, le ou les protubérances (ergots) étant ainsi destinées à perforer le revêtement éventuel des tuyaux et être en contact lesdits tuyaux. De préférence, le corps tubulaire du dispositif de raccordement est fendu sur sa longueur et présente deux bords libres longitudinaux opposés, et deux ailes s'étendant selon la longueur 10 du corps et radialement vers l'extérieur depuis lesdits bords libres, les deux ailes étant destinées à être fixées l'une à l'autre par des moyens amovibles de serrage, du type par boulonnage, de préférence le dispositif de raccordement comportant un couvre-joint agencé à la jonction des deux bords libres longitudinaux. Enfin, l'invention est relative à un procédé de fabrication du joint de l'invention, qui est 15 caractérisé en ce que les pièces métalliques sont disposées en regard de l'une des faces du corps du joint et à distance, et sont fixées dans le corps du joint par perforation dudit corps et sertissage ou agrafage, en particulier le procédé étant totalement automatisé. Le procédé de fabrication peut ainsi être automatisé avec une seule étape qui concomitamment assure la fixation des pièce dans le joint et la réalisation des parties en saillie 20 (ergots) pour la perforation du revêtement des tuyaux. La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l'invention, et à partir des illustrations ci-jointes, dans lesquelles : - La figure 1 représente une vue de dessus en perspective d'un joint selon l'invention à 25 plat ; - La figure 2 est vue en perspective du joint de la figure 1 en partie roulé montrant ses deux faces opposées ; - La figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif de raccordement logeant le joint de la figure 1; 30 - La figure 4 est une vue en perspective du dispositif de raccordement de la figure 3 assurant la jonction étanche et de continuité électrique de deux tuyaux, la vue étant partiellement coupée pour montrer le joint à l'intérieur dudit dispositif ; 6 - La figure 5 est une vue de côté du dispositif de raccordement en regard de l'axe longitudinal dudit dispositif, et dans une position serrée sur les tuyaux ; - La figure 6 est une vue en coupe d'une pièce d'inclusion du joint de l'invention avant solidarisation au corps du joint ; 5 - La figure 7 est une vue en coupe de la pièce d'inclusion solidarisée au corps du joint ; - La figure 8 est une vue en perspective de détail et de dessus de l'une des faces d'une pièce d'inclusion solidarisée au corps du joint. Le joint 1 de l'invention illustré sur les figures 1 et 2 est destiné à être utilisé/positionné dans un dispositif de raccordement 2, visible sur les figures 3 à 5, afin de raccorder de manière 10 étanche les extrémités de deux tuyaux 3A et 3B. De manière connue, le dispositif de raccordement 2, ci-après nommé raccord, comporte au moins un corps tubulaire métallique 20 circulaire complémentaire d'extrémités de tuyaux métalliques que ledit dispositif doit raccorder, le joint 1, éventuellement un couvre-joint 4, et des moyens de serrage 5 du type boulons. 15 Lorsque le deux extrémités de tuyaux distincts 3A et 3B doivent être reliées ensemble pour assurer la continuité d'une conduite et son étanchéité, le raccord 2 est installé sur, et recouvre simultanément, lesdites deux extrémités des tuyaux. Un serrage adéquat ainsi que la présence du joint 1 assure l'étanchéité et la continuité de la conduite, les éléments (fluide, gaz, poussières, etc.) circulant dans le tuyau amont entrant dans le tuyau en aval sans 20 écoulement hors de la conduite. En outre, le raccord 2 doit assurer une continuité électrique entre les deux tuyaux métalliques 3A et 3B. Le corps tubulaire 20 du raccord 2 s'étend selon un axe longitudinal. Il présente deux extrémités latérales ouvertes opposées, destinées à accueillir chacune une extrémité de tuyau. 25 De plus, il est entrouvert selon sa longueur procurant deux bords libres opposés 21 et 22 en regard des quels est positionné le couvre-joint 4. L'entrebâillement permet d'emmancher le raccord sur des extrémités de tuyaux. Après serrage des boulons 5, le raccord 2 forme un cylindre de diamètre uniforme, les bords libres 20 et 21 ayant été rapprochés tel que visible sur les figures 3 et 5. 30 Le joint 1 est logé à l'intérieur du corps tubulaire 2 en épousant sa forme intérieure. Le joint 1 présente de manière connue un corps 10 de forme plate (figure 1) avant introduction dans le corps tubulaire 2, puis une forme tubulaire (figures 3 à 5) après roulage 7 et introduction dans ledit corps 2 en étant plaqué contre la paroi interne du corps 2 du dispositif. Le joint 1 est fait d'une matière plastique étanche à l'eau, aux gaz et aux poussières, telle qu'en caoutchouc, en particulier en caoutchouc acrylonitrile-butadiène (NBR) dénommé 5 encore caoutchouc nitrile ou styrène-butadiène (SBR) nommé Buna S, ou autre. Avantageusement, le corps 10 du joint comporte deux faces principales opposées 11 et 12, qui, une fois le joint roulé et logé dans le corps tubulaire 20, sont respectivement, en applique contre la paroi interne 20A dudit corps tubulaire et destiné à être en applique contre la paroi externe 30 des deux tuyaux. Le corps 10 du joint présente en outre des bords dits 10 longitudinaux 13 et 14 qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal du corps tubulaire 20 en position introduite du joint dans ledit corps et qui, au lieu d'être linéaires, sont découpés selon un profil mâle-femelle tel que dentelé (par exemple sinusoïdal), de façon qu'une fois le joint roulé selon un aboutement de ses deux bords longitudinaux, les dents d'un bord coopèrent avec les cannelures opposées de l'autre bord. 15 Selon l'invention, le raccord 2 assure une continuité électrique entre les deux tuyaux métalliques 3A et 3B grâce au corps métallique 20 du raccord et au joint 1 qui comprend des moyens de conductivité électrique 6 formés par au moins deux pièces d'inclusion 6A et 6B isolés physiquement l'une de l'autre (à distance). Tel qu'illustré par un chemin fléché sur la figure 4, le chemin de conductivité électrique passe d'un tuyau 3A à la première pièce 20 d'inclusion 6A, puis par le corps métallique 20 du raccord 2, et ressort à la seconde pièce d'inclusion 6B pour poursuivre par le second tuyau 3B. Selon l'invention, les moyens de conductivité électrique 6 comportent au moins deux pièces métalliques d'inclusion 6A et 6B à distance l'une de l'autre. Les pièces 6A et 6B sont positionnées à distance l'une de l'autre, de façon qu'en position d'utilisation du joint elles 25 puissent coopérer avec respectivement les deux tuyaux à raccorder. Elles sont par exemple positionnées à 15 mm des bords latéraux opposés 15 et 16 du corps 10 du joint (bords correspondant aux bords des extrémités opposées ouvertes du corps tubulaire 20 du raccord). En regard de la figure 6, chaque pièce métallique 6A, 6B présente un corps 60 qui est de forme cylindrique avec deux extrémités distales 61 et 62. La section du corps 60 est ici 30 circulaire ; elle pourrait présenter une autre géométrie. 8 Avant intégration de la pièce 6A au corps du joint (figure 6), la première extrémité distale 61 comprend un rebord périphérique 63 qui s'étend radialement en direction de l'extérieur dans un plan sensiblement transversal au corps cylindrique 60, tandis que la seconde extrémité 62 est droite. Après insertion de la pièce 6A dans le corps 10 du joint (figure 7), 5 l'opération de fixation engendre concomitamment d'une part, le pliage du rebord 63 de la première extrémité 61 vers la seconde extrémité 62 de sorte à venir en appui de manière serrée contre la face 11 du corps, et d'autre part le pliage de la seconde extrémité 62 (qui était droite) en direction du rebord 63 de la première extrémité pour former un second rebord périphérique 64 opposé venant en appui serré contre la face opposée 12 du corps du joint. En 10 outre, l'opération de fixation a engendré un écrasement supplémentaire du rebord 64 de la seconde extrémité distale pliée 62 procurant des parties repliées en saillie 65 qui constituent des ergots d'ancrage destinés à perforer le revêtement d'isolation des tuyaux. Ainsi, une fois la pièce 6A, 6B solidaire de corps du joint, le corps cylindrique 60 traverse l'épaisseur du corps 10 du joint tandis que les rebords périphériques 63 et 64 sont en applique 15 serrée contre les faces principales opposées 11 et 12. Du fait du montage par sertissage ou agrafage de la pièce, les rebords 63 et 64 sont fermement fixés en pinçant les faces 11 et 12 du corps du joint, sont obtenus Le sertissage ou l'agrafage permet en outre de procurer avantageusement les ergots d'ancrage 65 concomitamment à l'opération de fixation. La forme cylindrique des pièces d'inclusion 6A et 6B permet lors du serrage du raccord 20 après les tuyaux d'engendrer des forces de compression dans une direction longitudinale au corps cylindrique des pièces et par conséquent dans une direction radiale aux tuyaux. La pression exercée radialement contre les tuyaux est notamment bien plus importante que celle exercée par la pièce longitudinale en pont de l'art antérieur, qui agit au contraire en compression de manière longitudinale au corps du tuyau, et dont la faible rigidité qui est 25 induite par le fléchissement du pont ne permet pas d'engendrer des forces de compression suffisantes pour perforer convenablement le revêtement des tuyaux en cas de présence d'ergots. En outre, les ergots 65 qui sont issus du repliage du rebord périphérique 64 lors de l'opération de sertissage et font saillie vers l'extérieur perpendiculairement au plan radial dudit 30 rebord, sont aptes à perforer le revêtement des tuyaux en position d'agencement et de serrage du raccord 1 sur les deux tuyaux à raccorder. Il n'est pas nécessaire d'ôter préalablement une 9 partie du revêtement, la perforation du revêtement et la mise en contact contre le matériau métallique des tuyaux se fait nécessairement lors du serrage du raccord. Le procédé de fabrication du joint est le suivant. Le joint est fabriqué sous forme de plaque, en particulier rectangulaire et ses bords longitudinaux 13 et 14 sont découpés pour 5 former un profil dentelé. Des pièces métalliques 6A, 6B, au moins deux, de forme, par exemple, de celle illustrée sur la figure 6, sont saisies et mises en regard de l'une des faces principales du joint, telle que 11, puis sont enfoncées à travers l'épaisseur du corps 10 du joint en étant serties ou agrafées après les deux faces principales 11 et 12 du corps du joint. Toutes les opérations de découpe des bords longitudinaux, et du saisissement et de la mise en place des 10 pièces métalliques d'inclusion peuvent avantageusement être réalisées de manière automatisée par un ou des robots. L'association des pièces d'inclusion est simple et rapide. Le joint est directement prêt à être utilisé. Il est cintré/roulé et emmanché à l'intérieur du corps tubulaire 20 du raccord, le premier rebord 63 des pièces étant en contact avec la paroi interne métallique 20A dudit corps 15 tubulaire du raccord. Eventuellement avant serrage du raccord, la plaque couvre-joint 4 peut être disposée sur le joint 1 et au niveau de l'espacement des deux bords 21 et 22 du corps du raccord. Lorsque le raccord est mis en place sur les deux extrémités de tuyaux et serré via les moyens de serrage 5, la percée du revêtement de protection isolant des tuyaux est 20 concomitante au serrage et effectuée grâce aux ergots 65. Le serrage réalise la mise en contact intime et ferme des ergots 65 contre la paroi métallique externe 30 des tuyaux. La continuité électrique d'un tuyau à l'autre est assurée ; son chemin débute au premier tuyau 3A, passe par les ergots 65 de la première pièce d'inclusion 6A, suit le rebord 62, le corps cylindrique 60 et le rebord opposé 63, puis se poursuit par le corps métallique 20 du raccord pour parvenir au 25 premier rebord 61 de la seconde pièce d'inclusion REVENDICATIONS1. Joint (1) comportant un corps (10) en forme de plaque qui présente deux faces principales opposées (11, 12), et des moyens de conductivité électrique (6) traversant l'épaisseur du corps, caractérisé en ce que les moyens de conductivité électrique (6) comportent au moins deux pièces métalliques (6A, 6B) disposées à distance l'une de l'autre qui comprennent chacune un corps (60) traversant l'épaisseur de la plaque et présentant deux extrémités libres opposées dotées chacune d'un rebord extérieur (63, 64), les deux rebords opposés (63, 64) étant plaqués respectivement sur les deux faces opposées (11, 12) du corps du joint en faisant saillie par rapport à ces faces. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (60) des pièces métalliques est cylindrique. 3. Joint selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'un des rebords (64) est pourvu d'au moins une protubérance (65) qui est apte à perforer le revêtement des tuyaux en position d'utilisation, telle que des ergots. 4. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pièces métalliques (6A, 6B) sont insérées et fixées dans le corps du joint par sertissage ou agrafage des pièces. 5. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que son corps (10) présente deux bords libres (13, 14) destinés à être aboutés l'un contre l'autre en position d'utilisation, les deux bords présentant un profil de coopération mutuelle mâle-femelle, non rectiligne, en particulier de forme sinusoïdale. 6. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (10) en forme de plaque du joint est apte à être cintré pour présenter une forme tubulaire en position d'utilisation. 7. Dispositif de raccordement (2) comportant un corps tubulaire (20) métallique et un joint (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le joint étant agencé à l'intérieur du corps tubulaire. 8. Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque pièce métallique (6A, 6B) comporte des ergots (65) solidaires du rebord (64) opposé à celui en contact avec le corps (20) du dispositif de raccordement. 11 9. Dispositif de raccordement selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que son corps tubulaire (20) est fendu sur sa longueur et présente deux bords libres longitudinaux opposés (21, 22), et deux ailes s'étendant selon la longueur dudit corps et radialement vers l'extérieur depuis lesdits bords libres (21, 22), les deux ailes étant destinées à être 5 fixées l'une à l'autre par des moyens amovibles de serrage (5), du type par boulonnage, de préférence le dispositif de raccordement comportant un couvre-joint (4) agencé à la jonction des deux bords libres longitudinaux (21,22). 10. Procédé de fabrication d'un joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les pièces métalliques (6A, 6B) sont disposées en regard de l'une des 10 faces du corps (10) du joint et à distance, et sont fixées dans le corps du joint par perforation dudit corps et sertissage ou agrafage, en particulier le procédé étant totalement automatisé.