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DEMANDE DE BREVET D'INVENTION SOCIETE ANONYME DES HAUTS FOURNEAUX ET FONDERIES DE PONT-A-MOUSSCN Assemblage perfectionné pour tuyaux et autres pièces de canalisation.
On connaît des assemblages de tuyaux ou autres piè- ces en fonte, ou faute autre matière, comportant un anneau d'étanchéité en caoutchouc ou matière analogue, logé avec éorasement élastique radial entre une partie mâle et un emboîtement femelle des deux tuyaux ou pièces à assembler. Cet anneau est introduit entre les deux piè- ces au cours même de leur emboîtement par roulement si- multané sur ces deux pièces.
Dans ces assemblages actuellement connus, par suite des irrégularités de surface et également en raison du poids du tuyau mâle qui porte surtout sur un côté de l'anne au, l'introduction etleroulement de cetanneau
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sur les pièces à assembler n'est pas régulier sur-tout son pourtour; il en résulte que l'anneau après assemblage pré- sente une forme plane ou gauche oblique par rapport à l'axe de l'assemblage. Cet anneau se trouve ':allongé du fait de son obliquité; sa section en est réduite d'autant. Il en résulte qu'il résiste moins bien à l'action de la pression du fluide circulant dans la canalisation et qui s'exerce sur l'un des côtés de cet anneau. Celui-ci tend donc à s'é- chapper de son logement.
Pour maintenir l'anneau, on a déjà eu l'idée de pré- voir soit un rétreint à l'extrémité de l'emboîtement, soit un épaulement sur la pièce mâle, mais cet agencement perd une partie de son efficacité si le joint prend une position oblique qui lui permet de s'échapper successivement en ses différentes parties en déplaçant latéralement le tuyau mâle dans l'emboîtement.
Enfin, si le joint, de par son obliquité, n'est pas plan, la flexibilité de l'assemblage devient irrégulière: dans une .certaine direction les déviations compromettent l'étanchéité de l'assemblage, dans la direction opposé, elles sont entravées par le joint qui se trouve comprima par ex- cès, ce qui augmente la fatigue des éléments à jonotionner.
La présente invention a pour objet un assemblage per- fectionné du type précité, remarquable, notamment, en ce que l'anneau élastique,déformé entre les deux pièces à assem- bler, présente, en position d'utilisation, une tension cir- conférentielle beaucoup plus élevée que dans les assemblages existants, cette tension, qui varie surtout suivant le dia- mètre de l'assemblage, étant d'au moins 1,1 D kgs, D étant le diamètre extérieur du tuyau mâle, exprimé en centimètres, C'est ainsi que dans lecas d'un tuyau mâle de 5 centimètres, la tension minimum sera de 5,5 kgs tandis que '\ pour¯un tuyau de 15 centimètres, elle sera de 16,5 kgs.
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La demanderesse a constaté que grâce à une- telle tension, lors de l'emboîtement des deux éléments de l'assem- blage,l'anneau préalablement tendu sur l'élément mâle,rou- le uniformément sans glissement sur cet élément et dans l'em boitement et reste rigoureusement dans un plan perpendicu- laire à l'axe de l'assemblage, ce qui supprime, ipso facto, les inconvénients précités des assemblages connus du même type.
Suivant une autre caractéristique, l'emboîtement de l'un lies deux tuyaux ou autres pièces à assembler présente une entrée rétrécie qui, en section radiale, a une forme convexe vers l'extérieur et/ou concave vers l'intérieur.
L'invention a également pour objet, à titre de pro- duit industriel nouveau., un tuyau ou autre élément de tuyau- terie comportant un emboîtement du type précité.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la fige 1 représente, en coupe longitudinale, les élé- ments d'un assemblage suivant l'invention, avant assemblage; la fige 2 est une coupe analogue après assemblage.
Suivant l'exemple d'e@écution représenté, l'invention est appliquée à l'assemblage des extrémités des deux tuyaux ou autres éléments de tuyauterie (raccords par exemple) 1 et 2. L'extrémité du tuyau (ou élément) 1 est cylinurique, d'axe longitudinal XX. L'autre tuyau (ou élément) 2 se ter- mine par un emboîtement 3 de révolution autour de l'axe lon- gitudinal dudit tuyau. Cet emboîtement 3 comporte une en- trée rétrécie qui, en section radiale, a une forme convexe er en 4 vers l'extérieur et concave en 5 vers l'intérieur. La surface @ se racoorde progressivement au fond cylindrique 6 de l'emboîtement.
L'assemblage est complété par un anneau 7 en caout- @ chouc ou autre matière élastique analogue. Cet anneau a, au repos, une section radiale circulaire et un diamètre intérieur d inférieur au diamètre extérieur D de telle sor- @
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te que cet anneau se trouve allongé circonférentiellement (sa section radiale diminuant) lorsqu'il est enfilé comme représente en traits mixtes en 7a sur le tuyau 1. Le rap- port d varie avec le diamètre D ; il est tel que la ten-
D sion totale circonférentielle de cet anneau 7 est nettement supérieure à celle des joints actuels du même type. Cette tension varie avecla section et la nature de l'anneau et surtout avec le diamètre D. Elle est au moins égale à 1,1 D kgs, D étant exprimé en centimètres.
A titre d'exemple, pour des anneaux en caoutchouc de la qualité couren te , ayant par exemple une dureté Shore de 40 à 55 et un diamètre de section radiale au repos de 18 mm, le résultat recherché est obtenu pratiquement en allongeant circonférentiellement l'anneau, par sa mise en place sur l'élément mâle 1, d'une quantité minimum variant de 10 % environ pour des tuyaux d'un diamètre extérieur D de 50 mm ; à 30 % environ pour des tuyaux dont le diamètre D est de 150 mm.
Le montage s'effectue de la manière connue. L'anneau 7 est d'abord enfilé et par suite mis sous tension en 7a sur l'extrémité mâle du tuyau 1. Ce tuyau est ensuite pré-
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senté co 2xialement en face de 1" emboîtement 3 du tuyau 2, et poussé dans cet emboîtement. L'anneau 7 vient rencontrer la face extérieure convexe 4 de cet emboîtement, et, par suite de sa tension qui l'applique sur le tuyau 1 de manière empêcher son glissement, il roule sans glisser à la fois sur ce tuyau et sur la surface 4.
Grâce à la forme convexe de cette surface, l'anneau se déforme progressivement; il s'écrase élastiquement ce qui lui permet de passer dans l'in- tervalle annulaire réduit 8, ménagé entre le tuyau 1 et le col de l'embottement 3. Pratiquemant, la largeur radiale de cet intervalle, pour des anneaux en caoutchouc de laqualité précitée, est d'environ 5 mm pour des anneaux dont le diamètre
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de la section radiale après mise en place sur le tuyau est par exemple de l'ordre de 12 mm.
La forme concave 4 suivant l'invention est avantageuse car la composante longitudinale de l'effort de compression de l'anneau est proportionnelle- ment d'autant plus faible que, l'anneau pmgressant vers le col 8, cet effort de compression devient plus grand, de telle sorte que cette composante reste en valeur absolue constam- ment inférieure à l'effort qui serait nécessaire pour provo- quer le glissement de l'anneau 7 sur le tuyau 1. Cet anneau par conséquent reste en permanence et rigoureusement dans un plan perpendiculaire à l'axe XX.
Une fois le col 8 franchi, l'anneau 7 se détend légè- rement en conservant néanmoins une déformation de sa section suffisante pour assurer une pression convenable dans l'emboî tement 5 et sur le tuyau 1 et par suite l'étanchéité désirée (fig. 2).
Grâce au fait que l'anneau est resté plan, sa longueur circonférentielle est minimum et par suite sa section trans- versale maximum pour des dimensions et une déformation ini- tiales données ce qui facilite sa tenue. En outre, si, par suite d'un tracé non rectiligne de la canalisation ou de mouvements du terrain postérieurs à la pose, l'assemblage se trouve soumis à un effort de déviation, le tuyau 1 se déplace librement quelle que soit la direction angulaire du mouvement à l'intérieur de .'l'anneau 7 qui roule dans l'em- boitement et sur le tuyau 1 en, restant plan et sans que sa section soit diminuée: tous les avantages du joint sont donc conservés.
Il n'en est évidemment pas ainsi avec les assem- blages connue du même type, dans lesquels, l'anneau pouvant prendre une position oblique, les déviations entre les deux tuyaux introduisent des variations de compression du joint suivant les directions de ces déviations.
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D'autre part, dans le cas de mouvements de dilatation ou de contraction longitudinales des tuyaux l'un par rapport à l'autre, l'anneau 7 roule dans son logement sans que l'étanchéité du joint soit altérée. Si le déplacement lon- gitudinal devient excessif, l'anneau se trouve de plus en plus écrasé par suite du rétreint de 1'emboîtement et simul- b tanément, grâce à la forme concave/ du rétreint de l'emboîte- ment, la composante transversale dirigée vers le fond de l'emboîtement de l'effort de compression augmente rapide- intemp es t ive ment, ce qui rend impossible la sortie de l'anneau hors de l'emboîtement;
( A noter que le rétreint peut même se terminer du coté concave par une portion plane 10 perpen- diculaire à l'axe X-X qui constitue un arrêt particulièrement efficace). Le fait que l'anneau est plan présente de l'in- térêt à ce moment là également. L'anneau se présente, en effet simultanément, sur tout son développement, sur la surface 5; il n'est donc pas possible aux différents points de son pourtour de s'échapper successivement, comme dans les joints connus, grâce à un déplacement relatif latéral des deux tuyaux.
Naturellement, l'invention n'est nullement limitée au mode d'exécution représente et décrit qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'emboîtement 3 peut être obturé au droit-des surfaces 4,5 par une bague-bou- chon, en caoutchouc très tendre ou matière analogue, ayant pour objet d'empêcher l'introduction de corps étrangers entre les deux tuyaux;;
REVENDICATIONS.
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