Dispositif d'accouplement par joint à rotule de deux éléments d'une tuyâàéÎfé La présente invention a pour objet un dispositif d'accouplement par joint à rotule de deux éléments d'une tuyauterie en matière plastique rigide, l'un présentant une calotte , sphérique d'emboîtement, l'autre étant pourvu d'un épaulement engagé dans cette calotte d'emboîtement et en contact avec elle par un anneau d'étanchéité élastique.
Dans des dispositifs d'accouplement connus les éléments de tuyauterie sont susceptibles d'être placés suivant différentes orientations relatives. Le serrage rapide de tels joints; qui doit être exercé avec une force suffisante et qui doit être uniforme, se com plique du fait que ce serrage doit également être possible pour toutes les orientations relatives des deux éléments de tuyauterie.
Dans certains de ces dispositifs, le serrage est effectué au moyen de deux leviers indépendants symétriques, solidaires de. l'une des parties à assem bler et s'accrochant en deux points diamétralement opposés sur l'autre partie. Avec de tels dispositifs de serrage, les leviers ne sont pas toujours dans une position accessible pour leur manoeuvre et la néces sité de manoeuvrer deux leviers allonge quelque peu la durée de montage. De plus, dans certains cas, le serrage exercé par l'un des leviers peut être différent de celui qui est exercé par l'autre levier et, du fait d'un serrage inégal, des fuites peuvent se produire.
Le dispositif selon l'invention se caractérise en ce qu'il comporte une cuvette d'appui à surface interne sphérique, prenant appui contre la surface externe de la calotte d'emboîtement, et un moyen de serrage présentant un levier de manoeuvre en forme de fourche et articulé sur cette cuvette par deux tourillons diamétralement opposés et alignés avec le centre de ladite surface sphérique, le tout étant agencé de façon à amener par rapprochement le serrage des extrémités des deux éléments de la tuyauterie l'une contre l'autre.
Grâce à cet agencement, le serrage obtenu est parfait car le serrage est uniformément réparti sur tout le pourtour de la cuvette.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'in vention.
La fig. 1 en est une vue en perspective et avec arrachements partiels du dispositif d'accouplement. La fig. 2 en est une vue en élévation et avec arrachement partiel d'un joint de canalisation pourvu de ce dispositif d'accouplement avant serrage.
La fig. 3 est une vue analogue du joint réalisé, les axes des tuyaux étant dans le prolongement l'un de l'autre.
La fig. 4 est une vue en plan correspondante, toujours avec arrachements partiels, les axes des tuyaux formant entre eux un certain angle et la cuvette sphérique de serrage étant coaxiale au tuyau à extrémité mâle.
La fig. 5 est une vue analogue à celle de la fig. 3, mais les axes des tuyaux formant entre eux un certain angle et la cuvette sphérique de serrage étant coaxiale au tuyau à emboîtement.
L'exemple d'exécution représente la réalisation d'un joint entre les extrémités 1 et 2 de deux tuyaux Tl et Tz par exemple en chlorure de polyvinyle rigide. L'extrémité 1 du tuyau Ti présente, d'une part, une gorge 3 servant de logement à un anneau d'étanchéité torique 4 en un matériau élastique, par exemple en caoutchouc, et d'autre part un épaule ment 5 d'appui dudit anneau 4 ; cet épaulement est formé par un repli ou bourrelet extérieur de la paroi, de diamètre extérieur D (fig. 3) de préférence légè rement inférieur au diamètre extérieur Dl de l'an neau 4.
L'extrémité du tuyau T-' comporte un emboîte ment en forme de calotte sphérique 6 dont le diamètre d'ouverture D2 est supérieur au diamètre extérieur Dl de l'anneau 4, de manière à permettre une pénétration suffisante de l'extrémité 1 dans l'ex trémité 2, pour que la gorge 3 soit à l'intérieur de cette calotte 6.
Le dispositif d'accouplement comporte une cuvette 7 à surface interne sphérique de rayon égal à celui de la surface externe de la calotte 6, de telle sorte que lorsque cette cuvette 7 en forme de segment sphérique est appliquée sur la calotte 6, elle est concentrique à celle-ci, leur centre commun étant situé en O (fig. 4), et est susceptible de glisser sur ladite calotte.
Le segment sphérique constituant la cuvette 7 est limité d'une part par une grande base circulaire, d'autre part par une petite base (fig. 4) formée par la section du segment sphérique par deux plans PP et QQ symétriques par rapport à l'axe de révolution OV du segment sphérique, et se coupant suivant une droite W - W passant par ledit axe, située dans le plan de la fig. 3 et vue de bout sur la fig. 4:
Il résulte de cette forme de la cuvette 7 qu'elle présente aux deux points de sécance des plans PP et QQ deux crêtes 8 diamétralement opposées (voir notamment les fig. 1, 3, 4).
Ces deux crêtes 8 prennent appui sur le tuyau T= au droit de la section circulaire commune de partie cylindrique 2 et sphérique de l'extrémité de ce tuyau. Ainsi la cuvette peut tourner en glissant sur la calotte 6 autour de la droite W - W passant par les sommets des crêtes 8, mais ne peut pas tourner autour d'un axe orthogonal à cette droite.
La cuvette 7 est solidaire d'un moyen de serrage comprenant un levier de manaeuvre 13 et deux bielles I O dont les extrémités sont articulées sur deux tourillons 9 diamétralement opposés et dont l'axe XX (fig. 4) est orthogonal à la ligne W - W et passe par le centre O de la calotte 6 et de la cuvette 7.
Ces bielles portent deux saillies 11 tournées vers l'intérieur et laissant entre elles un passage d'une largeur comprise entre le diamètre externe de la calotte et le diamètre Dû de l'ouverture de celle-ci de telle sorte que lorsque ces leviers sont montés sur les tourillons 9 et y sont immobilisés par des gou pilles 911, la cuvette est prisonnière de la calotte 6 du tuyau Tz avec jeu longitudinal.
Les autres extrémités des biellettes 10 sont arti culées sur deux autres tourillons 12 d'axe YY paral lèle à l'axe XX et portés par le levier de manoeuvre 13 en forme de fourche destinée à venir chevaucher le tuyau Tl. Ce levier 13 est pourvu d'un embout 14, adapté pour recevoir un levier d'actionnement 15 (fig. 2).
Le levier 13 est d'une forme allongée et incurvée de manière qu'il soit susceptible d'effectuer de larges mouvements angulaires d'au moins 901, autour des tourillons 12 lorsqu'il chevauche le tuyau Tl.
Les deux branches du levier 13 se prolongent en 16 au-delà des tourillons 12 et dans les extrémités des prolongements tournent deux autres tourillons 17 d'axe ZZ parallèle à ceux XX et YY des tourillons précédents et portés par un organe de poussée 18.
On remarquera que les deux prolongements 16 des branches du levier 13 forment avec les deux biellettes 10 deux genouillères à franchissement du point mort, la forme de ce levier étant telle que lors qu'il est en appui (fig. 3 et 5) sur le bout 1 du tuyau Tl, l'axe YY de ces tourillons 12 est au-dessous du plan déterminé par les axes XX et ZZ des tourillons 9 et 17 (fig. 3 et 5).
Le moyen de serrage comprend encore un organe de poussée 18, constitué par un étrier qui est destiné à venir chevaucher le tuyau Tl et dont le diamètre interne est pratiquement égal au diamètre externe de ce tuyau Tl. Sa tranche 19 tournée vers la cuvette 7 est taillée en biseau externe tronconique et ce biseau est destiné à venir s'engager sous un biseau femelle 20 correspondant d'un manchon inter médiaire de poussée 21 susceptible de glisser sur la partie cylindrique de l'extrémité 1 et de prendre appui par une tranche d'extrémité épanouie 22 sur l'épaulement 5.
Le fonctionnement est le suivant Le tuyau Tl étant déjà en place, par exemple dans le fond d'une fouille, il s'agit de poser le tuyau T2. Celui-ci est livré sur le chantier avec la cuvette 7 mise en place ainsi que les pièces qui cons tituent le moyen de serrage qui lui sont reliées et le manchon 21 est également en place sur le tuyau Tl. Le dispositif de serrage est donc prêt à fonctionner.
Le levier 13 étant relevé en 131, (fig. 2) sur le tuyau T ce qui efface en 18 l'étrier 18, l'extré mité du tuyau Tl est introduite dans la calotte 6 de l'extrémité 2 du tuyau T' de manière que l'an neau élastique 4 prenne appui contre la paroi interne de cette calotte, les deux extrémités 1 et 2 sont dis posées suivant l'orientation désirée, c'est-à-dire que l'axe du tuyau Tl peut soit être dans le prolongement de celui du tuyau TL' (fig. 1 et 3), soit faire avec lui un angle x dans le plan de la fi g.
4, soit faire avec lui un angle y dans le plan perpen diculaire de la fig. 5, soit faire avec lui un certain angle dans un plan quelconque de l'espace.
Ceci est en effet possible et ce pour toutes les directions d'une part pour les tuyaux du fait que l'extrémité 1 peut pivoter à l'intérieur de cette calotte sphé rique 6 et d'autre part pour le moyen de serrage, comme on le verra plus loin, grâce à l'existence des deux axes d'articulation perpendiculaires W - W et X - X permettant de manoeuvrer le levier 13 pour n'importe quelle position de l'extrémité 1 par rapport à l'ex trémité 2.
Les deux tuyaux TI, T' étant placés dans la posi tion relative désirée, le levier 13 est d'abord relevé dans la position représentée à la fig. 2 et sensible ment perpendiculaire à l'axe du tuyau TI et l'étrier 18 vient à cheval sur l'extrémité cylindrique 1 de ce tuyau TI en appui contre le manchon 21. Le levier 13 est enfin rabattu sur ladite extrémité cylindrique 1.
L'étrier 18 est ainsi appuyé fortement contre le manchon 21 sans qu'il puisse s'en écarter grâce à l'engagement du biseau mâle 19 sous le biseau femelle 20. Un verrouillage est obtenu lorsque l'axe Y - Y passe par le point mort en franchissant le plan déterminé par les axes X - X et Z - Z. Le manchon 21 appuie à son tour sur l'épaulement 5 et l'anneau 4 se trouve fortement et uniformément comprimé contre la calotte 6 et l'épaulement 5, assu rant de la sorte une parfaite étanchéité du joint.
Les fig. 4 et 5 illustrent particulièrement l'apti tude du dispositif d'accouplement à suivre les mou vements angulaires de l'un des tuyaux par rapport à l'autre.
C'est ainsi que, si, pour plus de clarté, l'on suppose fixe le tuyau TI et qu'on fasse tourner d'un angle x (fig. 4) le tuyau TZ autour d'un axe ortho gonal aux axes X - X, Y - Y et Z - Z, on voit que la cuvette spéhrique 7 permet la rotation du tuyau T= à emboîtement grâce à sa petite base échancrée de part et d'autre des crêtes 8 et que ce tuyau à emboîtement tourne par rapport à la cuvette 7 autour de la ligne W - W passant par les sommets des crêtes 8, la cuvette 7 restant coaxiale au tuyau TI.
Si l'on fait, par contre, tourner d'un angle y (fig. 5) le tuyau T2 autour de l'axe X - X, la cuvette 7 suit la rotation du tuyau T2 grâce aux articulations 9 et reste concentrique à ce tuyau T' du fait des crêtes 8.
Bien entendu, toutes les rotations autour d'axes intermédiaires sont possibles.
Dans tous les cas la manoeuvre du levier 13 est également possible du fait que les axes X - X, Y - Y et Z - Z restent parallèles, la cuvette 7 tournant s'il y a lieu autour de l'axe X - X.
On voit que les crêtes 8 et les articulations 9 de la cuvette 7 permettent tous les mouvements angu laires du tuyau TZ par rapport au tuyau TI.
Il est à noter que, quelle que soit l'orientation des deux tuyaux, la partie de la calotte 6 en contact avec l'anneau 4 est toujours soutenue extérieurement par la cuvette 7. En effet, pour des rotations du tuyau T= autour d'un axe perpendiculaire à X - X, la cuvette 7 reste coaxiale au tuyau TI (voir la fig. 4), et l'anneau 4 se trouve à l'intérieur du segment sphé rique formé par la cuvette 7.
Pour des rotations de l'extrémité 2 autour de l'axe X - X (fig. 5), la rondelle 4 se trouve encore à l'intérieur du segment sphérique formé par la cuvette 7 grâce à l'avancée des crêtes 8 jusqu'à la limite de l'emboîtement 6. Il en résulte que la calotte 6 peut être relativement mince et résister néanmoins à des pressions intérieures élevées et notamment à une forte pression de l'anneau 4 grâce au renfor cement constitué par l'existence de la cuvette 7.
Les crêtes 8 sont notamment indispensables pour ce renforcement, quelle que soit l'orientation du tuyau T2 par rapport au tuyau T. En effet, si elles n'existaient pas et si la petite base de la cuvette sphérique 7 était circulaire, rien n'empêcherait, au cours de manutentions pendant la pose du tuyau, et en particulier par frottement sur le sol, la rotation de la cuvette 7 autour des articulations 9. Dans ce cas, la cuvette 7 supposée dépourvue de crêtes 8 ne renforcerait pas l'emboîtement 6 sur tout son pourtour.
Enfin, grâce aux saillies<B>11,</B> la cuvette 7 ne peut être séparée du tuyau T2. Il en résulte que pour le montage de canalisations, le temps de préparation des éléments nécessaires aux joints, se limite à la mise en place de l'anneau 4 et que le serrage du joint peut être effectué instantanément en manoeuvrant le levier en forme de fourchette 13. Ce levier 13 peut être orientée par rotation du dispositif de serrage autour de l'axe de l'un des tuyaux de manière à être situé dans la position la plus accessible.
L'accouplement est donc particulièrement rapide.