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Joint pour tubes,
La présente invention est relative aux joints pour tabes et à leur méthode d'assemblage et est particulièrement applicable à l'établissement d'une jonction entre tronçons de tube constitués en une masse de fibro-ciment comprimée et dur- cie et où il convient d'utiliser un accouplement entièrement non métallique, comprenant des tronçons de tube en amiante- ciment. Le joint décrit dans la présente invention convient particulièrement au raccordement de tronçons de tube d'éout en amiante-ciment.
On emploie généralement des bagues de garnitures ou de bourrage élastiques dans les tubes d'égout en amiante-ciment.
Un des problèmes que pose l'installation de tels tubes consis- te en ce que les bagues de garniture élastiques se déplacent
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ou se déforment parfois lors de l'accouplement du joint..Cette ! difficulté est due . principalement soit à une lubrification impropre du tube, soit à un arrachement accidentel de poussières d'un objet voisin, poussières qui tombent sur l'extrémité ex- ! posée du tube, préalablement à l'installation de celui-ci.
, Ainsi, lorsque l'extrémité du tube entre en contact avec la bague de garniture élastique en ses points de lubrification impropre ou d'encrassement excessif, il en résulte un frot- tement extrêmement élevé, de sorte que, dans certains cas, une partie de la bague de garniture élastique se déplace avec le tube et s'écarte de la gorge prévue dans l'accouplement ou est soumise à une torsion inopportune dans celle-ci. Ceci est particulièrement préjudiciable lors du raccordement de tron- çons de tubes d'égout en amiante-ciment, cela tant à cause des dangers qui en résultent pour la santé publique qu'en raison de la tendance à favoriser et à permettre la pénétration de racines dans la canalisation d'égout.
La présente invention vise à établir une bague de garni- ture élastique destinée à coopérer avec les éléments ou compo- sants d'un joint pour tubes et qui,même dans des conditions extrêmement défavorables, ne pourra pas se déplacer ni se dé- former facilement par rapport à sa position ou son orientation propres pendant l'assemblage du joint.
Un autre but de la présente invention est d'établir un procédé pour assembler un joint, de façon à garantir la tenue correcte de la bague de garniture élastique et à réduire les efforts nécessaires pour l'assemblage.
En résumé, la présente invention est relative à un joint pour tubes et à la bague de garniture employée dans ce joint, ce joint pour tubes comprenant un composant mâle et un composant femelle, un de ces composants présentant une surfa- ce périphérique conique, tandis que l'autre composant présente une surface périphérique cylindrique, ce joint comportant en
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outre une bague de garniture élastique, cette dernière présen- tant une surface périphérique intérieure et une surface péri- phérique extérieure, ce joint étant caract érisé en ce que la bague de garniture présente au moins une paire de bourrelets à orientation radiale sur une de ses surfaces périphériques, qui s'appliquent contre la surface périphérique dudit autre composant, une cavité située entre ces bourrelets,
une protu- bér,ance à orientation radiale, prévue sur celle des surfaces périphériques de la bague de garniture qui est située, dans le sens radial, à l'opposé de la cavité, cette dernière pro- tubérance étant en contact avec la surface périphérique coni- que du premier composant susdit pendant l'achèvement de 1' semblage du joint de manière à appliquer des efforts de com- pression à cette bague, ladite bague se déformant sous l'action des efforts de compression de manière à présenter une configu- ration essentiellement rectangulaire en coupe axiale.
De pré- férence, le joint pour tubes, suivant l'invention, comporte des composants mâle et femelle en amiante-ciment,
La présente invention sera mieux comprise et ses autres objectifs et avantages seront mieux mis en évidence, si l'on se réfère à la description détaillée qui suit, qui est rela- tive à un mode de réalisation particulièrement favorable de l'invention et dans laquelle on se reporte aux dessins annexés, dans lesquels:
La fig. 1 est une vue en élévation en bout d'une bague de garniture plastique établie conformément à la présente in- vention,
La fig. 2 est une vue en coupe, prise le long du plan passant par la ligne 2-2 de la fig, 1.
La fig. 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, de la bague de garniture élastique.
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éclaté partiellement suivant son sens axial, cette vue roprésen- tant le contact initial entre l'extrémité du tube et la bague de garniture élastique.
La fig. 5 est une vue en coupe d'une partie d'un joint assemblé partiellement, éclaté suivant son sena axial.
La fige 6 est une vue en coupe d'une partie d'une autre forme de réalisation d'un joint, partiellement éclaté sui- vant son sens axial, cette vue montrant le contact initial en tre l'accouplement et la bague de garniture élastique ; la fig. 7. est une vue en coupe d'une partie du joint, . tel que représenté dans la fig. 6, mais dans le stade final de l'assemblage.
On se reportera ci-après aux dessins, où on a repré- sente dans la fige 4 une partie d'un accouplement 1, qui com- prend un corps essentiellement cylindrique et une gorge annu- laire 2, formée extérieurement, dans le sens radial, par rap- port à la circonférence intérieure de l'accouplement.
L'accouplement 1 est appelé à recevoir l'extrémité 3 du tube, laquelle comprend un tronçon 4 présentant une circon- férence ou périphérie extérieure sensiblement cylindrique, ainsi ' qu'un tronçon 5, voisin de l'extrémité du tube, dont la péri- phérie extérieure est conique, en formant un angle de 10 à 15 , par exemple, avec 1' axe de ce tronçon. Les diamètres extérieure ! du tronçon d'extrémité du tube,engagé dans l'accouplement 1 sont inférieurs au diamètre intérieur de l'accouplement 1 d'une quan- tité suffisante pour déterminer un jeu permettant un déplace- ment axial relatif et un désalignement relatif limité entre l'ex- trémité du tube et l'accouplement.
Dans les fig. 1 à 4 inclus, on a représenté une ba- gue de garniture élastique facilement déformable 6, en caoutchouc
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.naturel, caoutchouc synthétique ou tout autre matière plastique qui soit élastique et facilement déformable, cette bague étant disposée dans la gorge 2. Lorsque la bague se trouve dans son état initial, c'est-à-dire, dans la condition relâchée ou non déformée, son épaisseur mesurée suivant une direction essentiel- lement radiale, est supérieure à la distance entre la paroi ex- térieure - dans le sens radial- 7 de la gorge 2 et la partie opposée, dans le sens radial, de la périphérie extérieure de l'extrémité du tube, de sorte que lors de l'assemblage, la ba- gue de garniture e'applatit dans un sens radial.
La largeur axiale de la gorge prévue dans l'accouplement 1 est supérieure à la largeur axiale de la bague de garniture 6. Dans la fig. 4, on a représenté une paroi extrême transversale 8, orientée sui- vant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'ac- couplement 1. Lorsque le joint suivant le mode de réalisation représenté dans la fig. 5 se trouve dans le stade d'assemblage final, la paroi extérieure - dans le sens radial - 7 se trouve en regardons le sens radial, du tronçon cylindrique 4 de l'extrémité 3 du tube.
Comme représenté en particulier dans les figs. 3 et 4, la bague de garniture élastique 6 présente une section axiale sensiblement symétrique. A l'état détendu, la surface périphé- rique extérieure de la bague de garniture élastique 6 comprend deux saillies ou bourrelets 9 et 10, orientés suivant une direc- tion essentiellement radiale et étant sensiblement continus sur la circonférence de cette bague. La surface périphérique exté- rieure de la bague de garniture élastique est conformée de manière à présenter une cavité 11 s'étendant sur toute la périphé- rie, entre les bourrelets 9 et 10, à orientation radiale.
La surface périphérique intérieure de la bague de garniture élas-
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tique 6 présente une protubérance essentiellement continue 12, orientée vers l'intérieur suivant une direction générale ra- diale, et située sensiblement à mi-longueur axiale de la bague de garniture élastique 6. La protubérance 12 est située essen- tiellement en regard, dans le sens radial, par rapport à la cavité 11, pour une raison qui sera indiquée dans la suite.
Les particularités et le mode d'action d'une forme de réalisation particulièrement favorable de la présente inven- tion sont représentés dans la fig. 4, laquelle montre la pré- conte invention pendant l'assemblage d'un joint pour tubes, au moment où la périphérie extérieure 14 du tronçon 5 de l'extré- mité 3 du tube entre en contact avec la protubérance 12. A mesure que l'extrémité 3 du tube pénètre dans l'accouplement 1, la bague de garniture élastique 6 est soumise à des efforts de compression croissants, étant donné la diminution de la distance entre la surface périphérique 7 de la gorge 2 et la circonférence 14 du tronçon conique 5. Ces efforts de compres- sion sont répartis, à travers la bague de garniture élastique 6, sur les bourrelets 9 et 10.
Cette répartition des efforts de compression a pour effet de diminuer la tendance de la ba- gue de garniture élastique à tourner dans la gorge. D'autre part, à mesure que l'extrémité 3 du tube pénètre dans l'accou- plement 1, les efforts de compression agissent sur la protubérance 12, de manière à déformer la bague de garniture élasti- que 6, de telle sorte que la cavité 11 est graduellement rem- placée par la partie pleine. Cette caractéristique .inédite de la présente invention permet d'appliquer un effort d'assemblage minimum pendant la formation du joint et, en coopération avec la répartition des efforts de compression, réduit la tendance de la bague de garniture élastique 6 à se déplacer hors de
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la gorge 2.
Comme indiqué dans la fig. 5, on introduit l'ex- trémité 3 du tube dans l'accouplement 1 jusqu'à ce que le bord antérieur 15 de la bague de garniture élastique 6 entre en con- tact avec la paroi 16 de la gorge 2 et que le bord postérieur.
17 de cette bague entre en contact avec l'épaulement 18 de l'ex- trémité du tube. La paroi extrême - dans le sens axial- 9 de la gorge coopère avec l'épaulement 18 de l'extrémité du tube, pour empêcher la bague de garniture de s'échapper nous l'effet de pressions internes. Il convient de noter que, dans la posi- tion représentée dans la fig. 5, la bague de garniture élasti- que 6 présente une forme essentiellement rectangulaire en cou pe axiale et est située entre la surface périphérique intéri.. re 7 de la gorge 2 et la surface annulaire 19 du tronçon 4 de l'extrémité 3 du tube.
Une autre caractéristique physique de la bague de garniture, que l'on doit considérer dans un joint de cette nature, est le rapport entre la longueur axiale de la bague de garniture et son épaisseur radiale. Si l'on réduit consi- dérablement la longueur de la bague de garniture, elle ris- que de se retourner ou se tordre dans la gorge en présence ci* conditions défavorables, comme décrit ci-dessus. Pour cette raison, on considère qu'il est essentiel et nécessaire que la longueur axiale minimum de la bague de garniture soit su-' périeure à son épaisseur radiale maximum, la longueur axiale étant mesurée le long d'un axe allant du bord antérieur 15 au bord postérieur 17 de cette bague.
Le rapport ci-dessus entre la longueur axiale de la bague de garniture et l'épaisseur radiale de celle-ci doit être supérieure à 1,2:1, ce rapport étant de 1,6:1 dans un mode de réalisation particulièrement favorable de l'invention.
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I1 convient de laisser un jeu axial suffisant dans le sens axial de la gorge de l'accouplement, afin de permettre l'ex- tension aisée et naturelle de la bague de garniture élastique, dans le sens axial, lorsque cette bague est comprimée entre l'extrémité du tube et l'accouplement. Si la bague de garni- ture élastique ne pouvait pas s'étendre dans la gorge, l'effort d'assemblage serait si élevé, qu'il serait impossible d'ache- ver l'assemblage du joint.
Le mode de réalisation particulièrement favorable de l'invention, représenté dans les figs. 4 et 5, a été choisi en tenant compte des procédés utilisés dans la fabrication de produits en amiante-ciment. On peut cependant, sans sortir du cadre de la présente invention, prévoir entre le tube et l'ac- couplement une disposition telle que représentée dans les figs. 6 et 7 et où les contours en saillie et en creux de la bague de garniture élastique 6 ont été permutés* Ainsi, et comme représenté dans la fig. 6, l'accouplement 31 comprend un tronçon antérieur présentant une périphérie intérieure de forme conique, qui fait un angle de 10 à 15 avec l'axe de l'accouplement 31, ainsi qu'un tronçon 34 présentant une périphérie intérieure 35, de forme essentiellement cylindri- que.
L'extrémité 36 du tube comprend un tronçon 37 présentant une surface périphérique 38 sensiblement cylindrique. Au be- soin, la partie antérieure de l'extrémité 37 du tube peut avoir une périphérie conique, comme représenté dans la fig. 1.
La bague de garniture élastique 41- qui est identi- que à la bague de garniture élastique 6 sous le rapport de toutes les caractéristiques de fonctionnement et qui comporte des bourrelets 42 et 43 espacés dans le sens axial et orientés vers l'intérieur suivant une direction essentiellement radiale .. est disposée sur la surface périphérique 38 de l'extrémité 36
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du tube, les bourrelets 42 et 43 étant en contact avec la sur- face périphérique 38. La surface périphérique intérieure de la bague de garniture élastique 41 est conformée de manière à présenter une cavité 44 entre les bourrelets 42 et 43, espacés dans le sens axial.
La surface périphérique extérieure de la bague de garniture élastique 41 eapourvue d'une protubérance 45 orientée vers l'extérieur, suivant une direction essentiel- lement radiale, et située, suivant une direction axiale sensi- blement au milieu de la bague de garniture élastique 41. La protubérance 45 est située, en regard de la cavité 44, sui- vant une direction essentiellement radiale. La coopération entre les divers éléments du joint pour tubes, représentés dans les figs. 6 et 7, est sensiblement identique à cale dé- crite ci-dessus à propos des figs. 4 et 5.
Comme indiqué dans la fig.7, la bague de garniture élastique 41 présente une sec- tion axiale de forme générale rectangulaire, lorsqu'elle occupe la position d'assemblage finale, une partie du bord antérieur 46 de cette bague étant appliquée contre un épaulement 47 pré- vu sur l'accouplement 31, tandis qu'une partie de ce bord pos- térieur 48 est appliquée contre un épaulement 49 prévu sur l'ex- trémité du tube.
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Joint for tubes,
The present invention relates to joints for tabes and their method of assembly and is particularly applicable to the establishment of a junction between pipe sections made of a mass of compressed and hardened fiber cement and where it is appropriate to '' Use a completely non-metallic coupling, including sections of asbestos-cement tubing. The joint described in the present invention is particularly suitable for connecting sections of asbestos-cement pipe.
Resilient packing or packing rings are generally used in asbestos-cement sewer pipes.
One of the problems with installing such tubes is that the resilient packing rings move.
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or are sometimes deformed when coupling the seal .. This! difficulty is due. mainly either to an improper lubrication of the tube, or to an accidental tearing of dust from a neighboring object, dust which falls on the ex- end! laying of the tube, prior to its installation.
Thus, when the end of the tube comes into contact with the resilient packing ring at its points of improper lubrication or excessive soiling, extremely high friction results, so that in some cases part of the resilient packing ring moves with the tube and moves away from the groove provided in the coupling or is subjected to untimely twisting therein. This is particularly detrimental when connecting sections of asbestos-cement sewer pipes, both because of the resulting dangers to public health and because of the tendency to promote and allow the penetration of roots. in the sewer line.
The present invention aims to establish an elastic packing ring intended to cooperate with the elements or components of a joint for tubes and which, even under extremely unfavorable conditions, will not be able to move or deform easily. relative to its own position or orientation during gasket assembly.
Another object of the present invention is to establish a method for assembling a seal, so as to guarantee the correct holding of the elastic packing ring and to reduce the forces required for assembly.
In summary, the present invention relates to a seal for tubes and to the packing ring employed in this seal, this seal for tubes comprising a male component and a female component, one of these components having a conical peripheral surface, while that the other component has a cylindrical peripheral surface, this seal comprising in
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besides an elastic packing ring, the latter having an inner peripheral surface and an outer peripheral surface, this seal being characterized in that the packing ring has at least one pair of radially oriented beads on one of its sides. peripheral surfaces, which apply against the peripheral surface of said other component, a cavity located between these beads,
a radially oriented protuberance provided on that of the peripheral surfaces of the packing ring which is located, in the radial direction, opposite the cavity, the latter protuberance being in contact with the peripheral surface conical of the aforementioned first component during the completion of the assembly of the seal so as to apply compressive forces to this ring, said ring deforming under the action of the compressive forces so as to present a configuration. essentially rectangular ration in axial section.
Preferably, the joint for tubes, according to the invention, comprises male and female components made of asbestos-cement,
The present invention will be better understood and its other objectives and advantages will be better demonstrated, if one refers to the detailed description which follows, which relates to a particularly favorable embodiment of the invention and in which reference is made to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is an end elevational view of a plastic packing ring made in accordance with the present invention,
Fig. 2 is a sectional view, taken along the plane passing through line 2-2 of FIG, 1.
Fig. 3 is a sectional view, on a larger scale, of the elastic packing ring.
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partially exploded in its axial direction, this view showing the initial contact between the end of the tube and the elastic packing ring.
Fig. 5 is a sectional view of part of a partially assembled seal, exploded along its axial sena.
Pin 6 is a sectional view of part of another embodiment of a seal, partially exploded along its axial direction, this view showing the initial contact between the coupling and the elastic packing ring. ; fig. 7. is a sectional view of part of the seal,. as shown in fig. 6, but in the final stage of assembly.
Reference will be made below to the drawings, in which there is shown in fig 4 a part of a coupling 1, which comprises an essentially cylindrical body and an annular groove 2, formed externally, in the radial direction. , relative to the inner circumference of the coupling.
The coupling 1 is called upon to receive the end 3 of the tube, which comprises a section 4 having a substantially cylindrical outer circumference or periphery, as well as a section 5, adjacent to the end of the tube, whose peri - Outer artery is conical, forming an angle of 10 to 15, for example, with one axis of this section. The outer diameters! of the end section of the tube engaged in the coupling 1 are smaller than the internal diameter of the coupling 1 by an amount sufficient to determine a clearance allowing a relative axial displacement and a limited relative misalignment between the tube end and coupling.
In fig. 1 to 4 inclusive, there is shown an easily deformable elastic lining ring 6, made of rubber
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.natural, synthetic rubber or any other plastic material which is elastic and easily deformable, this ring being disposed in the groove 2. When the ring is in its initial state, that is to say, in the relaxed condition or not deformed, its thickness measured in an essentially radial direction, is greater than the distance between the outer wall - in the radial direction - 7 of the groove 2 and the opposite part, in the radial direction, of the outer periphery of the end of the tube, so that during assembly the packing ring flattens in a radial direction.
The axial width of the groove provided in the coupling 1 is greater than the axial width of the packing ring 6. In fig. 4, there is shown a transverse end wall 8, oriented in a direction substantially perpendicular to the axis of the coupling 1. When the seal according to the embodiment shown in FIG. 5 is in the final assembly stage, the outer wall - in the radial direction - 7 is located in radial direction, of the cylindrical section 4 of the end 3 of the tube.
As shown in particular in Figs. 3 and 4, the elastic packing ring 6 has a substantially symmetrical axial section. In the relaxed state, the outer peripheral surface of the elastic packing ring 6 comprises two projections or beads 9 and 10, oriented in an essentially radial direction and being substantially continuous around the circumference of this ring. The outer peripheral surface of the resilient packing ring is shaped so as to have a cavity 11 extending over the entire periphery, between the beads 9 and 10, in radial orientation.
The inner peripheral surface of the elastic packing ring
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tick 6 has an essentially continuous protuberance 12, oriented inwardly in a general radial direction, and situated substantially at mid-axial length of the elastic packing ring 6. The protuberance 12 is situated essentially opposite, in the radial direction, relative to the cavity 11, for a reason which will be indicated below.
The features and mode of action of a particularly favorable embodiment of the present invention are shown in FIG. 4, which shows the pre-invention during the assembly of a joint for tubes, as the outer periphery 14 of the section 5 of the end 3 of the tube comes into contact with the protuberance 12. As the end 3 of the tube enters the coupling 1, the elastic packing ring 6 is subjected to increasing compressive forces, given the reduction in the distance between the peripheral surface 7 of the groove 2 and the circumference 14 of the section conical 5. These compression forces are distributed, through the elastic packing ring 6, over the beads 9 and 10.
This distribution of the compressive forces has the effect of reducing the tendency of the elastic packing ring to rotate in the groove. On the other hand, as the end 3 of the tube penetrates into the coupling 1, the compressive forces act on the protuberance 12, so as to deform the elastic packing ring 6, so that the cavity 11 is gradually replaced by the solid part. This novel feature of the present invention enables a minimum assembly force to be applied during seal formation and, in cooperation with the distribution of compressive forces, reduces the tendency of the resilient packing ring 6 to move out of the way.
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throat 2.
As shown in fig. 5, the end 3 of the tube is inserted into the coupling 1 until the front edge 15 of the elastic packing ring 6 contacts the wall 16 of the groove 2 and the edge posterior.
17 of this ring comes into contact with the shoulder 18 of the end of the tube. The end wall - in the axial direction - 9 of the groove cooperates with the shoulder 18 of the end of the tube, to prevent the packing ring from escaping us under the effect of internal pressures. It should be noted that, in the position shown in fig. 5, the elastic packing ring 6 has an essentially rectangular shape in axial section and is located between the inner peripheral surface 7 of the groove 2 and the annular surface 19 of the section 4 of the end 3 of the tube. .
Another physical characteristic of the packing ring, which must be considered in a seal of this nature, is the ratio of the axial length of the packing ring to its radial thickness. If the length of the packing ring is reduced considerably, it may overturn or twist in the groove under adverse conditions, as described above. For this reason, it is considered essential and necessary that the minimum axial length of the packing ring be greater than its maximum radial thickness, the axial length being measured along an axis from the leading edge. at the rear edge 17 of this ring.
The above ratio between the axial length of the packing ring and the radial thickness thereof should be greater than 1.2: 1, this ratio being 1.6: 1 in a particularly favorable embodiment of invention.
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Sufficient axial play should be left in the axial direction of the coupling groove in order to allow the easy and natural extension of the elastic packing ring in the axial direction when this ring is compressed between the end of the tube and coupling. If the elastic packing ring could not extend into the groove, the assembly stress would be so high that it would be impossible to complete the assembly of the seal.
The particularly favorable embodiment of the invention, shown in FIGS. 4 and 5, was chosen taking into account the processes used in the manufacture of asbestos cement products. However, without departing from the scope of the present invention, it is possible to provide between the tube and the coupling an arrangement as shown in FIGS. 6 and 7 and where the protruding and recessed contours of the elastic packing ring 6 have been swapped * Thus, and as shown in fig. 6, the coupling 31 comprises a front section having an inner periphery of conical shape, which makes an angle of 10 to 15 with the axis of the coupling 31, as well as a section 34 having an inner periphery 35, of essentially cylindrical.
The end 36 of the tube comprises a section 37 having a substantially cylindrical peripheral surface 38. If necessary, the anterior part of the end 37 of the tube can have a conical periphery, as shown in FIG. 1.
The resilient packing ring 41- which is identical to the resilient packing ring 6 in all performance characteristics and which has beads 42 and 43 spaced axially and facing inward in one direction. essentially radial .. is disposed on the peripheral surface 38 of the end 36
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of the tube, the beads 42 and 43 being in contact with the peripheral surface 38. The inner peripheral surface of the elastic packing ring 41 is shaped so as to have a cavity 44 between the beads 42 and 43, spaced apart in the direction axial.
The outer peripheral surface of the resilient packing ring 41 is provided with a protuberance 45 directed outwards, in a substantially radial direction, and situated, in an axial direction substantially in the middle of the resilient packing ring 41 The protuberance 45 is located, facing the cavity 44, in an essentially radial direction. The cooperation between the various elements of the joint for tubes, shown in figs. 6 and 7, is substantially identical to the shim described above with regard to FIGS. 4 and 5.
As indicated in FIG. 7, the elastic packing ring 41 has an axial section of generally rectangular shape, when it occupies the final assembly position, part of the front edge 46 of this ring being pressed against a shoulder. 47 provided on the coupling 31, while a part of this rear edge 48 is applied against a shoulder 49 provided on the end of the tube.