Brevet FR2002497A1 — publié le 19691017

La présente invention a essentiellement pour objet un procédé de fabrication de tubes thermoplastiques consistant à souder une gaine à un épaulement préfabriqué. 11 avantage de ces procédés de fabrication de tubes par rapport aux procéder connus selon lesquels la forme de l'épaulement est adaptée a la gaine, réside dans le fait qu'il est impossible d'obtenir une exécution rapides La réalisation technologique se heurte à des difficultés, car la gaine doit s'adapter avec une tres grande précision sur l'épaulement, #notamment #orsqu'on applique un procédé bien connu selon lequel la température nécessaire pour aire fondre le matériau sur les surfaces de contact est produite par un frottement réciproque entre la gaine et l'épaulement. En outre, avec ce procédé on ne pourra utiliser qu'un nombre très limité de tubes de plastique. La présente invention a pour but e fournir un procédé quai, indépendemment du tube de matiere plastique, permet d'avoir des tolérances beaucoup plus élevées entre l'épaulement et la gaine, supprime évidement l'addition de matière plastique nécessaire pour l'opération de soudage, et qui malgré tout assure une vitesse de production élevée.Le procédé se caractérise notamment; par le fait que la température nécessaire pour ramollir le; thermoplastique est produite selon un mode en soi connu par la formation d'un courant de Foucault dans une pièce métallique disposée entre les éléments à réunir, le matériau ramolli étant refoulé par pressions récipro- ques des éléments à assembler, alors que le flux du matériau est limité par au moins un outil agissant de l'extérieur. Les procédés connus qui ont déjà été proposés en vue de souder des éléments plastiques au moyen d'un chauffage par induction de pièces métalliques disposées entre ces éléments ne conviennent pas de prime à bord pour assembler par soudage des épaulements et des gaines, car dans ce cas il faut non seulement obtenir une grande étanchéité en surmontant des tolérances très importantes, mais encore une grande résistance à la pression du joint de soudure.Il n'est pas possible dans ce cas d'appliquer une grande pression dans le sens axiale car la gaine est généralement constituée par des parois minces. C'est pourquoi, on utilise conformément au procédé de la présente invention essentiellement la pression entre la gaine et 1 épaulement pour répartir le plastique ramolli sur les surfaces d'assemblage de manière à obtenir d'une part Si possible daux grandes i -''; de soudage et d'autre part pour remplir éventuellement des cavités creuses0 Au moins un outil agissant de l'extérieur servira à empêcher le plastique ramolli de s'échapper au dehors. Cet outil est généralement un outil de formage ou un outil de pression qui pourra avantageusement etre utilisé en combinaison avec un outil disposé à l'intérieur du tube0 La bobine celant au chauffage de la pièce métallique sera de préférence logé à l'intérieur de cet outil. Conformément à la présente invention il sera particulièrement avantageux de loger une pièce métallique circulaire contre un collet ou @ dans un évidement annulaire formé sur l'épaulement ou la gaine et de monter finalement l'autre élément qui comportera eventuellement un évidement analogue. Ceci rendra l'application du procédé de la présente invention sensiblement plus facile, car la pièce métallique en question pourra entre aisément amenée dans sa position exacte sur les éléments d'assemblage.Les évidements en forme de co@@et ou de rainure constituent des parois annulaires qui maintiennent exactement la bague métallique dans la position désirée. Au demeurant l'avantage notable de ces parois réside encore dans le fait qu'elles constituent des surfaces relativement grana des affleurant dans le sens axial sur lesquelles on pourra avant tout appliquer aisément le moule de pression extérieur en vue de les amener en contact réciproque. Conformément à la présente invention on pourra procéder de la manière suivante : après la mise en place de la pièce métallique dans l'évidement le thermoplastique de del'un des éléments sera d'abord ramolli ou fondu, puis ce matériau sera réparti par la mise en place de l'autre élément, le moule étant appliqué à l'extérieur soit simultanément ou à la en de l'opération. Grace à ce mode de réalisation particulièrement avantageux du procédé, le matériau ramolli pu fondu sera réparti uniformément, ce qui assure un assemblage régulier et efficace des éléments.Il y a lieu de signaler que le degré de ramollissement du matériau est en soi moins important que le fait de rendre avant tout le matériau suffisament fluide pour qu'il puisse être réparti entre les éléments à assembler. D'après une autre caractéristique de la présente invention il sera possible d'insérer dans la gaine une surface axiale formée par l'épaulement pour la pièce métallique. Une forme aussi simple de l'épaulement présente notamment l'avantage de pouvoir exercer simultanémént une pression sur la gaine au moyen d'un outil appliqué de l'extérieur et de toute façon sera indispensable pour limiter le flux du matériau ramolli, ce qui permettra d'appliquer fermement 1' extrémité de la gaine sur 1' épaulement. Toutefois il est également possible selon la présente invention de monter l'épaulement de manière qu'une surface axiale formant l'épaulement pour la pièce métallique entoure la gaine. Lorsque la gaine est constituée par des parois plus épaissesonpoxmarutsment presser aisément la partie conique de l'épaulement sur l'extrémité de la gaine. encore Finalement il sera/avantageux dans de nombreux cas d'insérer la gaine dans un évidement en forme de rainure sur l'épaulement qui sert de logement à la pièce métallique. Lorsque cet évidement est de section conique la pièce métalliaue ainsi que l'extrémité de la gaine qui sont à introduire dans cet évidement, seront guidés efficacement, de sorte qu'il sera possible d'assurer un assemblage précis à une grande vitesse. On pourra en outre selon la présente invention fixer à l'ex- trémité de la gaine un raccord en thermoplastique qui comporte un évidement pour la pièce métallique ou qui pourra s'insérer dans l'évidement correspondant de l'épaulement. Au demeurant les caractéristiques exposées précédemment concernant la forme de l'épaulement sont également applicables. En fixant le raccord en thermoplastique on procèdera de préférence à la mise en place de la pièce métallique, ce qui rendra non seulement son montage plus facile, mais la pièce métallique sera entourée d'une quantité suffisante de matériau pour le ramollissement de celui-ci. Dans ce même but ou pour la mise en place de la pièce métallique dans un évidement de l'épaulement on pourra conformément à cette invention introduire dans l'orifice de la gaine un morceau de tuyau préalablement coupé sur la gaine. En outre on pourra trés avantageusement replier -l'extrémité de la gaine pour le logement de la pièce métallique. De cette fanon il sera également possible de monter-la pièce métallique d'une manière simple et efficace. Cela s'applique également à une autre caractéristique de l'invention qui consiste à emmancher la pièce métallique sur l'extrémité de la gaine. Dans ce cas la pièce métallique aura un profil approprié, c#st-à- dire elle aura la forme d'une bague avec une section en U. Pour pouvoir disposer dans tous les cas d'une quantité suffi du sante de thermoplastique lors/rechauffage de la bague et pour pouvoir as suer avant tout un positionnement précis de la bague métallique dans le thermoplastique, on pourra conformément à cette invention, revêtir et de préférence enrober avec du thermoplastique la pièce métallique avant de la mettre en place sur l'un des éléments à assembler, Conformément à cette invention il sera possible d'obtenir le même résultat en reliant une pièce métallique en forme de feuille ou de bande à une surface axiale d'un épaulement0 Le réchauffement sera ainsi assuré sur une surface relativement grande, de sorte qu'il sera possible d'obtenir rapidement un assemblage ou une soudure efficace0 Finalement la pièce métallique pourra selon cette invention être constituée par une couche de thermoplastique contenant de la poudre de métal ou analogue. Cette réalisation présente les mêmes avantages que ceux indiqués précédemment. L'invention sera mieux comprise et dautres buts, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaitront en cours de la description explicative qui va suivre, en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation du procédé de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe des éléments d'un tube avant leur assemblage par soudage conformément à un premier mode de réalisation -les figures 2 à 5 représentent les séquences de soudage des éléments illustrés sur la figure 1 - la figure 6 représente différents modes de réalisation des épaulements - la figure 7 représente différents modes de réalisation des extrémités de la gaine - la figure 8 représente différents modes de réalisation de la pièce métallique servant à l'assemblage des éléments. L'épaulement 1 illustré sur la figure 1 est soudé à une gaine 3 à l'aide d'une pièce métallique annulaire s L'épaulement 1 comporte une section circulaire 4 qui constitue avec la partie principale un évidement à co31t servant au logement de la pièce métallique 20 Ainsi qutil ressort de la figure 2 la pièce métallique est d'abord placée dans l'évidement en forme d'épaulement de la pièce 1, puis la section 4 est insérée dans l' orifice de la gaine 3. Finalement on obtient une zone de fusion 5 en chauffant le conducteur métallique 2 au moyen des courants tourbillonnaires induit . Ainsi qu'il ressort de la figure 4 le matériau ramolli ou fondu par le réchauffement est refoulé par l'introduction de la gaine et réparti entre les fentes des éléments à assembler. La figure 5 représente l'état final de répartition du matériau ainsi que la mise en oeuvre des outils de formage et de pression 6 et 7. L'outil 6 empêche notamment le matériau ramolli de s'échapper de la fente vers l'extérieur. Mais ces outils exercent en même temps une pression notamment sur les surfaces axiales de la gaine et de l'épaulement, de sorte qu'on est en mesure d'obtenir un joint étanche résistant à la pression. Selon les modes de réalisation illustrés sur la figure 6a, l'évidemment de l'épaulement est conçu de telle manière que la pièce métallique circulaire prend appui à l'extérieur de la section 4. Ce mode de réalisation est analogue à ceux indiqués sur les figures 1 à 52 toutefois la section circulaire est ici de forme conique, ce qui permet de la presser plus facilement contre l'extrémité de la gaine au moyen d'un outil introduit à l'intérieur de l'épaule- ment. En ajoutant un bourrelet circulaire comme indiqué sur la figure 6b, la pièce métallique 2 est maintenue encore plus efficacement dans son logement. Selon le mode de réalisation indiqué sur la figure 6c, l'épau- lement comporte sur sa partie extérieure un bourrelet circulaire 9 formant un évidement pour le logement de la pièce métallique 2. Selon la figure 6d l'extrémité 10 de la gaine 3 pourrait être repliée de manière à entourer la pièce métallique 2. On pourra ainsi disposer d'une quantité plus importante de matière thermoplastique pour la bonze. On obtient le même avantage avec le mode de réalisation indiqué sur la figure 6e, dans ce cas on coupe une extrémité de la gaine avant de procéder au soudage et on la place soit à l'extérieur soit à l'intérieur de l'orifice de la gaine. La section circulaire 12 de l'épaulement 1 est comme indiquée sur la figure 6f, disposée à l'extérieur de la gaine 3 de sorte que la pièce métallique 2 se trouve à l'intérieur de l'épaulement 1. Selon les modes de réalisation indiqués sur les figures 6g et 4 la pièce métallique 2 et la gaine 3 dont ltextrémité 10 sera éventuellement repliée, sont introduites dans un évidemment contitué par deux sections annulaires 4 et 12 en forme de clavettes. Selon le mode de -rwelisation indiqué sur la figure 7i, une pio ce métallique 13 en forme de U est-emmanchée à force ou selon toute autre manière sur l'extrémité de la gaine. Là aussi l'ex- trémité de la gaine est introduite dans un évidement formé par deux sections 4 et 12 en forme de clavette. Selon la figure 7j la gaine 3 est munie d'une pièce intercalaire 14 qui sert de raccord entre la gaine 3 et 1' épaulement 1. Dans ce cas la pièce métallique 2 est logée dans la pièce intercalaire 14, ce qui représente un moyen simple et efficace pour monter une pièce métallique. En outre, on dispose d'une quantité suffisante de matière thermoplastique lorsque la pièce métallique est chauffée. La forme de l'épaulement correspond dans ce cas à celle indiquée sur la figure 6aO Selon le mode de réalisation indiquésur7$la forme de l'épau- lement correspond à celle indiquée sur les figures 6g et h. La forme de la pièce intercalaire 15 est adaptée à la forme de l'évidement conique constitué par les sections 12 et 4.Par contre, selon le mode de réalisation de la figure 71, une pièce intercalaire 16 comportant un évidement de forme coniquepmr stembotter dans une section correspondante conique 17 fixée sur l'épaulement 1. La figure 7m représente une pièce intercalaire 18 qui comporte comme l'épaulement 1 indiqué sur la figure 6a, un évidement en forme de collet pour le logement de la pièce métallique 2. La figure 8 représente plusieurs formes de pièces métalliques en combinaison avec l'épaulement indiqué sur la figure 6a. Dans ce cas la pièce métallique est constituée par un fil circulaire 2. Toutefois on peut également utiliser des bagues métalliques 19 ou 20 de section rectangulaire ou carrée. La figure 8d représente une pièce métallique disposée sur une surface axiale de la section 4, qui comporte une feuille de plastique collé ou un vernis ou tout autre revttement thermoplastique renfermant un conducteur notamment de la poudre en du fil métallique ou analogue. Les figures 8e et f représentent une pièce métallique 2 qui * revêtue d'une couche de thermoplastique et tonte pièce métallique 2c qui est contituée par une feuille métallique pourvue de part et d'autre d'une couche de revêtement, le procédé faisant l'objet de la présente invention peut également s'appliquer dans d'autres cas que ceux de la fabrication des tubes notamment pour assembler par soudage des gaines ou des tuyaux ou des conduits avec des manchons de fermeture ou de raccordement. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisations décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple, En particu##ier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon 11 esprit de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé de fabrication de tubes en thermoplastique permettant d'assembler par soudage une gaine avec un épaulement préfabriqué caractérisé en ce que la température nécessaire pour ramollir le thermoplastique est produite par formation d'un courant tourbillonnaire à l'intérieur d'une pièce métallique disposée entre les éléments à assembler, le matériau ramolli étant refoulé par assemblage des éléments et le flux du matériau étant limité par au moins un outil agissant de l'extérieure 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que une pièce métallique circulaire est placée entre un collet annulaire ou un évidement circulaire sur un épaulement ou sur la gaine et que l'autre élément qui comporte éventuellement un évidement analogue est assemblé au premier Slément. 3 - Procédé selon les revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le thermoplastique est ramolli ou rendu fluide après le montage de la pièce métallique dans l'évidement de l'un des éléments, ce matériau étant ensuite réparti par l'assemblage de l'autre élément, alors qu'un outil est appliqué à l'extérieur pendant ou après l'opération. 4 - Procédé selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'épaulement comportent une surface axiale pour le logement de la pièce métallique est introduite dans la gaine. 5 - Procédé selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'épaulement qui comporte une surface axiale pour le logement de la pièce métallique entoure la gaine. 6 - Procédé selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la gaine est insérée dans un évidement circulaire de l'épaulement qui sert de logement à la pièce métallique. 7 - Procédé selon les revendications 1 à 6 caractérisé en ce qutunwaccord en thermoplastiqueest#snr l'extrémité de la gaine, raccord qui comporte un évidement pour la pièce métallique, ou qui peut s'emboîter dans un évidement analogue sur l'épaulement. 8 - Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que la pièce métallique est mise en place pendant la fixation du raccord thermoplastique 9 - Procédé selon les revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'une section de tube, de préférence découpée sur la gaine est introduite dans l'orifice de cette dernière. 10 -Procédé selon les revendications 1 à 9 caractérisé en ce que l'extrémité de la gaine est repliée pour permettre de loger la pièce métallique. 11 - Procédé selon les revendications 1 à 10 caractérisé en ce que la pièce métallique est emmanchée à force sur l'extrémité de la gaine. 12 6 Procédé selon les revendications 1 à 11 caractérisé en ce que la pièce métallique est revêtue ou enrobée de thermoplastique avant d'être montée sur l'un des éléments à assembler. 13 - Procédé selon les revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'une pièce métallique en feuille ou en bande est reliée à une surface axiale de 11 épaulement. 14 - Procédé selon les revendications 1 à 13 caractérisé en ce que la pièce métallique est formée par un revStement de thermoplastique contenant un conducteur, tel que de la poudre de métal, des fibres métalliques ou analogues.