Brevet FR2474903A1 — publié le 19810807

La présente invention concerne un raccord de tubes et la méthode de raccordement par collage d'extrévlités de tu- bes métalliques devant être utilisés conjointement à des canalisations étanches de réfrigérant. Il faut noter, cepen- dant, que ce raccord peut être utilisé dans d'autres appli- cations o des raccords étanches aux fluides sont nécessai- res. L'emploi d'une substance adhésive telle que les colles aux résines époxy pour le raccordement de tubes métalliques est bien connu. Par exemple, le brevet des Etats Unis d'A- mérique no 3.068.563 divulgue une méthode de raccordement de tubes métalliques. Conformement aux indications de ce brevet, un premier tube -ou élément- muni d'un passage in- térieur est préparé pour recevoir un second tube, un jeu minime mais bien déterminé existant entre les deux surfaces contiguës. Une substance adhésive telle qu'une résine époxy est appliquée soit sur la surface externe du second tube soit sur la surface interne du passage télescopique, après quoi le second tube est inséré dans ce passage. Le premier tube -ou élément- est alors façonné pour en réduire subs- tantiellement le diamètre sur toute la longueur du tube in- terne et, en même temps, rainurer ou sertir le tube externe afin d'embolter mécaniquement les deux parties du raccord. Enfin, la substance adhésive est chauffée à la température de durcissement. Il faut noter que l'on n'obtient la per- fection du raccord qu'au moment o le chauffage et le dur- cisseiment de la substance adhésive sont achevés. En consé- quence, cette méthode de durcissement doit être appliquée avant que le raccord ne soit assez étanche aux fluides pour être utilisé dans un système de réfrigération rempli. Ceci exige que, pendant le processus de fabrication, des disposi- tions soient prises de manière à chauffer le raccord pour obtenir le durcissement de la substance adhésive, ce qui est à la fois long et coûteux. La présente invention a pour but de fournir un raccord qui permette le remplissage immédiat de la canalisation de réfrigérant. A cet effet, ce raccord présente un premier joint-d'etanchéité immédiate et un second joint d'étanchéité permanente comprenant une substance époxyde durcissant à la température ambiante, dont le durcissement est postérieur à celui du premier joint d'étanchéité immédiate. Ce joint d'étanchéité immédiate maintient effectivement le bon état du joint étanche pendant le processus de durcissement de la substance adhésive. Le raccord en question comprend un premier tube muni d'une partie d'extrémité dimensionnée pour recevoir l'ex- trémité d'un second tube avec un jeu radial entre les sur- faces-contiguës à raccorder. Le second élément de tube pos- sède une première partie revêtue d'une substance adhésive durcissant à la température ambiante et une seconde partie enduite d'un agent d'étanchéité élastique. Plusieurs rainu- res comprenant une paire de rainures d'extrémités espacées axialement et une rainure intermédiaire située entre les deux premières sont dimensionnées de manière à réduire le diamètre du premier tube afin qu'il pince le second tube. Une première cavité est formée entre l'une des rainures d'extrémité et la rainure centrale; elle contient l'agent d'étanchéité. Une seconde cavité formée entre l'autre rai- nure d'extrémité et la rainure centrale contient la subs- tance adhésive durcissable. La suite de la description se réfère aux figures anne- xées qui représentent respectivement: Fig. 1, une vue en coupe montrant l'élément mâle du raccord de la présente invention; Fig. 2, une vue en coupe représentant les éléments emboîtés; Fig. 3, une vue en coupe verticale illustrant un rac- cord de tubes achevé, formé conformément à l'invention; Fig. 4, une vue en coupe montrant l'élément mâle d'u- ne seconde réalisation de la présente invention; Fig. 5, une vue en coupe montrant les éléments de la réalisation de la figure 4 emboîtés; et Fig. 6, une vue en coupe verticale illustrant un rac- cord de tubes achevé, obtenu suivant la deuxième réalisa- tion de l'invention. En se référant maintenant aux dessins annexés, on y voit: un tube femelle 10 et un tube mâle 12 devant être assemblés pour former le raccord 8 (figure 3) de la présen- te invention et qui sont, dans le cas présent, fabriqués en aluminium. Il convient de noter que l'on peut utiliser des tubes réalisés en d'autres matériaux. Le tube 10 est muni d'une extrémité agrandie 14 dimensidnnée pour recevoir une portion d'extrémité 16 du tube mâle 12. Dans la réali- sation considérée et représentée, le diamètre intérieur du tube 10 et le diamètre extérieur du tube 12 sont tels que le jeu annulaire entre les surfaces des tubes, contiguës dans le raccord achevé, est compris entre 0, 508 et 0,762 mm. Ce'jeu radial, comme expliqué ci-après, définit une zo- ne de retenue 18 dans laquelle on dispose une substance adhésive 20 et un agent d'étanchéité élastique 22. Lors de l'assemblage ou de la fabrication du raccord 8, avant d'insérer l'extrémité 16 du tube 12 dans la partie agrandie 14 du tube 10, la surface ou paroi 24 de la partie 16 est enduite de couches d'agent d'étanchéité élastique 22 et de substance adhésive 20, comme représenté sur la figure 1, de la manière ci-après: L'agent d'étanchéité est appliqué sur une zone ou por- tion de la paroi extérieure 24 de l'extrémité 16 contiguë à l'alésage du tube. Bien qu'il soit possible d'utiliser de nombreux types d'agents d'étanchéité élastiques pour obtenir un joint étanche efficace entre les tubes métalli- ques, dans le but de réaliser des raccords conformément à la présente invention, on a utilisé l'un des produits au caoutchouc de silicone vulcanisé à chaud - plus précisément l'un de ceux que fabrique la General Electric Company, ap- pelé G.E. 6424. La substance adhésive 20 est appliquée sur une zone ou portion de la paroi extérieure de l'extrémité 16 contiguë à l'agent d'étanchéité 22. Bien qu'il soit pos- sible d'utiliser un grand nombre de types de substances adhésives pour obtenir un joint efficace entre les tubes mé- talliques conformément à la présente invention, on a utili- sé un produit époxyde durcissant à la température ambiante des locaux -plus précisément l'un de ceux que fabrique la Dexter Corporation, appelé Hycol C en 2-parties. Confor- mément à la présente invention, l'agent d'étanchéité 22, disposé prés de l'alésage'du tube 12, a pour but de consti- tuer un premier joint étanche immédiat entre les tubes alors que la substance adhésive 20 me l'agent d'étanchéité 22 peuvent être appliqués sur l'ex-- trémité du tube 16 d'une manière appropriée quelconque. De préférence, l'épaisseur de chaque couche, appliquée selon la réalisation en question représentée, est au moins égale ou légèrement inférieure au jeu définissant la zone de re- tenue 18. La partie d'extrémité enduite du tube 12 est insérée dans l'extrémité dimensionnée ou agrandie 14 du tube 10, comme représenté sur la figure 2. Conformément à la présen- te invention, le tube extérieur est muni de rainures dans au moins trois endroits espacés, dans-la région d'emboîte- ment du raccord, comme représenté sur la figure 3. Deux des rainures, 26 et 28, sont réalisées près des extrémités lon- gitudinales de la partie de raccord à emboîtement, la troi- sième rainure 30 se trouvant dans une position intermédiai- re entre les deux premières. Les rainures sont annulaires et formées par un outil approprié de sertissage et de com- pression, à commande hydraulique de préférence. L'outil de sertissage, représenté sur la figure 3, peut être constitué de deux demi-matrices 29a et 29b, comprenant les parties faisant saillie 31, qui, lorsqu'elles sont rapprochées com- me représenté, forment des couronnes en saillie, adaptées pour comprimer et sertir les tubes 10 et 12 en-vue de réa- liser les rainures 26, 28 et 30 et des zones annulaires ou cavités 32 et 34. Le travail de l'outil de sertissage au dimensionnement approprié est, de préférence, poussé jusqu'au point o le tube extérieur Il pince légèrement le tube intérieur 12, et o la couche de substance adhésive 20 et d'agent d'étan- chéité 22 entre les tubes à l'endroit des rainures est ré- duite à une mince pellicule. La réduction supplémentaire du diamètre du tube extérieur au droit des rainures 26, 28 et est poussé jusqu'à ce qu'elle produise la déformation effective du tube intérieur 12, comme représenté sur la fi- gure 3. Cette déformation du tube intérieur 12, en prati- quant les rainures dans le tube 11, emboîte mécaniquement les deux tubes et forme trois joints étanches annulaires distincts cependant que, simultanément, elle divise la zone de retenue 18 et réalise les cavités annulaires 32 et 34 entre les deux tubes. La substance adhésive 20 et l'agent d'étanchéité 22 sont contenus respectivement dans les ca- vités 32 et 34. Il convient de noter que la substance adhé- sive et l'agent d'étanchéité contenus dans les cavités 32 et 34 sont comprimés pendant la formation des rainures de manière à éliminer effectivement tout vide dans ces deux zones. La dimension radiale de la zone de retenue 18 est réduite de manière a. obtenir des cavités 32 et 34 aux di- Pensions radiales comprises entre 0,254 et 0,381 mm. A ce point, l'agent d'étanchéité 22 se trouvant à la fois à la hauteur de la rainure 28 et dans la cavité 34 constitue un joint effectivement étanche aux fluides qui ne requiert au- cun autre traitement. La perfection du raccord due à l'em- boitement mécanique de la rainure 28 et de l'aaent d'étan- chéité 22 contenu dans la cavité 34 est telle qu'elle pro- cure lun joint étanche aux fluides, efficace pour maintenir un remplissage de réfrigérant pendant que la substance adhé- sive 20, durcissable dans les conditions ambiantes, est en cours de durcissement. Plus précisément, la présente invention procure deux zones ou cavités d'étanchéité, l'une d'elles, la cavité 32, située entre les rainures 26 et 30, contenant la substance adhésive 20, l'autre, la cavité 34, située entre les rainu- res 30 et 28 contenant l'agent d'étanchéité élastique 22. Dans une autre réalisation représentée sur les figures 4 à 6, les mêmes numéros de référence indiquent des élé- ments semblables sur les différents dessins. Dans cette réalisation, le joint étanche initial -ou premier joint- est assuré par un joint torique 40 qui, dans le cas consi- déré est en néoprène. Une rainure -ou gorge- annulaire 42 est formée dans la partie mâle 12. La rainure 42 est située longitudinalement sur l'élément 12 de manière à se trouver à l'intérieur de la cavité 34 du raccord achevé, comme re- présenté sur la figure 6. Le joint torique est de section circulaire et dimensionné pour dépasser la surface extérieu- re 24 de l'élément 12 de 0,3048 à 0,4318 mm quand il est placé dans la rainure 42, comme représenté sur la figure 4. L'élément mâle 12 comprenant la substance adhésive 20 et le joint torique 40 représenté sur la figure 4 est inséré à l'intérieur de la partie 14 de l'élément 10 dans laquelle il est emboîté comme représenté sur la figure 5. Pendant l'opération de déformation, lorsque les rainures 22, 28 et sont constituées, le joint torique dans la cavité 34 est maintenu légèrement en compression entre le fond de la rainure 42 et la surface interne du tube femelle 10, la largeur de la rainure étant calculée pour permettre au joint torique de s'étaler latéralement en s'écrasant, comme le représente la figure 6. Comme dans la réalisation illustrée par les figures 1 à 3, la perfection du raccord due à l'em- boîtement mécanique de la rainure 28 et du joint torique 40 contenu dans la cavité 34 est telle qu'elle procure un joint étanche aux fluides, efficace pour le maintien du remplis- sage de réfrigérant, pendant que la substance adhésive 20, durcissable dans les conditions ambiantes, est en cours de durcissement. En résumé, le raccord en question est utilisé conjoin- tement à un système de réfrigération et, plus particulière- ment, comme raccord final ou de "dernière main" du système. Ce raccord final permet d'achever l'assemblage d'un circuit de réfrigérant sur place, sur la chaine de montage, juste avant que le système ne soit mis sous vide pour être rempli de réfrigérant. Il est souhaitable que le raccord de der- nière main procure un joint étanche au réfrigérant ou à l'huile, qui soit efficace immédiatement sans passer par l'étape supplémentaire de chauffage de la substance adhési- ve dans le raccord en vue d'achever le joint étanche. L'a- gent d'étanchéité élastique fournit un joint étanche immé- diat et à long terme, même s'il est prévu pour assurer l'étanchéité immédiate et il faut comprendre que, grâce à la présente invention, deux joints étanches à long terme sont réalisés pour produire un raccord de grande fiabilité qui se plie aux exisgences de la production en série. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Méthode de raccordement d'éléments de tubes carac- térisée en ce qu'elle comprend: a) la fourniture d'un premier tube (10), muni d'une partie d'extrémité (14) dimensionnée pour recevoir l'extrémité (16) d'un second tube (12) avec un jeu radial entre les surfaces contiguës à raccorder; b) le revêtement d'une première portion du second tu- be (12) avec une substance adhésive (20) durcissable à la température ambiante; c) le revêtement d'une seconde portion du second tube (12), située entre la substance adhésive (20) et l'éxtrémi- té libre de ce tube, avec un agent d'étanchéité élastique durci (22); d) l'insertion du second tube (12) dans le premier tu- be (10) de manière que les parties pourvues de l'agent d'é- tanchéité et de la substance adhésive se trouvent dans le jeu radial; e) la déformation des tubes en vue de réaliser une paire de rainures d'extrémités, (26, 28) espacées axiale- ment, et une rainure centrale (30) intermédiaire entre les deux premières, à la surface externe d'une partie du pre- mier tube (30) chevauchant le second tube (12) afin de di- minuer le diamètre du premier tube et de placer le second tube pour réduire pratiquement à zéro l'épaisseur de l'a- gent d'étanchéité et de la substance adhésive sous les rai- nures; f) la poursuite de la déformation des deux tubes ra- dialement vers l'intérieur afin d'obtenir le jeu radial précité dans une première cavité (34) située entre l'une des rainures d'extrémité (26) etla rainure centrale (30), destinée à contenir l'agent d'étanchéité (22) et constituer une première zone d'étanchéité immédiate, et dans une se- conde cavité (32) située entre l'autre rainure d'extrémité (26) et la rainure centrale (30), destinée à contenir la substance adhésive (20) durcissable dans les conditions ambiantes; et g) le durcissement de cette substance adhésive à la température ambiante pendant un temps suffisant, en vue de constituer une seconde zone d'étanchéité. 2 - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pendant l'étape de déformation des tubes (10, 12), l'agent d'étanchéité (22) est comprimé dans la première cavité (34) et la substance adhésive (20) dans la seconde cavité (32). 3-- Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur de l'agent d'étanchéité (22) et de la substance adhésive (20) est au moins égale ou supérieure au jeu radial précité. 4 - Raccord de tubes caractérisé en ce qu'il comprend a) un premier tube (10) ayant une partie d'extrémité- (14) dimensionnée pour recevoir l'extrémité (16) d'un se- cond tube (12) avec un jeu radial entre les surfaces conti- guës à raccorder; b) une première portion de l'extrémité du second tube (12) étant munie d'un revêtement de substance adhésive dur- cissable à la température ambiante (20) c) une seconde portion de l'extrémité du second tube (12) étant munie, dans une zone située entre la substance adhésive et l'extrémité libre de ce tube, d'un agent d'é- tanchéité élastique durci (22) d) plusieurs rainures (26, 28, 30), notamment une pai- re de rainures d'extrémités (26, 28) es-pacées axialement et une rainure centrale intermédiaire (30), les rainures espacées étant formées à la surface externe d'une partie du premier tube (10) recouvrant le second tube (12) et é- tant dimensionnées de-manière à diminuer le diamètre de ce premier tube et provoquer le pincement du second tube par le premier tube afin de réduire pratiquement à zéro l'épais- seur de l'agent d'étanchéité (22) et de la substance adhé- sive (20) au-dessous des rainures; e) une première cavité (34) située entre l'une des rainures d'extrémités (28) et la rainure centrale (30), des- tinée à contenir l'agent d'étanchéité (22) afin de consti- tuer une première zone d'étanchéité immédiate et une secon- de cavité (32) située entre l'autre rainure d'extrémité (26) et la rainure centrale (30), destinée à contenir la subs- tance adhésive durcissable (20) en vue de former une secon- de zone d'étanchéité permanente après durcissement de cette substance adhésive. 5 - Raccord de tubes selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'épaisseur de l'agent d'étanchéité (22) et de la substance adhésive (20) est au moins égale ou lé- gèrement inférieure au jeu radial précité. 6 - Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une rainure annulaire (42) formée dans la portion d'extrémité du second tube (12), comprise entre l'une des rainures d'extrémités (28) et la rainure centrale (30) dans la première zone d'étanchéité immédiate; et un joint torique (40) placé dans la rainure et compri- mé entre les premier et second éléments de tubes afin de réaliser un joint étanche dans la première zone d'étanchéi- té immédiate.