Brevet FR2533472A1 — publié le 19840330

Procédé pour l'assemblage étanche, par expansion de métal, de deux pièces métalliques et pièces assemblées conformément audit procédé. La présente invention concerne un procédé pour la réalisation d'un assemblage étanche entre deux pièces par expansion de métallo Elle a plus particulièrament pour objet l'assemblage étanche de deux pièces métalliques, à savoir: - Une pièce extérieur, par exemple tubulaire, dont le profil est fermé, cette pièce pouvant être réalisée en métal usiné ou moulé ou même en tôle d'acier éventuellement emboutie, et - Une pièce intérieure par exemple en tôle d'acier destinée à venir s'assembler, de façon étanche, à l'intérieur de la piàce extérieure, de manière à former un opercule ouvert ou fermé tel que par exemple un fond.Dans ce dernier cas, l'ensemble, une fois monté présente alors la forme d'une boîte dans laquelle le fond serait rapporté et la partie supérieure ouverte. Il convient de noter que la pièce intérieure doit nécessairement présenter une forme sensible ment complémentaire à la forme du profil de la pièce extérieure au niveau où s'effectue l'assemblage. En outre, de préférence, la tranche de la pièce intérieure et la zone de la pièce extérieure où s'effectue cet assemblage peuvent présenter un profil d'assemblage et/ou d'emboîtement, par exemple à tenon et à gorge. Pour parvenir à ce résultat, on a déjà proposé, notamment par le brevet FR. 1 603 763, un procédé consistant à réchauffer la pièce extérieure de manière à la dilater, puis à introduire la pie ce intérieure dans sa position défini tive aï à ' l'intérieur de la pièce extérieure0 On refroidit ensuite la pièce extérieure de manière à obtenir 1 assemblage, par exemple l'introduction du tenon dans la gorge, par contraction du métal. Une autre solution consiste, à l'inverse, à refroidir la pièce intérieure avant de la disposer dans la pièce extérieure puis ensuite à la réchauffeur pour réaliser l'assemblage grâce à l'effet de dilatation produit. Toutefois ces deux solutions présentent un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, elles impliquent des temps de réalisation relativement long notamment en raison des temps d'échauffement et de refroidissement ou inversement, ee qui nuit à des fabrications en série à cadences rapides, et, en conséquence, aux prix de revient des pièces une fois montées. Elles impliquent des installations relativement aotteuses en particulier en ce qui concerne les installations de refroidissements nécessaires pour appliquer la seconde solution (bain d'azote liquide). Dans le cas dé la première solution, l'élévation de la température de la pièce extérieure qui doit atteindre une valeur de l'ordre de 1 000 C, ne permet pas l'utilisation de joints classiques d'étanchéité ou de toutes autres pièces qui pourraient fondre ou se détériorer à cette température. Par ailleurs cette température élevée peut provoquer des déformations nuisibles de la pièce. L'invention a donc pour but de supprimer tous ces inconvénients. Elle propose donc à cet effet un procédé permettant de réaliser un tel assemblage à des cadences élevées et à faible cotit, ce procédé permettant en outre d'assurer une bonne tenue des cotes de la pièce: finie, et - d'utiliser des éléments, tels que par exemple des joints d'étanchéité, réalisés en des matériaux thermiquement dégradables0 D'une façon plus précise, le procédé selon l'invention consiste à prévoir une pièce intérieure dont les dimensions, à la périphérie sont légèrement inférieures à celles de la section de la surface interne de la pièce extérieure au niveau où doit s'effectuer l'assemblage, de manière à permettre la mise en place des deux pièces en position, et, à effectuer, dans cette position, un emboutissage à froid de la pièce intérieure, avec maintien de la surface externe de la pièce extérieure, au moins dans la zone ou s'effectue l'assemblage, de manière à obtenir une expansion de métal assurant la liaison. Selon une autre caractéristique de l'invention, la susdite expansion du métal peut être augmentée: - en prévoyant à l'origine, sur la pièce intérieure une déformée telle que par exemple un galbe qui, en se déployant lors de l'emboutissage, provoque un allongement des cotes à la périphérie de la pièce, et/ou, en combinaison, - une gorge matricée réalisée lors de l'emboutissage cette gorge ayant à la fois pour effet de provoquer un déplacement de métal et d'orienter ee déplacement de métal vers la périphérie de la pièce. Comme précédemment mentionné, la tranche de la pièce intérieure et la zone de la pièce extérieure où s'effectue la liaison peut présenter un profil d'assemblage et/ou d'emboStement, par exemple à tenon et à gorge. Par ailleurs, entre ces deux pièces peut autre interposé un joint d'Qtan- chéité. Bien entendu l'invention concerne également les pièces assemblées conformément au procédé selon l'invention. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une demi-coupe axiale schématique représentant les deux pièces d'une enveloppe de chargement d'une mine en position avant l'emboutissage; La figure 2 est une demi-coupe axiale schématique de cette enveloppe, une fois l'assemblage termine. Telle que représentée, l'enveloppe de mine se compose d'une pièce extérieure tubulaire 1 sur l'orifice inférieur de laquelle vient s'assembler une pièce intérieure 2 de forme sensiblement tronconique. La bordure inférieure de la pièce extérieure tubulaire 1 est munie d'un collet rentrant 3 formant tenon, destiné à coopérer avec une gorge 4 ménagée dans la tranche de la bordure périphérique de la pièce intérieure 2. Avant emboutissage, comme représenté figure 5, la pièce intérieure 2, réalisée en tôle d'acier, présente une forme tronconique avec un léger galbe. Elle comprend en outre, au niveau de sa bordure périphérique la gorge circulaire 4 délimitée par deux ailes de longueurs inégales, dont l'une .5 présente un diamètre légèrement supérieur au diamètre interne du collet 3 et dont l'autre 6 présente un diamètre légèrement infétieur au diamètre interne dudit collet 3. Cette particularité permet de positionner la pièce intérieure dans la pièce extérieure dans la position qu'elle doit occuper au cours de l'emboutissage, le collet 3 formant tenon se trouvant au droit de la gorge 4. L'emboutissage s'effectue au moyen d'une presse comprenant une matrice présentant un fond conique aux formes et aux dimensions de la face inférieure de la pièce intérieure 2 après emboutissage et une paroi cylindrique destinée à retenir par sa face externe 7 la pièce extérieure 1, au moins au niveau de l'assemblage. Le poinçon présente une forme conique convexe correspondant à celle de la partie centrale de la pièce intérieure 2 après- eniboutissage (zone de frappe 8, figure 2). Elle comprend en outre une couronne en saillie de section sensiblement triangulaire, destinée à réaliser dans la pièce inférieure 2 une gorge annulaire 9 destinée à provoquer un déplacement de métal vers la périphérie0 Ainsi, lors de l'emboutissage, la pièce intérieure 2 va être redressée et subira de ce fait un allongement vers la périphérie. Cet allongement sera par ailleurs complété par le déplacement de métal vers la périphérie résultant de la formation de la gorge 9. En conséquence, du fait de cet allongement, on obtient un emboitement du collet 3 dans la gorge 4 jusqu'à ce que le rebord 6 de la gorge vienne en butée contre la paroi interne de la pièce extérieure 1. Il est à noter que sur les figures 1 et 2, on a repré- senté, monté dans le perçage central de la pièce intérieure, un manchon cylindrique 10 On precisera à ce sujet que ce manchon ne joue aucun ralle dans le procédé précédemment décrit et,en conséquence, sa fonction ne sera pas décrite. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la réalisation d'un assemblage étanche, par expansion de métal, de deux pièces métalliques, à savoir, une pièce extérieure(1)à profil fermé et une pièce intérieure 2, destinée à venir s'assembler, de façon étanche à l'intérieur de la pièce extérieure(l),de manière à former un opercule, ouvert ou fermé, tel que par exemple un fond, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une pièce intérieure(2)dont les dimensions à la périphérie sont légèrement inférieuroeà aselles de la section de la surface interne de la pièce extérieure (1) au niveau où doit s'effectuer l'assemblage, de manière à permettre la mise en place des deux pièces (I, 2)en position d'assemblage, et à effectuer,dans cette position, un emboutissage à froid de la pièce intérieure (2), avec maintien de la surface externe de la pièce extérieure, au moins dans la zone où s'effectue l'assemblage, de manière & obtenir une expansion de métal assurant la liaison. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé. en ce que la susdite expansion de métal est augmentée en prévoyant, à l'origine, sur la pièce intérieure (2),une déformée. par exemple un galbe, qui, en se déployant lors de l'emboutissage, provoque un allongement des cotes à la périphérie de la pièce(2} 3.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite expansion de métal en réalisant, lors de l'emboutissage une gorge (9) matricé. dans la pièce intérieure (2),cette gorge ( 9) ayant pour effet de provoquer un déplacement de métal et d'orienter ce déplacement de métal vers la périphérie de la pièce (2). 4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tranche de la pièce intérieure (2) et la zone de la pièce extérieure (1) où s'effectue la liaison, présentent un profil d'assemblage et/ou d'emboSte- ment, par exemple à tenon et à gorge. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bordure inférieure de la pièce extérieure est munie d'un collet rentrant (3) formant tenon, ce collet (3) étant destiné à s'engager dans une gorge (4) ménagée dans la tranche de la bordure périphérique de la pièce intérieure (2)o 60- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la gorge (4) est délimitée par deux ailes de longueurs inégales dont l'une (5) présente un diamètre légèrement supérieur au diamètre interne du collet (3) et dont l'autre (6) présente un diamètre légèrement inférieur au diamètre interne dudit collet (3) e 7.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité est disposé entre la pièce extérieure (1) et la pièce intérieure, dans la zone d'assemblage. Se Pièces assemblées conformément au procédé selon l'une des revendications précédentes.