Brevet FR2558326A1 — publié le 19850719

"RACCORD DE B1nCH EUT En CHAIRE, RESISUNîCE ELECRSQUJE POUR UN TEL RACCORD E SON PP1CEDE DE FABRICATION" La présente invention est relative à la technique du raccordement sur les conduites en charge réalisées en une matière plastique thermoplastique telle qu'une polyoléfine. Un raccord ou té de branchement en charge, encore déncmmé par certains fabricants collier de prise en charge, est un élément destiné à faire un piquage de fluide sur une canalisation principale sous pression pour alimenter un nouvel utilisateur; l'opération doit pouvoir être effectuée sans interrompre ni perturber l'alimentation des autres utilisateurs déjà branches sur la canalisation principale, ce qui implique que ce piquage doit pouvoir être réalisé sans fuite intempestive de fluide; lorsqu'il s'agit d'un gaz inflammable ou toxique, l'absence de fuite, mêmne légère, est souhaitée pour des raisons de sécurité. Avec le développement des conduites en polyoléfines, polyéthylène haute densité cu polypropylene, on a proposé des raccords de bran hement en charge qui se fixent sur la conduite principale par une opération de scudage. Ces raccords, dont un exemple est fourni par le brevet U.S. 3 954 541, sont du type comprenant une tubulure de raccordement pourvue à une extrémité d'une selle en matière thernzplastique, un étrier, au woins un organe de serrage de cet étrier et de la selle autour d'une conduite, et une résistance électrique de forme générale annulaire destinée à être interposée entre la selle et la conduite autour de l'orifice de la tubulure et cuomprenant un fil métallique nrayé dans un enrobage en matière thermoplastique. Dans le brevet U.S. préecité, la résistance est constituée par un fil hélicoïdal mis en forme d'étoile et enrobé dans une gaine en matière thermoplastique. Elle est interposée entre la selle et la - conduite, en saillie totale par rapport à la selle. Pour la fixation du raccord, on fait passer un courant électrique dans la résistance, ce qui fait fondre la gaine; le fil vient alors chauffer les deux surfaces en regard, qui se soudent l'une à l'autre autour de l'orifice de la tubulure. Ce raccord connu présente de sérieux inconvénients: d'une part, les deux surfaces à souder, initialement espacées de toute l'épaisseur de la résistance, doivent être constamment pressées l'une vers l'autre au fur et à mesure de la fusion de la gaine, ce qui nécessite de faire appel à des organes de serrage à ressort relativement coûteux et difficiles à tarer et ne garantit pas le positionnent parfait du raccord après le soudage. Par ailleurs, le fil doit, pour assurer une soudure correcte, s'incruster relativement profondémeant dans les deux surfaces à souder, et en particulier dans la conduite, ce qui en affecte défavorablement la paroi autour de la tubulure. En outre, la température désirée de fusion de la gaine n'est atteinte que lorsque l'espace intérieur du fil hélicoidal est beaucoup plus chaud, ce qui risque de conduire à des détériorations locales de la matière plastique. On peut encore noter qu'une telle étoile, de par sa configuration filiforme, conduit à un long cordon de soudure dont la largeur est donnée par le diamètre du fil, ce qui rend la soudure peu fiable et son étanchéité précaire. Ce défaut est d'autant plus accentué que le contact électrique est effectué sur les extrémités de deux branches de l'étoile; ces deux contacts électriques créent une solution de continuité dans le chauffage et accroissent les risques de mauvaise soudure. L'invention a pour but de fournir un dispositif économique de branchement en charge qui assure une soudure fiable et haomogène et une étanchéité parfaite de la liaison sans affecter notablement la paroi de la conduite. A cet effet, l'invention a pour objet un raccord de branchement en charge du type précité, caractérisé en ce que la selle coaporte autour dudit orifice un évidemnt annulaire destiné à recevoir la résistance électrique et dont la profondeur est inférieure à l'épaisseur de cette résistance. L'invention a également pour objet une résistance électrique convenant pour un raccord de branchement en charge tel que défini ci-dessus. Cette résistance, du type coemprenant un fil métallique noyé dans un enrobage en matière thermoplastique et définissant deux bornes de liaison à un générateur de courant électrique, est caractérisée en ce que le fil métallique est plié en deux en son milieu et enroulé en spirale, les extrémités du fil se trouvant à l'extérieur de la spirale et définissant lesdites bornes. L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication d'une telle résistance électrique. Suivant ce procédé, on plie en deux en son milieu un fil -.-étallique gainé; on l'enroule en spirale entre deux plateaux pressge l'un vers l'autre; on chauffe la gaine du fil jusqu'à sa températuare de ramollissement; et on augmente la pression entre les deux plazeaux pour souder les spires les unes aux autres. Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe qui illustre la fabrication d'une résistance électrique conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue prise en coupe suivant la ligne II- II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective de la résistance terminée; la figure 4 est une vue en perspective de la selle d'un raccord conforme à 1' invention; - la figure 5 est une vue analogue de la mrie selle équipee de la résistance de la figure 3; et - la figure 6 est une vue en coupe transversale qui illustre schématiqc.uent la manière dont cet assemblage est réalisé. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on réalise de la manière suivante la résistance électrique représentée à la figure 3. On utilise un outil qui ccrprend deux plaques circulaires 1 et 2 de même axe X-X revêtues sur leurs faces en regard d'une couche 1A, 2A de matière électriquement isolante. La plaque 1 est fixée coaxialement à une extrémité d'un noyau cylindrique 3 dont l'autre extrémité est filetée. Cette plaque 1 est pourvue d'une broche 4 parallèle à l'axe X-X, en saillie vers la plaque 2 et située en regard d'un évidement semicirculaire 5 du noyau 3. La plaque 2 coulisse sur le noyau 3 et peut être pressée vers la plaque 1 avec une force prédéterminée par un ressort hélicoldal 6 enfilé sur le noyau, au moyen d'un écrou 7 vissé sur l'extrémité filetée de ce dernier et par l'intermédiaire d'une rondelle 8. On plie en deux, en son milieu, un fil composite 9 à section circulaire constitué d'un fil métallique 10 enrobé dans une gaîne 11 en matière thenmoplastique. On accroche la boucle ainsi fornée sur la broche 4, on met en place sur le noyau 3 la plaque 2, le ressort 6, la rondelle 8 et l'écrou 7. On serre modérémgent ce dernier, et l'on fait tourner le noyau. Le fil 9 s'enroule ainsi en une double spirale à spires jointives jusqu'au diamètre extérieur désiré, la pression exercée par les deux plaques évitant tout chevauchaeent des spires. On introduit alors deux broches 12 dans deux trous diamétralement opposés de la plaque 2, et on replie à angle droit vers l'extérieur autour de ces broches l'extrémité libre des deux brins du fil 9. Ensuite, on relie les extrémités dénudées du fil 10 à un générateur de courant électrique jusqu'à ramollissement de la gaine 11. Aussitôt après, on visse rapidement l'écrou 7 pour augmenter la pression exercée par les plaques 1 et 2, de sorte que la matière plastique vient emplir les espaces vides existant entre les spires. Puis on laisse refroidir l'ensemble, on dévisse complètement l'écrou 7, on retire la rondelle 8, le ressort 6 et la plaque 2, et l'cn extrait la galette annulaire plate ainsi obtenue. Cette galette présente des surfaces inférieure et supérieure à peu près plates, et la matière plastique forme un enrobage 15 maintenant la cohésion du double fil métallique spirale qui y est noyé. Cette galette est ensuite cintrée avec un outil approprié (non représenté) suivant le rayon extérieur de la conduite principale (non représentée) sur laquelle doit être effectué le branchement, puis deux plots de connexion 13 en forme de clou sont fixes sur les extrémités libres du fil 10. On obtient ainsi la résistance électrique 14 en forme générale de selle de cheval qui est représentée à la figure 3. Cette résistance 14 fait partie d'un raccord de branchment en charge qui comprend égalanent (figures 4 à 6) deux pièces moulées 16 et 17 en matière thermoplastique. De préférence, cette matière est la mnoe que celle qui constitue l'enrobage 15 de la résistance 14 et la conduite principale et peut être exemple du polyethylène haute densité. La pièce 16 (figures 4 et 5) comprend une tubulure 18 dans laquelle débouche une tubulure latérale 19. Dans la tubulure 18 peut se visser un organe de perçage (non représenté). L'extrémité libre de cette tubulure peut être obturée hermétiquement par un bouchon (non représenté), tandis que son autre extrémité porte une selle 20. L'autre tubulure 19 sert au raccordement proprement dit du nouvel utilisateur qui se branche sur la conduite principale. La selle 20 présente une surface intérieure semi-cylindrique 21 dont l'axe est perpendiculaire à celui de la tubulure 18, laquelle débouche dans la surface 21 par un orifice 22. Dans cette surface 21 est prévu un évidement annulaire 23, de profondeur sensiblement constante comprise entre environ 20 % et environ 90 % de l'épaisseur de la résistance 14, qui entoure l'orifice 22. Une plage circulaire 24 faisant partie de la surface 21 subsiste entre l'orifice 22 et l'évidement 23. De part et d'autre de l'évidement 23, dans le plan de symétrie longitudinal de la selle 20, sont prévus deux trous 25; une rainure 26 pratiquée dans la surface 21 parallèlement à l'axe de la selle relie chacun de ces trous à l'évidement 23. Par ailleurs, la selle 20 porte sur chacun de ses bords longitudinaux deux bossages perforés 27. La pièce moulée 17 (figure 6) forme un étrier semi-cylindrique de m&me longueur que la selle 20 et pourvu de quatre bossages perforés latéraux 28 corrspondant aux bossages 27. Le rayon intérieur de cet étrier est égal à celui de la surface 21 de la selle et au diamètre extérieur de la conduite principale. Pour équiper la pièce 16 de la résistance 14, on place celle-ci dans l'évidement 23, qui laisse subsister un jeu notable sur les périphéries intérieure et extérieure de la résistance; on engage les plots 13 dans les trous 25 et les extrémités du fil 9 dans les raintures 26 de la selle 20, et l'on dispose l'ensaemble sur un mandrin anti-adhérant 26 (figure 6) en polytétrafluorcéthylène ayant le mnme diamètre que la surface 21. On met en place l'étrier 17, et on le fixe à la pièce 16 au moyen de quatre boulons constitués chacun d'une vis 29 traversant une paire de bossages 27, 28 et d'un écrou 30. Les 3Q vis 29 sont serrées avec un couple prédéterminé modéré, à l'aide d'une clé dynamométrique, et l'on fait passer un courant électrique dans la résistance 14 en reliant un générateur aux plots 13. Ceci provoque une certaine fusion de l'enrobage 15 de la résistance, qui se soude ainsi au fond de l'évidement 23. On laisse ensuite refroidir, puis on démonte les pièces 16 et 17 du mandrin. En variante, on pourrait fixer la résistance 14 dans l'évidement 23 par d'autres moyens, par exemple à l'aide de quelques points de soudure. L'ensemble du raccord est alors prêt à l'emploi et la pièce 16-14 se trouve dans l'état représenté à la figure 5, la résistance 14 dépassant légèrement hors de l'évidement 23. Pour effectuer un branchement en charge, on monte les pièces 16 et 17 autour de la conduite principale d'une manière analogue à ce qui est représenté à la figure 6; on serre les quatre vis 29, avec une clé dynammxrtrique, à un couple nettement supérieur au couple précité, et l'on fait de nouveau passer un courant électrique dans la résistance 14. L'enrobage 15 fond et, dès le début de la fusion, la surface 21 et la plage 24 s'appliquent fermement contre la conduite grâce au serrage exercé par les boulons 29, 30. En fondant, la matière de l'enrobage 15 se dilate de façon importante et, étant confinée de tout côté par les bords intérieur et extérieur de l'évidement 23, elle se met sous pression et fait fondre le fond de cet évidement et la surface extérieure de la conduite principale, réalisant ainsi une soudure sur une zone relativement étendue. Enfin, on laisse refroidir l'ensemble, ce qui permet à la masse fondue de se rétracter pour revenir à son volume initial. L'expérience montre que la soudure obtenue est parfaitement haogène et étanche et que la paroi de la conduite principale n'est pratiquement pas affectée par le fil métallique 10, lequel, par rapport à la surface 21, soit ne fait pas du tout saillie, soit ne fait-que très peu saillie. A titre d'exenple numérique, pour un branchement sur une conduite de 40 mm de diamètre extérieur, le fil 9 peut être constitué d'un fil métallique 10 de 0,8 mm de diamètre ayant une ga ne 11 de 0,6 mm d'épaisseur; la résistance 14 a une épaisseur de 1,5 mm et 1'évidement 23 une profondeur de 1 mm. EVENDICATIONS 1. - Raccord de branchement en charge, du type comprenant une tubulure de raccordement (18) pourvue à une extrémité d'une selle (20) en matière thermoplastique, un étrier (17), au moins un organe (29, 30) de serrage de cet étrier et de la selle autour d'une conduite, et une résistance électrique (14) de forme générale annulaire destinée à être interposée entre la selle et la conduite autour de l'orifice (22) de la tubulure et comprenant un fil métallique (10) noyé dans un enrobage (15) en matière thermoplas- tique, caractérisé en ce que la selle (20) comporte autour dudit orifice (22) un évidement annulaire (23) destiné à recevoir la résistance électrique (14) et dont la profondeur est inférieure à l'épaisseur de cette résistance. 2. - Raccord suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur de l'évidemnrnt (23) est comprise entre 20 % et 90 % environ de l'épaisseur de la résistance (14). 3. - Raccord suivant la revendication 2, caractérisé en ca que le fil métallique (10) est entièrement contenu à l'intérieur de l'évidement (23). 4. - Raccord suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la résistance (14) est fixée à demeure dans l'évidement (23). 5. - Raccord suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ou chaque organe de serrage (29, 30) est un boulon constitué d'une vis (29) et d'un écrou (30). 6. - Résistance électrique (14) pour raccord de branchement en charge, notamment pour raccord suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, du type comprenant un fil mntallique (10) noyé dans un enrobage (15) en matière thermoplastique et définissant deux bornes de liaison à un générateur de courant électrique, caractérisée en ce que le fil métallique (10) est plié en deux en son milieu et enroulé en spirale, les extrémités du fil se trouvant à l'extérieur de la spirale et définissant lesdites bornes. 7. - Procédé de fabrication d'une résistance électrique (14) suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on plie en deux en son milieu un fil métallique gainé (9); on l'enroule en spirale entre deux plateaux (1; 2) pressés l'un vers l'autre; on chauffe la gaine (11) du fil jusqu'à sa température de ramollissement; et on augmente la pression entre les deux plateaux pour souder les spires les unes aux autres.