Brevet FR2596491A1 — publié le 19871002

L'invention concerne un procédé en un dispositif pour le prémontage et le montage définitif d'un raccordement à bague coupante comprenant un tube à raccorder qui comprend un corps présentant un cône intérieur 5 s'élargissant vers l'extérieur qui est destiné à recevoir en partie la bague coupante, la bague coupante étant emmanchée à force au cours du prémontage dans un cône intérieur d'un corps de prémontage, par un cône extérieur se rétrécissant vers l'extérieur, qui est prévu 10 sur l'extrémité de la bague coupante dirigée vers le corps, sous l'action d'une force axiale agissant sur cette bague. On connaît déjà un dispositif de montage pour le prémontage d'une bague coupante sur un tube (DE-A15 19 57 765). Dans le dispositif connu, la bague coupante est emmanchée à force dans une douille munie d'un cône intérieur, destinée à la formation du raccordement de tubes à bague coupante, au moyen d'un piston de force actionné hydrauliquement, qui est muni d'un limiteur 'de 20 pression réglable. Dans le dispositif connu, il est prévu pour chaque diamètre de tube, une matrice rapportée spéciale qui sert en même temps d'organe de réglage pour la limitation de la pression hydraulique. Le but de cette construction consiste à permettre d'adapter la force de prémontage aux diamètres des tubes et, par conséquent, à la taille de la bague coupante. Un inconvénient du dispositif de prêmontage dé30 crit consiste en ce qu'il ne garantit pas que l'opération de pénétration qui fixe la bague coupante au tube est entièrement terminée lors du prémontage, de sorte que, au cours du montage définitif, il se produit une pénétration plus profonde mais indéfinie, à laquelle est 35 lié simultanément un rétrécissement du tube. On ne peut donc pas garantir par ce moyen que -2 2596491 la profondeur de pénétration de la bague coupante sera suffisamment grande pour donner une résistance à l'arrachement axial qui sera suffisante pour un tube soumis à -une contrainte pulsatoire. L'invention se donne pour but de créer un raccordement à bague coupante qui garantisse une pénétration plus sûre de la bague coupante dans le tube, comparativement à l'état de la technique, pour augmenter ainsi la résistance du tube à l'arrachement axial dans le 10 cas de sollicitations pulsatoires, et qui permette en outre de n'exercer que des forces de serrage plus faibles au cours du montage définitif. Selon l'invention, ce problème est résolu en ce qu'au cours du prémontage, la bague coupante est pressée 15 dans le cône intérieur du corps de prémontage sous l'action d'une force axiale supérieure à la force axiale qui sera développée au cours du montage définitif, la course axiale de la bague coupante dans le cône intérieur du corps de prémontage correspondant à peu près à 1,5 à 2 20 fois la valeur de celle réalisée pour le prémontage selon la technique antérieure, et en ce que, lors du montage définitif, l'assemblage tube-bague coupante réalisé au cours du prémontage est soumis à un déplacement axial qui évite une pénétration plus profonde de la bague cou25 pante et qui détermine uniquement un rétrécissement du tube. L'accroissement de la force axiale exercée sur la bague coupante pendant le prémontage entraIne une pénétration sensiblement plus profonde des tranchants de 30 la bague coupante dans le tube, tout en évitant largement le rétrécissement. Le mouvement axial restant, réalisé dans le montage définitif, qui est fixé par une butée axiale d'arrêt du tube dont la position dans le corps de prémontage est décalée vers le côté d'entrée du 35 tube, comparativement à celle de la butée formée dans le corps de montage définitif, est défini avec précision dans le procédé selon l'invention, et ses effets se limitent à la formation d'une surface d'étanchéité entre le cône extérieur de la bague coupante qui est dirigé vers le corps et le cône intérieur du corps qui lui corres5 pond. Les phases du procédé qui consistent, l'une à faire pénétrer les tranchants de la bague coupante dans le tube et l'autre à établir un raccordement étanche sont donc entièrement séparées l'une de l'autre. Il en résulte une meilleure étanchéité du rac10 cordement à bague coupante, grace à la possibilité de réaliser une pression spécifique radiale plus élevée. Dans une forme avantageuse de réalisation de l'invention, le tube est soutenu au niveau de sa surface intérieure au cours du prémontage. Ce mode de mise en oeuvre garantit que, même dans le cas de tubes à paroi mince, les opérations de pénétration au cours du prémontage et de formation d'un raccordement étanche au cours du montage définitif restent séparées l'une de l'autre. Pour la mise en oeuvre du procédé, on prévoit un dispositif qui est caractérisé en ce que, à la suite du cône intérieur s'élargissant vers l'extérieur, prévu dans le corps de prémontage et qui sert à recevoir la bague coupante, il est prévu un alésage cylindrique qui 25 présente, à son extrémité située à l'intérieur, une butée dirigée radialement vers l'intérieur et destinée à arrêter le tube, la butée dirigée radialement vers l'intérieur étant agencée de manière que, le tube soit appuyé axialement contre le cône intérieur dans une posi30 tion qui présente une profondeur d'engagement inférieure d'une cote x à celle du montage définitif, et en ce qu'il est prévu sur le corps de prémontage un mandrin cylindrique disposé concentriquement à l'alésage et qui soutient intérieurement le tube au cours du prémontage. Grace à la constitution donnée selon l'invention à ce dispositif, on obtient que le prémontage se li- 4 2596491 mite & la simple opération de pénétration des tranchants de la bague coupante dans le tube puisque le mandrin cylindrique qui soutient le tube intérieurement, n'admet aucun rétrécissement du tube. En outre, la profondeur de la butée axiale, réduite de la cote x, donne la possibilité d'une course axiale restante pour le montage définitif. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, il est prévu que, tout en conservant le même angle 10 de cône, le c8ne intérieur formé dans le corps de prémontage présente, dans chacune de ses sections radiales, un diamètre intérieur supérieur à celui du cône intérieur du corps de montage définitif, la position de la butée qui arrête le tube correspondant à la disposition adop15 tée dans le corps de montage définitif. Dans cette forme de réalisation, la course axiale restante pour le montage définitif est obtenue par une plus grande largeur d'ouverture du cône intérieur prévu dans le corps de prémontage. Dans ce cas, la 20 profondeur de la butée axiale coincide avec la profondeur de cette butée au cours du montage définitif. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, il est prévu que le mandrin cylindrique qui soutient le tube intérieurement est interchangeable. 25 Dans ce cas, le mandrin cylindrique qui soutient le tube intérieurement au cours du prémontage peut être adapté facilement à l'épaisseur de paroi du tube. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, il est prévu que le mandrin qui soutient le 30 --tube intérieurement est muni de plusieurs fentes traversantes qui partent d'un alésage intérieur conique et s'étendent radialement vers l'extérieur et qu'un pous:: soir peut être engagé dans l'alésage intérieur conique, par l'action d'une force. Cette forme de réalisation présente l'avantage de permettre d'adapter le mandrin de soutien intérieur, 2596491 au diamètre intérieur effectif du tube considéré par l'enfoncement du poussoir dans l'alésage intérieur conique, de sorte que l'on peut également compenser les tolérances sur l'épaisseur de paroi du tube et, en outre, ce5 ci permet également, par extraction du poussoir, de retirer finalement le tube du dispositif de prémontage sans coincement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la descrip10 tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'un corps de prémontage au cours de la formation de l'assemblage bague coupante-tube; la figure 2 est une coupe partielle d'un raccordement de tube, avec un corps prévu pour le montage définitif; la figure 3 est un diagramme force/déplacement pour le prémontage et pour le montage définitif dans le 20 procédé selon l'invention; et la figure 4 est un diagramme force/déplacement pour le prémontage et le montage définitif selon l'état de la technique; la figure 5 est une coupe longitudinale d'un 25 mandrin de soutien intérieur du tube et qui peut être adapté au diamètre intérieur du tube par le déplacement d'un poussoir; la figure 6 est une coupe longitudinale partielle d'un corps de prémontage possédant un diamètre de cô30 ne intérieur du corps de prémontage plus petit que celui du cône intérieur du corps de montage définitif dans chaque section radiale; la figure 7 représente l'appui axial du tube au cours du prémontage; et la figure 8 montre l'appui axial du tube au cours du montage définitif. 6 2596491 Sur la figure 1, on a représenté un corps de prémontage 1 qui est muni d'un cône intérieur 2a identique au cône intérieur 2 du corps de montage définitif 8. Au cône intérieur fait suite, axialement vers l'inté5 rieur, un alésage cylindrique 13 qui est limité par une butée circonférentielle 12 qui regarde radialement vers l'intérieur. Comparativement à la profondeur d d'engagement du tube 7 existant dans le corps de montage définitif 8 10 (figure 2), mesurée à partir du débouché extérieur du cône intérieur, le corps de prémontage 1 présente une profondeur d'engagement du tube qui est réduite de la cote x. Sur la figure 1, le corps de prémontage 1 est 15 rigidement solidaire d'un mandrin cylindrique 6 dont la fonction est de soutenir radialement de l'intérieur, au cours du prémontage, le tube 7 à paroi mince qu'il s'agit d'assembler à la bague coupante 4. Dans une forme de réalisation représentée, le mandrin cylindrique 6 20 peut être constitué par un mandrin interchangeable afin de permettre d'adapter son diamètre à différentes épaisseurs de paroi des tubes 7 à monter. Dans le cas de tubes à paroi suffisamment épaisse, on peut même se dispenser entièrement du mandrin 7. La force axiale FA qui est nécessaire pour assembler la bague coupante 4 au tube 7 est développée par un poinçon à pression 5 qui est muni d'une surface active correspondant à la surface extérieure de la bague coupante 4 qui est dirigée vers ce poinçon. La force axiale FA peut être développée par voie hydraulique ou pneumatique ou par une action mécanique. Une condition nécessaire pour obtenir l'effet avantageux du procédé selon l'invention consiste en ce que la force axiale FA doit être supérieure à la force axia35 le qui est nécessaire pour le montage définitif et que, de cette façon, en combinaison avec le soutien intérieur donné au tube 7 par le mandrin 6, cette force assure une plus forte pénétration des tranchants 3 de la bague coupante 4 dans le tube 7 lorsqu'on augmente la course axiale, sans provoquer de rétrécissement du tube. Ceci garantit que l'opération de pénétration est terminée au cours du prémontage et que, lors du montage définitif, on n'a plus à développer de force axiale pour la pénétration. Sur la figure 2, on a représenté le montage dé10 finitif du raccordement à bague coupante. Le corps 8 prévu pour le montage définitif, et qui est représenté sur la figure 2, ne se distingue du corps de prémontage que par la profondeur d'enfoncement de la butée 12, qui est agrandie de la cote x. De cette façon, on dispose pour 15 le montage définitif d'une course restante de la valeur x, dont le tube 7 peut être engagé plus profondément dans le corps 8, avec la bague coupante 4 qui en est solidaire, cette course restante étant utilisée pour l'établissement d'une liaison étanche entre le cône inté20 rieur 2 du corps 8 et le c8ne extérieur correspondant de la bague coupante 4. Etant donné qu'il ne peut pas se produire de pénétration plus profonde, puisque le tube 7 ne dispose plus de soutien axial, le tube 7 subit maintenant un rétrécissement dans la région d'assemblage avec 25 la bague coupante 4. Dans les deux diagrammes correspondant au prémontage et au montage définitif qui sont représentés sur la figure 3, la course axiale de la bague coupante 4 dans le corps de prémontage et dans le corps est indi30 quée en tours de l'écrou de fixation qui est utilisé pour le montage définitif. Ceci permet de mieux comparer les diagrammes représentés sur la figure 4, qui correspondent à un procédé de montage de la technique antérieure, et dans lesquels on a indiqué les nombres de tours 35 de l'écrou prévus pour le prémontage et pour le montage définitif. En comparant avec la figure 4, on peut reconnaltre que, dans le prémontage ielon l'invention, on développe une force axiale FA beaucoup plus grande, qui correspond à environ 1,5 tours d'un écrou de fixation. La 5 course axiale de la bague coupante s'agrandit elle aussi en conséquence. Lors du montage définitif, on obtient une courbe du couple de serrage exercé sur l'écrou de fixation qui est d'une forme courbe jusqu'au moment o le tube 7 bute contre la butée 12, couple qui résulte du 10 frottement entre le cône intérieur 2 du corps 8 et le cône extérieur correspondant de la bague coupante 4, et de la force axiale qui est nécessaire pour rétrécir le tube 7. Au moment o le tube 7 bute contre la butée 15 axiale 12, il se produit un accroissement brusque (indiqué en traits interrompus) du couple de serrage et le monteur perçoit nettement l'arrivée de la fin du montage. Sur la figure 4, on peut remarquer que la force 20 axiale développée pour le prémontage de la bague coupante 4 sur le tube 7 donne la force axiale qui s'établit au cours d'un tour de l'écrou de fixation. Naturellement, la force axiale peut être obtenue ici aussi par l'action d'un poinçon de pression qui peut être actionné 25 par voie hydraulique ou autrement, ainsi qu'on l'a déjà décrit plus haut. Dans la formation du raccordement de tube selon la technique antérieure, il se produit tout d'abord, au cours du montage définitif, un fort accroissement du cou30 ple relativement à l'angle de serrage de l'écrou de fixation, accroissement qui, lorsque la précontrainte produite au cours du prémontage a été à nouveau atteinte, présente un palier dans la région désignée par un point bien marqué, la bague coupante pénétrant alors plus pro35 fondement dans le tube. Ceci entratne le risque que, lors du montage du 9 2596491 raccord de tube, on serre trop fortement l'écrou et que, dans cette action, l'effet du vissage du tube soit détérioré sur toute son amplitude par la déformation plastique. D'un autre côté, il se produit fréquemment que lors du prémontage, on ne serre les écrous que partiellement, pour les serrer à bloc après la formation de tous les raccordements. Si, on oublie un écrou, le tube correspondant s'arrache si le prémontage a été effectué 10 selon la technique antérieure, ce qui est évité dans le procédé selon l'invention. Sur la figure 5, on a représenté un corps de prémontage 1 dans lequel est fixé un mandrin cylindrique 6 qui est muni, dans la région de l'action de la bague 15 coupante 4, d'un alésage conique 14 dans lequel un poussoir 10 peut être déplacé axialement sous l'action d'une force. En combinaison avec des fentes 9 prévues dans la région de l'alésage conique 14, le mandrin cylindri20 que 6 peut être adapté au diamètre intérieur du tube 7, dans la région de l'action de la bague coupante 4, par un déplacement axial du poussoir 10. Le déplacement axial du poussoir 10 peut être déterminé par un poinçon de traction 15, au moyen d'un 25 dispositif de commande approprié. On a représenté un corps de montage définitif en traits continus. Le cône intérieur désigné par 11 correspond au cône intérieur de l'écrou dans lequel le sous-ensemble prémonté sera vissé ultérieurement. Le rac30 courcissement de la cote x de la dimension T est obtenu par le fait que, dans le corps de prémontage, l'alésage conique 11 est de configuration élargie, c'est-à-dire que cet alésage présente un plus grand diamètre mais possède le même angle de cône. Il s'agit ici d'un alésage 35 conique tel que celui désigné par la référence 2a. Comme on peut le voir sur la figure 6, cet élargissement déter- 2596491 - mine un raccourcissement de l'alésage cylindrique et, par conséquent, une plus petite distance pour atteindre la surface de butée 12. On obtient par ce moyen le même effet que celui qui a été exposé en regard de la figure 1. La butée 12 dirigée radialement vers l'intérieur présente ici la même profondeur d'engagement du tube 7 que dans le corps 8 prévu pour le montage définitif, de sorte que la course restante prévue pour le 10 montage définitif n'est obtenue que par le fait que le cône intérieur 11 du corps de prémontage 1 est de plus grand diamètre. La figure 7 montre l'appui axial du tube 7 au cours du prémontage. La force de poussée PV de la bague 15 coupante 4 subit l'action antagoniste d'une force d'appui axiale PA qui permet la pénétration. Dans le montage définitif représenté sur la figure 8, le tube 7 peut s'engager dans le corps 1 de la course axiale x déjà citée sans qu'il ne se développe de 20 force d'appui axiale PA sur le tube. Bien entendu, diverses modifications pourront -être apportées par l'homme de l'art au dispositif et au procédé qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'in25 vention. il 2596491 LISTE DES REFERENCES 1 Corps de prémontage 2 Cône intérieur (montage définitif) 2a Cône intérieur (prémontage) 3 Tranchant 4 Bague coupante Poinçon de pression 6 Mandrin cylindrique 7 Tube 8 Corps (montage définitif) 9 Fente Poussoir 11 Cône intérieur 12 Butée 13 Alésage cylindrique 14 Alésage intérieur conique Poinçon de traction R E V E N D IC ATI O N S 1 - Procédé de prémontage et de montage définitif d'un raccordement à bague coupante destiné à raccorder un tube et qui comprend un corps qui présente un cône intérieur s'élargissant vers l'extérieur, destiné à 5 recevoir partiellement la bague coupante, la bague coupante étant pressée à force au cours du prémontage dans un cône intérieur d'un corps de prémontage, par un cône extérieur se rétrécissant vers l'extrémité qui est prévu sur l'extrémité de la bague coupante qui est dirigée 10 vers le corps, sous l'action d'une force axiale agissant sur cette bague, caractérisé en ce qu'au cours du prémontage, qui sert à l'établissement d'un assemblage tube-bague coupante, la bague coupante (4) est pressée dans le cône intérieur du corps de prémontage (1) sous l'action 15 d'une force axiale supérieure à la force axiale qui est développée au cours du montage définitif, la course axiale de la bague coupante (4) dans le cône intérieur du corps de prémontage (1) correspondant à peu près à 1,5 à 2 fois la valeur de celle réalisée pour le prémontage se20 lon la technique antérieure et en ce que, lors du montage définitif, l'assemblage tube-bague coupante réalisé au cours du prémontage est soumis à un déplacement axial qui évite une pénétration plus profonde de la bague coupante (4) et qui détermine uniquement un rétrécissement 25 du tube (7). 2 - Procédé de prémontage et de montage définitif d'un raccordement à bague coupante pour tubes à paroi mince selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors du prémontage, le tube (7) est soutenu au ni30 veau de sa paroi interne. 3 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un corps de prémontage et un dispositif prévu pour développer la force axiale, caractérisé en ce qu'il comprend un cône inté- rieur (2a) s'élargissant vers l'extérieur, prévu dans le corps de prémontage (1) et qui sert à recevoir la bague coupante (4), et un alésage cylindrique (13) qui présente, à son extrémité située à l'intérieur, une butée (12) 5 dirigée radialement vers l'intérieur pour arrêter le tube, la butée (12) dirigée radialement vers l'intérieur étant agencée de manière que le tube (7) soit appuyé axialement contre le cône intérieur (2a) dans une position qui présente une profondeur d'engagement inférieure 10 d'une cote (x) à celle du montage définitif. 4 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un corps de prémontage et un dispositif prévu pour développer la force axiale, caractérisé en ce que, tout en conservant le mê15 me angle de cône, le cône intérieur (2a) formé dans le corps de prémontage présente, dans toutes les sections radiales, un diamètre intérieur supérieur à celui du cône intérieur (2) du corps de montage définitif (8), la disposition de la butée (12) qui arrête le tube (7) cor20 respondant à la position adoptée dans le corps de montage définitif. - Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il est prévu sur le corps de prémontage (1), un mandrin cylindrique (6) disposé 25 concentriquement à l'alésage (13) et qui soutient le tube (7) intérieurement au cours du prémontage. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mandrin cylindrique (6) qui soutient le tube (7) intérieurement est interchangeable. 7 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mandrin (6) qui soutient le tube (7) intérieurement est muni de plusieurs fentes traversantes (9) qui partent d'un alésage intérieur conique (14) et s'étendent radialement vers l'extérieur et en ce qu'un 35 poussoir (10) peut être engagé dans l'alésage intérieur conique par l'action d'une force.