Brevet FR2632218A1 — publié le 19891208

La présente invention a pour objet un procédé de sertissage de pièces métalliques utilisant le formage par pression magnétique et consistant à mettre en vis-à-vis une partie d'une première pièce et une partie dSune seconde pièce et à soumettre la zone de vis-à-vis à un champ magnétique qui exerce une pression sur la paroi de l'une des pièces et l'applique étroitement contre la paroi de l'autre pièce. D'une manière générale, le sertissage permet d'acquérir une bonne résistance mécanique entre les deux pièces assemblées, voire une étanchéité. Cette technique est généralement utilisée lorsque l'on ne veut pas souder les pièces entre elles, soit qu'elles soient constituées de métaux dissemblables, soit que l'on craigne les effets de l'échauffement. Pour effectuer des sertissages, plusieurs méthodes sont utilisées. Les plus classiques, qui sont des méthodes mécaniques ou hydrauliques, ont pour inconvénient de nécessiter des outillages complexes et d'impliquer un contact important entre les pièces et les outillages. En outre, elles mettent en jeu des huiles ou des graisses de lubrification qui provoquent une pollution des pièces. Une autre technique, plus sophistiquée, consiste à utiliser le formage par pression magnétique décrit plus haut. Ce procédé a l'avantage de n'impliquer aucun contact entre les pièces et l'outillage utilisé pour obtenir le sertissage et de supprimer toute utilisation de lubrifiant. Le formage par pression magnétique est utilisé notamment dans l'industrie automobile pour sertir différentes pièces de révolution, en particulier aluminium sur cuivre. La présente invention a pour but d'augmenter la résistance mécanique des articles obtenus par un tel sertissage. Ce but est atteint en ce sens que le procédé selon l'invention consiste à créer des variations de section affectant l'une au moins des parois en vis-à-vis des pièces à sertir. De cette manière, lorsque la zone de vis-à-vis est soumise au champ magnétique assurant le formage par pression, les deux parois viennent s'appliquer étroitement l'une contre l'autre par déformation de l'une au moins des pièces venant épouser la ou les variations de section de l'autre. On obtient ainsi une résistance mécanique améliorée. La ou les variations de section pourront déterminer une ou plusieurs gorges et/ou un ou plusieurs bossages et/ou un ou plusieurs étagements. Les pièces ainsi serties pourront être de configuration plane mais il s'agira cependant, le plus souvent, de tubes métalliques co-axiaux que l'on aura fait pénétrer, avec un jeu important, l'un dans l'autre, le tube intérieur étant dit "tube mâle" et le tube extérieur étant dit "tube femelle". Le champ magnétique sera généralement exercé depuis l'extérieur de la zone de pénétration lorsque les pièces à sertir sont des tubes mais, si l'on dispose d'une bobine convenablement dimensionnée, le champ magnétique pourra également être exercé depuis l'intérieur de la zone de pénétration. Pour obtenir une étanchéité parfaite entre deux pièces serties, le sertissage peut être fait entre un tube mâle et un tube femelle au niveau d'une gorge présentée par l'un ou l'autre tube et dans laquelle un joint torique aura été préalablement placé. L'invention vise également les articles issus de la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures la et lb représentent schématiquement en coupe, respectivement avant et après sertissage externe, deux parties de tube s'interpénétrant, - les figures 2a et 2b sont respectivement des figures similaires aux figures la et lb, mais dans une seconde forme d'exécution utilisant, cette fois, un sertissage interne, - les figures 3a et 3b sont respectivement des vues similaires aux figures la et lb, dans une troisième forme d'exécution incorporant un joint torique, - les figures 4a et 4b représentent schématiquement en coupe, avant et après sertissage, deux pièces de configuration sensiblement plane, - la figure 5 est un schéma de principe d'un système de formage magnétique, - la figure 6 est une représentation en coupe d'un outillage susceptible d'être utilisé dans le montage de la figure 5, et - la figure 7 est une représentation en coupe schématique d'un outillage simplifié dit "à bobine destructible". Si l'on se réfère à la figure la, on voit deux parties d'extrémité de tubes s'interpénétrant, à savoir un tube femelle 1 et un tube mâle 2. Le tube mâle 2 présente deux gorges périphériques 3a et 3b, usines dans sa face en vis-à-vis du tube femelle 1. Un jeu relativement important 4 est prévu entre les tubes 1 et 2. Sous l'effet du formage magnétique (figure lb), le tube I vient épouser le tube 2 y compris les gorges 3a et 3b, de sorte que la matière du tube 1 vient se "bloquer" dans lesdites gorges sans qu'il en résulte de diminution dtépaisseur du tube 1 à ce niveau. Le produit final, tel que représenté à la figure lb, présente sur la face extérieure du tube 1, des gorges 5a et 5b qui peuvent éventuellement être mises à profit pour y bloquer une autre pièce. La forme d'exécution représentée aux figures 2a et 2b ne se distingue de la précédente que par le fait qu'une gorge 6 est prévue sur la face interne du tube femelle 1 au lieu d'être prévue, comme précédemment, sur la face externe du tube mâle 2. Il s'ensuit que, dans le produit final (figure 2b), le tube mâle 2 présente une gorge interne 7. Dans la forme d'exécution de la figure 3a, le tube mâle 2 présente une gorge de section rectangulaire 8 et il y est logé un joint torique 9. Après sertissage (figure 3b), le tube 1 pénètre partiellement dans la gorge 8 en écrasant le joint torique a qui assure ainsi l'étanchéité entre les tubes 1 et 2. Si l'on en vient maintenant à la figure 4a, on voit l'application de l'invention à des pièces non tubulaires. Une pièce 10 comporte une extrémité en U dont les faces internes présentent un bossage 11 et une gorge 12. Une seconde pièce 13 est enfilée dans l'extrémité en U de la pièce 10 (figure 4a), et après sertissage (figure 4b), cette pièce 13 est déformée de façon à recevoir le bossage 11 et à épouser la gorge 12. Le schéma du circuit utilisé pour obtenir le formage magnétique est illustré à la figure 5. Dans cette figure, la référence 14 désigne une batterie de condensateurs susceptible de stocker une énergie électrique de plusieurs milliers de joules, la référence 15 désigne un interrupteur, de type Ignitron par exemple, délivrant en se refermant l'énergie stockée dans les condensateurs 14 sur une bobine 16 dans laquelle se trouvent, schématisées en 17, les pièces å sertir telles que représentées aux figures la, 2a, 3a et 4a ainsi que l'outillage qui sera brièvement décrit en référence aux figures 6 et 7. Le passage du courant électrique dans la bobine 16 créée un champ magnétique très élevé qui se transforme en pression sur les tubes 1 et 2, ou les pièces 10 et 13, le sertissage étant ainsi obtenu sans qu'il y ait de contact entre les pièces en présence, ni d'utilisation de lubrifiant. Si l'on en vient à la figure 6, on retrouve en 1 le tube femelle, et en 2 le tube mâle. La référence 18 désigne un concentreur de flux magnétique placé dans la bobine 16 de la figure S. La référence 19 indique les organes de centrage et de positionnement des tubes 1 et 2, tandis que la pièce 20 isole électriquement les pièces du concentreur. La disposition du schéma suppose l'utilisation d'une bobine robuste utilisable industriellemeiit plusieurs mil liers de fois. Une variante consiste, pour un nombre réduit de pièces pour lesquelles on ne souhaite pas réaliser un outillage onéreux, à utiliser une bobine destructible à chaque opération mais d'un coût extrêmement réduit. Dans ce cas, il convient d'utiliser un outillage simplifié, tel que celui décrit par référence à la figure 7 où les références 1 et 2 désignent respectivement les tubes femelle et mâle, 16' la bobine destructible, 19' les organes de centrage et de positionnement. Dans les figures j à 7, on a envisagé le cas où le champ magnétique est appliqué sur les pièces depuis l'extérieur. Un sertissage intérieur peut également être réalisé dans la mesure où il est possible de placer une bobine suffisamment dimensionnée à l'intérieur des tubes. Dans ce cas, on effectue une opération assimilable au dudgeonnage. REVENDICATIONS 1- Procédé de sertissage de pièces métalliques utilisant le formage par pression magnétique et consistant à mettre en vis-à-vis une partie d'une première pièce (2, 10) et une partie d'une seconde pièce (1, 13) et à soumettre la zone de vis-à-vis à un champ magnétique qui exerce une pression sur la paroi de l'une des pièces et l'applique étroitement contre la paroi de l'autre pièce, caractérisé en ce qu'il consiste à créer des variations de section (3a, 3b, 6, 8, 11, 12) affectant l'une au moins des parois en vis-à-vis des pièces à sertir. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les variations de section déterminent une ou plusieurs gorges (3a, 3b, 6, 8, 12) et/ou un ou plusieurs bossages (11) et/ou un ou plusieurs étagements. 3- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites pièces sont des tubes métalliques co-axiaux (1, 2) pénétrant, avec un jeu important (4) l'un dans l'autre, le tube intérieur (12) étant dit "tube mâle", et le tube extérieur (1) étant dit "tube femelle". 4- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le champ magnétique est généralement exercé depuis l'extérieur de la zone de pénétration. 5- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le champ magnétique est exercé depuis l'intérieur de la zone de pénétration. 6- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre entre un tube mâle (2) et un tube femelle (1) au niveau d'une gorge (8) présentée par l'un ou l'autre tube et dans laquelle un joint torique (9) a été préalablement placé. 7- Article serti issu de la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.