Brevet FR2660045A1 — publié le 19910927

L'invention a trait à un dispositif et à un procédé d'assemblage rapides sur l'extrémité d'un tube métallique de circuits de fluides sous pression de moyens de raccordement composés d'une pièce de raccordement externe et d'une pièce tubulaire interne emmanchée par force dans l'alésage de l'extrémité du tube métallique ou du tuyau en matière synthétique. On connaît déjà la fixation de l'élément de raccordement sur l'extrémité du tube soit par sertissage de bagues sur le tube, soit par soudure ou par brasure. Cependant, ces solutions sont fort complexes et très coûteuses en raison, essentiellement, du temps passé pour réaliser ces soudures ou ces brasures. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'assemblage rapide sur l'extrémité d'un tube métallique de circuits de fluides sous pression de moyens de raccordement composés d'une pièce de raccordement externe et d'une pièce tubulaire interne emmanchée par force dans l'alésage de l'extrémité du tube métallique, caractérisé en ce qu'il comporte un mandrin d'un outil portatif dans lequel, d'une part, est logée la pièce de raccordement externe enfilée sur l'extrémité du tube métallique maintenu par un étau et, d'autre part, coulisse la pièce tubulaire interne pénétrant dans ladite extrémité du tube métallique sous une poussée exercée par un poussoir coulissant dans l'alésage longitudinal du mandrin et actionné par une source d'énergie. L'invention concerne également un procédé d'assemblage rapide sur l'extrémité d'un tube métallique de circuits de fluides sous pression de moyens de raccordement, caractérisé en ce qu on engage dans l'alésage du mandrin de l'outil portatif la pièce tubulaire interne jusqu'à ce qu'elle prenne appui contre le poussoir de l'outil portatif ; on enfile sur la pièce tubulaire interne un joint d'étanchéité ; on engage dans l'ouverture tronconique du mandrin la partie tronconique de la pièce de raccordement externe ; on engage dans une rainure appropriée réalisée dans cette dernière un second joint d'étanchéité on visse l'écrou de serrage sur l'extrémité filetée du mandrin de sorte que le chanfrein tronconique de la pièce de raccordement externe vienne se loger dans la cuvette tronconique de l'écrou de serrage; après serrage, on engage dans la pièce de raccordement externe à travers l'écrou de serrage l'extrémité du tube métallique de manière que l'extrémité de la pièce tubulaire interne pénètre dans l'extrémité du tube métallique ; on maintient ce dernier par l'étau ; puis, on libère la source d'énergie résultant préférentiellement du tir d'une cartouche à poudre pour provoquer l'expansion de l'extrémité du tube métallique dans la chambre circulaire prévue dans la pièce de raccordement externe. L'invention concerne également les tubes métalliques ou les tuyaux en matériau synthétique comportant des moyens de raccordement assemblés par le dispositif d'assemblage selon ledit procédé. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement, d'une part, dans la rapidité de l'assemblage tube-moyens de raccordement, d'autre part, dans une plus grande sécurité et une meilleure étanchéité de la liaison tube-moyens de raccordement et, finalement, dans la simplicité des moyens mis en oeuvre pour ledit assemblage. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin ci-annexé dans lequel la figure 1 est une vue en élévation et en coupe du dispositif d'assemblage conforme à l'invention la figure 2 est une vue éclatée, en élévation et en coupe, des différents moyens de raccordement la figure 3 est une vue en élévation et en coupe d'une extrémité d'un tube métallique pourvue des moyens de raccordement assemblés à l'aide du dispositif conforme à l'invention et selon le procédé revendiqué. On se réfère à la figure 1. Le dispositif d'assemblage 1 comporte un mandrin 2 pouvant être monté sur un outil portatif conventionnel (non représenté). Ce mandrin 2 présente un alésage longitudinal 3 dans lequel peut coulisser un poussoir 4 actionné par une source d'énergie. En fonction de la nature de l'outil portatif conventionnel, cette source d'énergie résulte, selon un premier mode de réalisation, du tir d'une cartouche à poudre. Selon un second mode de réalisation, cette source d'énergie est provoquée par l'apport d'air sous pression. Selon un troisième mode de réalisation, cette source d'énergie est obtenue par la libération de moyens mécaniques tel qu'un élément élastique comprimé. Cet alésage longitudinal 3 aboute à une ouverture tronconique 5 débouchant sur le chant 6 de l'extrémité 7 du mandrin 2, la petite base 8 de cette ouverture tronconique 5 étant située du côté de l'alésage longitudinal 3. L'extrémité 7 du mandrin 2 est pourvue d'un filetage 9 permettant le vissage d'un écrou 10. Le fond 11 de cet écrou 10 comprend un logement circulaire 12 dans lequel est réalisée une cuvette tronconique 13 aboutant à un alésage circulaire 14. Le dispositif d'assemblage 1 comporte également un étau 15 assurant le maintien de l'extrémité 16 du tube 17 lors de l'assemblage. Pour la suite de la description, il y a lieu de se reporter également à la figure 2. Le mandrin 2 sert de logements aux moyens de raccordement 18. L'un de ces moyens de raccordement 18 est constitué par une pièce tubulaire interne 19 pouvant coulisser dans l'alésage longitudinal 3 du mandrin 2 lors de la libération de la source d'énergie. Cette pièce tubulaire interne 19 comporte une bague 20 dont le diamètre 21 correspond au diamètre 22 de l'alésage longitudinal 3. On prévoit un décrochement 23 aboutant à la bague 20 servant de siège à un premier joint d'étanchéité 24, l'épaulement 25 constituant une butée pour ce dernier. La pièce tubulaire interne 19 comprend deux portées 26, 27 reliées entre elles par une partie tronconique 28. La portée 26, située du côté du décrochement 23, présente un diamètre 29 inférieur au diamètre 30 dudit décrochement 23 permettant ainsi d'obtenir un épaulement 31 dont le rôle sera expliqué ultérieurement. La portée 27 a un diamètre 32 correspondant au diamètre intérieur 33 de l'extrémité 16 du tube 17. L'autre moyen de raccordement est constitué par une pièce de raccordement externe 34. Le diamètre 35 de cette pièce de raccordement externe 34 correspond au diamètre 36 du logement circulaire 12 de l'écrou 10. Cette pièce de raccordement externe 34 présente d'un côté 37 une partie tronconique 38 venant se loger dans l'ouverture tronconique 5 du mandrin 2 et de l'autre côté 39 un chanfrein tronconique 40 se plaçant dans la cuvette tronconique 13 de l'écrou 10. Ainsi, cette pièce de raccordement externe 34 est emprisonnée entre l'ouverture tronconique 5 du mandrin 2 et la cuvette tronconique 13 de l'écrou 10 et ne peut bouger lors de la phase d'assemblage. La pièce de raccordement externe 34 comporte un premier alésage 41 situé du côté de la pièce tubulaire interne 19 et son diamètre 42 correspond au diamètre 29 de la portée 26 de la pièce tubulaire interne 19 et, après assemblage, le chant 43 de la pièce de raccordement externe 34 vient buter contre l'épaulement 31 limitant ainsi la pénétration de la pièce tubulaire interne 19 dans la pièce de raccordement externe 34. Du côté du tube 17, la pièce de raccordement externe 34 comporte un second alésage 44 dont le diamètre 45 correspond au diamètre extérieur 46 de l'extrémité 16 du tube 17. Le diamètre 43 du premier alésage 41 est inférieur au diamètre 45 du second alésage 44 de sorte qu' on obtient un épaulement 47 contre lequel vient buter le chant 48 de l'extrémité 16 du tube 17 en limitant la pénétration dudit tube 17 dans la pièce de raccordement externe 34 avant l'assemblage et bloquant le chant 48 du tube 17 pour provoquer l'expansion de l'extrémité 16 du tube 17 en phase d'assemblage. On réalise dans le second alésage 44 une rainure 49 dans laquelle on loge un second joint d'étanchéité 50. En outre, la pièce de raccordement externe 34 comporte une chambre circulaire 51 située entre les deux alésages 41 et 43. Pour l'assemblage entre les moyens de raccordement 38 et le tube 17, on procède de la manière suivante On ramène par un moyen quelconque le poussoir 4 en phase de contrainte. On engage dans l'ouverture tronconique 5 la pièce tubulaire interne 19 de sorte que la bague 20 de cette dernière prenne appui contre le poussoir 4 et que, partiellement, la - partie tronconique 28 et la seconde portée 27 fassent saillie par rapport à la petite base 8 de l'ouverture tronconique 5. On enfile sur cette partie tronconique 28 le premier joint d'étanchéité 24 pour le disposer à proximité immédiate de la petite base 8 de l'ouverture tronconique 5 du mandrin 2. Puis, on engage la partie tronconique 28 de la pièce de raccordement externe 34 dans l'ouverture tronconique 5 du mandrin 2.On loge le second joint d'étanchéité 50 dans la rainure 49 de la pièce de raccordement externe 34 et on visse l'écrou 15 sur l'extrémité filetée 7 du mandrin 2, de manière à ce que le chanfrein tronconique 40 vienne se loger dans la cuvette tronconique 13 de l'écrou 15. On serre ce dernier pour assurer le blocage de la pièce de raccordement externe 34 dans le mandrin 2. On engage dans l'alésage circulaire 14 de l'écrou 15 l'extrémité 16 du tube 17, de manière à ce que le chant 48 de ce dernier vienne buter contre l'épaulement 47 de la pièce de raccordement externe 34. On libère la source d'énergie et le poussoir 4 refoule la pièce tubulaire interne 19 en direction du tube 17. Au cours de ce déplacement, la partie tronconique 28 de la pièce tubulaire interne 19 provoque une expansion de l'extrémité 16 du tube 17 de sorte que la matière expansée occupe totalement la chambre circulaire 51 de la pièce de raccordement externe 34, la fin de course de ce déplacement étant réalisée lorsque l'épaulement 31 de la pièce tubulaire interne 19 vient buter contre le chant 43 de la pièce de raccordement externe 34. On retire le dispositif d'assemblage 1 et les moyens de raccordement 38 sont devenus inséparables de l'extrémité 16 du tube 17. On se réfère à la figure 3. On engage dans le nipple 52 l'extrémité 53 des moyens de raccordement 18 et on enfile sur le tube 17 l'écrou de serrage 54 qui est vissé sur l'extrémité filetée 55 dudit nipple 52. Toutefois, l'invention n'est pas limitée au seul type de raccordement de circuits de fluides sous pression, mais l'implantation des moyens de raccordement sur l'extrémité du tube peut être réalisée en conformité de toute variété de normes habituellement utilisées dans le cadre de circuits de fluides sous pression. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Dispositif d'assemblage rapide sur l'extrémité d'un tube métallique de circuits de fluides sous pression de moyens de raccordement composés d'une pièce de raccordement externe et d'une pièce tubulaire interne emmanchée par force dans l'alésage de l'extrémité du tube métallique, caractérisé en ce qu'il comporte un mandrin 2 d'un outil portatif dans lequel, d'une part, est logée la pièce de raccordement externe (34) enfilée sur l'extrémité (16) du tube métallique (17) maintenue par un étau (15) et, d'autre part, coulisse la pièce tubulaire interne (19) pénétrant dans ladite extrémité (16) du tube métallique (17) sous une poussée exercée par un poussoir (4) coulissant dans l'alésage longitudinal (3) du mandrin (2) et actionné par une source d'énergie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'énergie résulte du tir d'une cartouche à poudre. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'énergie est provoquée par l'apport d'air sous pression. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'énergie est obtenue par la libération de moyens mécaniques tel qu'un élément élastique comprimé. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de raccordement externe (34) comporte une chambre circulaire (51) servant de logement à l'expansion de l'extrémité (16) du tube métallique (17), cette chambre circulaire (51) étant située entre deux alésages (41, 44) de diamètre différent (42, 45). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de raccordement externe (34) comporte un épaulement (47) situé au droit de la chambre circulaire (51) limitant la pénétration du tube métallique (17) avant l'assemblage et bloquant le chant (48) de ce dernier pour provoquer l'expansion de l'extrémité (16) du tube métallique (17) dans la chambre circulaire (51). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de raccordement externe (34) comporte d'un côté (37) une partie tronconique (38) venant se loger dans une ouverture tronconique (5) réalisée dans l'extrémité (7) du mandrin (2) et de l'autre côté (39) un chanfrein tronconique (40) se plaçant dans une cuvette tronconique (13) réalisée dans un écrou (10) vissé sur l'extrémité filetée (7) du mandrin (2), la coopération de la partie tronconique (38) et du chanfrein tronconique (40) de la pièce de raccordement externe (34) avec l'ouverture tronconique (5) du mandrin (2) et avec la cuvette tronconique (13) de l'écrou (10) condamne tout déplacement de la pièce de raccordement externe (34) lors de la phase d'assemblage. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce tubulaire interne (19) comporte un épaulement (31) limitant, lors de l'assemblage, la course de pénétration de cette dernière dans la pièce de raccordement externe (34). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce tubulaire interne (19) comporte une première portée (26) dont le diamètre (29) correspond au diamètre (42) d'un des alésages (41) de la pièce de raccordement externe (34) et une seconde portée (27) dont le diamètre (32) correspond au diamètre interne (33) de l'extrémité (16) du tube métallique (17), ces deux portées (26, 27) étant situées de part et d'autre d'une partie tronconique (28) provoquant l'expansion de ladite extrémité (16) du tube métallique (17) dans la chambre circulaire (51) de la pièce de raccordement externe (34). 10. Procédé d'assemblage rapide sur l'extrémité d'un tube métallique de circuits de fluides sous pression de moyens de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on engage dans un alésage longitudinal (3) d'un mandrin (2) d'un outil portatif la pièce tubulaire interne (19) jusqu'à ce qu'elle prenne appui contre le poussoir (4) de l'outil portatif; on enfile sur la pièce tubulaire interne (19) un joint d'étanchéité (24) ; on engage dans l'ouverture tronconique (5) du mandrin (2) la partie tronconique (38) de la pièce de raccordement externe (34) ; on engage dans une rainure appropriée (49) réalisée dans cette dernière (34) un second joint d'étanchéité (50) ; on visse l'écrou de serrage (10) sur l'extrémité filetée (7) du mandrin (2), de sorte que le chanfrein tronconique (40) de la pièce de raccordement externe (34) vienne se loger dans la cuvette tronconique (13) de l'écrou de serrage (10) ; après serrage, on engage dans la pièce de raccordement externe (34) à travers l'écrou de serrage (10), l'extrémité (16) du tube métallique (17) de manière que l'extrémité de la pièce tubulaire interne (19) pénètre dans l'extrémité (16) du tube métallique (17) ; on maintient ce dernier par un étau (15) ; puis, on libère la source d'énergie résultant préférentiellement du tir d'une cartouche à poudre pour provoquer l'expansion de l'extrémité du tube métallique (17) dans la chambre circulaire (51) prévue dans la pièce de raccordement externe (34). 11. Tube métallique comportant des moyens de raccordement assemblés par le dispositif d'assemblage selon la revendication 1 par application du procédé selon la revendication 10.