Brevet FR2652773A1 — publié le 19910412

La présente invention concerne un procédé d'obtention d'une douille métallique du type constitué d'un manchon cylindrique dont au moins une de ses extrémités ouverte comporte une collerette formant un talon. Généralement , mais non exclusivement , ce type de douille est utilisé pour assurer la liaison de ltextrémité d'un tuyau d'un circuit fluidique sur un élément de raccordement , comme par exemple dans le domaine de la robinetterie ou des circuits hydrauliques où,il est parfois nécessaire d'assurer une liaison effective et sûre,résistant à de hautes pressions. Dans le domaine de la robinetterie, ce type de douille est préalablement engagée sur un tuyau rigide du circuit à relier dont ltextrémité comporte dans ce cas un collet contre lequel vient en appui la collerette de la douille. Une telle douille comporte une partie filetée réalisee sur l'alésage du manchon,apte à se visser à la manière d'un écrou épaulé sur une partie filetée de ltélément de raccordement et assurant ainsi, la liaison de ce dernier avec le collet du tuyau du circuit , par interposition ou non d'un joint. Un autre domaine d'application de telles douilles est celui des circuits hydrauliques haute pression . Dans ce deuxième cas , le tuyau est réalisé dans une matière relativement souple , du genre caoutchouc armé , plastique renforcé etc ..., et son extrémité est brute de coupe et donc lisse . Il est connu d'assurer la liaison d'un tel tuyau avec un élément de raccordement,en introduisant l'extrémité dudit tuyau sur ledit élément de raccordement généralement pourvu de stries d'ancrage orientées dans le sens d'introduction du tuyau .La douille est ensuite emmanchée sur le tuyau mis en place pour constituer un ensemble d'éléments aptes à etre solidarisés entre eux par sertissage concentriquerde manière à assurer simultanément le serrage radial du manchon et l'ancrage de la collerette dans une gorge de retenue annulaire de l'élément de raccordement. Dans ces exemples d'utilisation d'une telle douille, une difficulté majeure réside dans la réalisation de la collerette formant talon En effet, cette collerette est obtenue généralement de manière connue , par décolletage d'un cylindre plein en acier de décolletage. L'opération de décolletage est effectuée par exemple sur un tour à l'aide d'un forêt à deux étages , une première partie débouchante correspond au diamètre intérieur de la collerette à usiner et une deuxième partie succédant à la première , non débouchante , correspond au diamètre intérieur du manchon cylindrique . La différence entre le diamètre de la deuxième partie du forêt étagé et le diamètre extérieur du manchon, correspond à l'épaisseur de la paroi de ce dernier .Alors que la différence entre la profondeur d'usinage de ladite deuxième partie du forêt et la hauteur du manchon correspond à l'épaisseur de la collerette de la douille à obtenir. Il est évident qu'un tel procédé de réalisation d'une douille est très onéreux car il met en oeuvre des machines coûteuses et provoque des pertes de matière importantes. De plus, de telles opérations d'usinage provoquent des contraintes internes de la matière se traduisant par des criques superficielles extérieures nécessitant une reprise au tour afin d'écroûter la surface externe de la douille En outre , le fait de couper les fibres du métal fragilise la pièce . Dans ce type d'application, par sertissage on rencontre des difficultés de sertissage provoquées par l'utilisation d'acier de décolletage ayant de très mauvaises qualités de sertissage . Pour remédier à cela , il est connu de recuire le métal de la douille, mais cela constitue une opération supplémentaire , pénalisant le prix de revient de la douille, et de plus offre des résultats médiocres de toutes façons, comme par exemple l'apparition de fissures dans le métal déformé. ~De plus, les mauvaises qualités de sertissage des aciers de décolletage n'autorisent pas le sertissage par filage , c'est-à-dire par introduction forcée de l'ensemble à sertir dans une filière à entrée conique, mais obligent au sertissage par action radiale de mors qui relèvent d'une installation lourde, incompatible avec certaines situations de chantiers ou la filière est d'un emploi plus souple et plus aisé On comprend aisément par ce qui précède , qu il est incompatible,pour un acier de décolletage, d'avoir à la fois des qualités de décolletage et de sertissage Afin de résoudre ces nombreux problèmes , il a été envisagé d'utiliser un acier ayant des qualités particulières de sertissage et de réaliser la collerette par emboutissage à chaud ou à froid de l'extrémité du manchon cylindrique , à l'aide d'une presse agissant en compression sur le plan périphérique de ladite extrémité . Les essais ont démontré qu'un tel acier , s'il avait des qualités de sertissage , ne résistait pas par contre à de telles forces de compression qui avaient pour conséquence de produire un effet d'accordéon en particulier quand le tube est épais et quand les stries de retenue sont usinées avant la mise en forme. Bien entendu il pouvait y être remédie en disposant une forme à l'intérieur du manchon et une contreforme à l'extérieur mais si cela résoud un problème il en crée par contre un autre à savoir une installation complexe et peu compétitive La présente invention permet de remédier à ces divers inconvénients en permettant l'utilisation d'acier à sertir pour la fabrication d'une douille à collerette, sans opération de décolletage , et sans risque de déformation lors de la formation de la collerette. Dans ce but , invention concerne un procédé d'obtention d'une douille métallique du type constitué d'un manchon cylindrique dont au moins une de ses extrémités ouvertes comporte une collerette formant un talon , caractérisé en ce que la collerette de la douille formant un talon est obtenue par une déformation par fluage à froid du métal sous l'effet d'une pression exercée selon l'axe du manchon et appliquée quasi ponctuellement , de manière rotative et continue , sur la périphérie d'une extrémité axiale , dudit manchon cylindrique Ainsi , la pression exercée progressivement point par point est bien inférieure à celle à exercer sur la surface totale de l'extrémité périphérique du manchon pour l'obtention d'une collerette par déformation simultanée de tous les points la constituant La présente invention concerne également les caractéristiques ci-après considérées isolément ou en combinaison. Selon une autre caractéristique du procédé, l'alésage interne du manchon cylindrique est au moins partiellement muni de stries d'ancrage périphériques obtenues par usinage par l'intermédiaire d'un outil de forme} rotatif . De telles stries permettent un meilleur accrochage du manchon sur le tuyau dans le cas d'utilisation de douilles à sertir. Selon une autre caractéristique de l'invention, le manchon strié est obtenu par tronçonnage à partir d'un tube métallique profilé D'ou suppression de l'opération de décolletage et des inconvénients précités et gain de productivité. Selon une autre caractéristique de l'invention , la collerette de la douille est dirigée vers l'intérieur du manchon de manière perpendiculaire à son axe. Selon une caractéristique de l'invention, le procédé précité est mis en oeuvre par un dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une tête de fluage entraînée d'une part en rotation et d'autre part axialement par un élément de presse exerçant une pression axiale ponctuelle sur l'extrémité périphérique du manchon par l'intermédiaire d'une bouterolle logée dans ladite tête de fluage et dont l'axe forme avec l'axez de cette dernière un angle tel à lui faire engendrer , en ro tation, un cône dont le sommet est situé sensiblement au centre de gravité de la collerette Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention, le montage d'une telle douille métallique de liaison de l'extrémité d'un tuyau d'un circuit fluidiquer sur un élément de raccordement, s'effectue par emmanchement sur l'extrémité du tuyau , elle-même emmanchée sur une partie de l'élément de raccordement pour former un ensemble sensiblement concentrique apte à être introduit par poussée dans une filière à entrée conique ; ceci de manière à solidariser les différents éléments entre eux par sertissage concentrique de la douillerautour du tuyau et de l'élément de raccordement , en s ancrant progressivement en cours de sertissage, par sa collerette , dans une gorge de retenue annulaire dudit élément de raccordement Un autre avantage de l'invention est celui de permettre le sertissage d'une très large gamme d'épaisseur de tuyau sur un élément de raccordement à gorge standard, du fait de la malléabilité de l'acier à sertir, dont il peut être fait usage grâce à l'invention. L'invention sera encore illustrée sans être aucunement limitée par la description qui suit faite en regard des dessins annexés sur lesquels Figure 1 représente les étapes successives d'obtention d'une douille par le procédé selon l'invention. Figures 2 ,3 et 4 représentent en coupe axiale, selon un exemple d'application de l'invention, les différentes phases de sertissage d'un tuyau flexible sur un élément de raccordement,par l'intermédiaire d'une douille selon l'invention, respectivement avant, pendant et après sertissage Le procédé d'obtention d'une douille métallique selon l'invention est remarquable par les étapes suivantes illustrées schématiquement à la figure 1. L'étape initiale 1A consiste à immobiliser préalablement l'extrémité d'un tube métallique profilé cylindrique 1 dans des mors de serrage 2 d'une partie fixe d'un tour par exemple, de manière telle à positionner ledit tube 1 sur un axe XX', autour duquel tourillonne un mandrin 3 du tour . Dans le manchon 3 est inserré un outil de forme 4 expansible dont le profil en dents de scie correspond à des stries d'ancrage 6 à réaliser dans l'alésage 7 du tube 1. Selon l'étape 1B l'outil de forme 4 est introduit dans l'alésage 7 à l'extrémité du tube 1, selon le sens F1 et expansé verssledit alésage à usiner, par des moyens connus non représentés , simultanément à sa rotation suivant un sens R1 du mandrin 3, celà jusqu'à obtention d'une profondeur de stries 6 souhaitée. L'étape 1C illustre le retrait dans le sens F2 de l'outil de forme 4,après réalisation des stries 6 et l'initiation d'un tronçonnage d'un manchon 8 grâce à un outil de découpe 9 agissant radialement sur ledit manchon 8 vers l'axe XX'. L'étape 1D montre l'escamotage de l'outil de découpe 9 après tronçonnage et donc obtention du manchon 8. A ce stade le manchon est prélevé, et l'extrémité du tube 1 est avancée d'une longueur égale à celle d'un nouveau manchon 8 à obtenir suivant les étapes précitées. Selon l'étape finale 1E , le manchon 8 est tranféré ensuite sur le bâti fixe 11, d'une presse rotative 12 pour l'obtention d'une collerette 13 formant talon, à réaliser à l'une des extrémités ouvertes dudit manchon 8 , en vue d'obtenir une douille 10. Dans le présent exemple de réalisation, la collerette 13 est tournée vers l'intérieur de manière sensiblement perpendiculaire à son axe . Bien entendu dans une autre application elle pourrait, selon le même procédé, être tournée vers l'extérieur. Selon le procédé objet de la présente invention, la collerette 13 de la douille 10 est obtenue par une déformation par fluage à froid du métal, sous l'effet d'une pression exercée selon l'axe du manchon 8 et appliquée quasi ponctuellement de manière rotative et continue, sur la périphérie d'une extrémité axiale dudit manchon 8. Le dispositif de mise en oeuvre d'un tel procédé est constitué par la presse rotative 12 (figure lE), dont l'axe YY' correspondant à celui du manchon 8 en place sur le bâti 11 de la presse 12. La pression axiale est transmise par ladite presse 12, dans le sens F3 par l'intermédiaire d'une tête de fluage 30 entraînée simultanément en rotation, par exemple par un moteur électrique (non représenté), dans le sens R2 autour de l'axe YI'. Le contact quasi ponctuel A sur l'extrémité périphérique du manchon 8 s'effectue grâce à une bouterolle 14 logée dans ladite tête de fluage 30 et dont l'axe ZZ' forme avec l'axe YY' de cette dernière, un angle i tel à lui faire engendrer, en rotation,un cône dont le sommet 0 est situé sensiblement au centre de gravité de la collerette 13.La bouteille 14 ainsi inclinée par rapport à l'axe d'entralnement YY' aura pour effet de lui communiquer un mouvement rotatif oscillant, mettant successivement en contact avec l'extrémité active 14A de la bouteille 14,tous les points constitutifs de la périphérie de l'extrémité du manchon 8. I1 est ainsi provoqué un écrasement ponctuel rotatif de ladite extrémité, dont il résulte la formation de la collerette 13. L'extrémité active 14A de la bouterolle 14 peut être formée de manière à obtenir des profils de collerette déterminés On comprend aisément qu'une telle déformation ponctuelle du métal requiert une pression axiale faible et donc évite tout risque de déformation de la douille 10 en cours de réalisation Un exemple de montage d'une douille 10 obtenue selon le procédé et le dispositif décrits ci-dessus est illustré aux figures 2, 3, et 4 . I1 concerne plus particulièrement le cas d'une douille à sertir pour la réalisation d'une liaison entre l'extrémité 15a d'un tuyau d'un circuit fluidique 15, sur un élément de raccordement 16. Dans ce cas de figure , la douille 10 est emmanchée préalablement sur l'extrémité 15a du tuyau 15, elle même emmanchée sur une partie 16a de l'élément de raccordement 16 formant un embout muni également de stries 17 s'ancrant dans la matière du tuyau flexible 15 pour former avec la douille 10, un ensemble sensiblement concentrique (figure 2), apte à être introduit par poussée selon F4 dans une filière 18 à entrée conique , de manière à solidariser les différents éléments entre eux par sertissage concentrique de la douillerautour du tuyau 15 et de l'embout 16a de l'élément de raccordement 16. Une telle opération de sertissage a également pour effet de rétreindre progressivement en cours de sertissage le diamètre interne de la collerettel3 de la douille 10 assurant un ancrage de cette dernière dans une gorge 19 de retenue annulaire de forme sensiblement correspondante à la collerette 13 et ménagée sur l'élément de raccordement 16 à une extrémité de l'embout 16a , opposée à sa partie libre d'introduction du tuyau 15. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1. Procédé d'obtention d'une douille métallique (10) du type constitué d'un manchon cylindrique (8) dont au moins une de ses extrémités ouverte comporte une collerette (13) formant un talon, caractérisé en ce que la collerette (13) de la douille (10) formant un talon est obtenue par une déformation par fluage à froid du métal sous l'effet d'une pression exercée selon l'axe (YY') du manchon (8) et appliquée quasi ponctuellement, de manière rotative et continue, sur la périphérie (8a) d'une extrémité axiale dudit manchon cylindrique (8). 2.Procédé d'obtention d'une douille selon la revendication 1, caractérisé en ce que des stries (6) sont obtenues par usinage de l'alésage interne du manchon cylindrique (8) par l'intermédiaire d'un outil de forme,rotatif. 3.Procédé d'obtention d'une douille selon la revendication 2, caractérisé en ce que les stries internes (6) du manchon (8) de la douille (10) sont obtenues préalablement à la formation de la collerette (13). 4.Procédé d'obtention d'une douille (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon strié (8) est obtenu par tronçonnage à partir d'un tube métallique profilé(l). 5.Procédé d'obtention d'une douille selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la colle rette (13) de la douille (10) est dirigée vers l'extérieur du manchon (8) de manière sensiblement perpendiculaire à son axe. 6.Procédé d'obtention d'une douille selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la collerette (13) de la douille (10) est dirigée vers l'intérieur du manchon (8) de manière sensiblement perpendiculaire à son axe. 7.Dispositif de mise en oeuvre d'un procédé d'obtention d'une douille métallique de liaison (10) selon revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte une tête de fluage (30) entraînée d'une part en rotation et d'autre part axialement par un élément de presse (12) exerçant une pression axiale ponctuelle (A) sur l'extrémité périphérique (8a) du manchon (8) par l'intermédiaire d'une bouterolle (14) logée dans ladite tête de fluage (30) et dont l'axe (ZZ') forme avec l'axe (yyL) de cette dernière, un angle G tel à lui faire engendrer, en rotation, un cône dont le sommet (o) est situé sensiblement au centre de gravité de la collerette (13). 8.Procédé de montage d'une douille métallique de liaison (10) de l'extrémité d'un tuyau (15) d'un circuit fluidique, sur un élément de raccordement (16) obtenue selon le procédé de la revendication 1, caractérisé en ce que la douille (10) est emmanchée sur l'extrémité du tuyau (15) elle-même emmanchée sur une partie (16a) de l'élément de raccordement (16) pour former un ensemble sensiblement concentrique apte à être introduit par poussée dans une filière (18) à entrée conique, de manière à solidariser les différents éléments(15,16) entre eux par sertissage concentrique de la douille (10),autour du tuyau (15) et de l'élément de raccordement (16), en s'ancrant progressivement en cours de sertissage, par sa collerette (13), dans une gorge de retenue annulaire (19) dudit élément de raccordement (16).