Brevet FR2737548A1 — publié le 19970207

La présente invention concerne un embout à souder pour canalisation en matériau thermoplastique souple. Dans le domaine des canalisations d'essence notamment, on équipe une tubulure avec un embout de raccordement en enfonçant une partie tubulaire mâle de cet embout dans l'extrémité de la canalisation. La retenue de l'embout est assurée par des reliefs en "queue de sapin" réalisés sur la surface extérieure de cette partie tubulaire. L'étanchéité est améliorée lorsqu'un joint torique est logé entre les dents de cette partie tubulaire. Les inconvénients de cette liaison tiennent à une perte d'étanchéité due au vieillissement thermique et naturel de la canalisation, aggravé par la présence d'essence (la liaison se deserre et la tenue mécanique diminue) et au fait que les polyamides peu plastifiés durcissent dans le temps et perdent leur élasticité. I1 est connu également de rapporter un embout en matière plastique à l'extrémité d'une tubulure également en matière plastique en réalisant un frottement tournant entre l'embout et cette extrémité de manière à créer un échauffement entre les deux corps conduisant à une fusion partielle des surfaces en contact. Lors de la friction il est souvent nécessaire de maintenir l'extrémité de la tubulure qui est en général souple en y ayant placé à l'intérieur un mandrin rigide de soutien qui en outre maintient le produit à l'état fondu (plus ou moins liquide) à l'extérieur du volume interne du tube. I1 n'est cependant pas toujours possible de mettre en place ce type de mandrin.C'est notamment le cas lorsque l'embout, qui en général est destiné à raccorder la tubulure à une autre tubulure ou un appareil, est coudé. I1 est possible de se dispenser de l'usage d'un tel mandrin lorsque la tubulure est suffisamment rigide du fait du matériau qui la constitue ou de l'épaisseur de celui-ci mais pour des tubes par exemple en polyamide 11 ou 12 non plastifiés ou légèrement plastifiés et pour des épaisseurs au plus égales à un millimètre, ceci est impossible. C'est donc le besoin de rapporter par fusion un embout sur une canalisation souple et de faible rigidité qu'entend satisfaire l'invention. A cet effet, elle a donc pour objet un embout à souder pour canalisation en matériau thermoplastique mono ou multicouche, comportant un corps tubulaire dont une extrémité destinée à être fixée à l'extrémité de la canalisation comporte deux parois cylindriques concentriques séparées par un espace annulaire de réception de l'extrémité de la canalisation. La paroi cylindrique interne de l'embout constitue un guide pour l'extrémité de la tubulure en même temps qu'un soutien de celle-ci, lorsque sous l'effet du frottement, elle s'échauffe et perd de sa rigidité. I1 est possible de solidariser l'embout à la tubulure de deux manières différentes : soit au niveau de son extrémité et de sa surface extérieure voisine de cette extrémité, soit au niveau de son extrémité et de sa surface intérieure voisine de cette extrémité. Dans le premier cas l'embout est en matériau thermoplastique compatible avec celui formant la couche extérieure de la canalisation, le diamètre intérieur de la paroi cylindrique extérieure de l'extrémité de l'embout étant au plus égal au diamètre extérieur de la canalisation au voisinage de son extrémité à équiper de l'embout. On notera que, dans cette application, la paroi cylindrique intérieure peut être de longueur axiale inférieure à celle de la paroi extérieure voire être réduite à une sorte de nervure circulaire délimitant avec la paroi extérieure une sorte de gorge dans laquelle se loge l'extrémité de la tubulure qui subira la fusion. Dans le second cas l'embout est en matériau thermoplastique compatible avec celui formant la couche intérieure de la canalisation, le diamètre extérieur de la paroi cylindrique intérieure de l'extrémité de l'embout étant au moins égal au diamètre intérieur de la canalisation au voisinage de son extrémité à équiper de l'embout. D'autre caractéristiques et avantages ressortiront de la description donnée ci-après d'exemples de réalisation de l'invention. I1 sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 est un schéma d'un embout conforme à l'invention - la figure 2 illustre une liaison embout tubulure par l'extérieur de la tubulure - la figure 3 illustre une liaison embout tubulure par l'intérieur de celle-ci - la figure 4 est l'application de l'embout de l'invention à une extrémité tulipée d'une tubulure pour diminuer ou supprimer les pertes de charge au niveau de cette liaison. A la figure 1 on a représenté l'extrémité 1 d'une canalisation 2. Cette canalisation est en matériau thermoplastique monocouche (par exemple un polyamide de préférence PA 11 ou PA 12 ou un polyéthylène) ou multicouche comme cela est courant dans le domaine des canalisations d'essence et dont l'épaisseur de paroi est relativement petite par rapport à son diamètre extérieur (de l'ordre de 6 à 15 fois).Cette canalisation du fait de ses caractéristiques dimensionnelles associées aux caractéristiques mécaniques relativement médiocres du matériau n'a donc qu'une rigidité passable qu'il convient de renforcer lorsqu'on souhaite y associer un embout 3, également en matériau thermoplastique, par soudage, cest-à-dire en provoquant la fusion partielle de la paroi de l'embout 3 et de la paroi de l'extrémité 1 de la canalisation par l'échauffement engendré par le frottement de l'une sur l'autre. Pour ce faire, conformément à l'invention, l'embout 3 représenté possède un corps tubulaire 4 dont une extrémité 5, celle à fixer sur la canalisation 2, comporte deux parois 6, 7 cylindriques concentriques. Ces deux parois 6, 7 délimitent ainsi une espace annulaire 8 entre elles qui possède un fond 9.L'extrémité 1 de la canalisation 2 peut donc être logée dans cet espace 8 jusqu'à venir buter contre le fond 9. En exerçant une pression axiale de l'un des éléments sur l'autre et en créant une rotation relative entre eux, la face distale la de la canalisation 2 frotte contre le fond 9 et à cet endroit les matières de la canalisation et de l'embout commencent à fondre. Si ces matières sont compatibles ces matières en début de fusion se mélangent et leur refroidissement forme la soudure recherchée. On comprend que pour une extrémité de canalisation mécaniquement faible, les deux parois 6 et 7 forment un guide de soutien de cette extrémité l'empêchant de quitter sa forme cylindrique et un réservoir de contention de la matière pâteuse en début de fusion qui évite la formation de bavures ou de bourrelets à l'endroit de la jonction. La variante de réalisation de la figure 2 illustre le fait que l'une des parois concentriques, la paroi intérieure 7, peut être plus courte que la paroi extérieure 6. Ainsi l'espace annulaire 8 se réduit-il à une simple gorge 10 dont le fond 9 est ici représenté conique. Ce n' est pas sortir du cadre de l'invention que de prévoir la paroi externe 6 plus courte axialement que la paroi interne 7. I1 est cependant probable que la liaison perdrait en aspect esthétique. Dans le cas de cette figure 2, le diamètre intérieur d de la paroi extérieure 6 est légèrement plus petit que le diamètre extérieur de l'extrémité de la canalisation 2. I1 y a donc contact intime entre la paroi 6 et la canalisation si bien que lors de la rotation la fusion commence dans l'angle obtus entre le fond 9 et la paroi 6 et entre les surfaces en contact des paroi 6 et canalisation 2. Cette disposition est utile lorsque par exemple la canalisation est multicouche et que l'embout 3 est en une matière compatible uniquement avec la couche externe de la canalisation. La continuité de la liaison donc sa solidité et son étanchéité est ainsi assurée principalement sur l'extérieur de la canalisation. Si en revanche, comme c'est le cas de la figure 3, l'embout n'est compatible qu'avec la couche interne de la canalisation multicouche le diamètre extérieur d de la paroi 7 (plus longue axialement que dans la figure 2) sera légèrement supérieur au diamètre intérieur B de la canalisation. Le léger serrage initial favorisera donc la liaison par fusion à l'intérieur de la canalisation. Pour éviter des pertes de charges par restriction de diamètre entre la canalisation et l'embout (figures 1 à 3) on peut procéder à un tulipage de la canalisation comme illustré par la figure 4 de sorte que les diamètres intérieurs de l'embout et de la canalisation peuvent être égaux. L'embout à rapporter peut être bien entendu coudé et l'invention trouve dans ce cas tout son intérêt car il n' est pas possible dans un tel embout d'utiliser un mandrin amovible de soutien de la canalisation dans l'embout lors du soudage par rotation, ce qui serait possible pour un embout droit. REVENDICATIONS 1. Embout (3) à souder pour canalisation (2) en matériau thermoplastique mono ou multicouche, caractérisé en ce qu'il comporte un corps tubulaire (4) dont une extrémité (5) destinée à être fixée à l'extrémité de la canalisation comporte deux parois cylindriques (6, 7) concentriques séparées par un espace annulaire (8) de réception de l'extrémité de la canalisation. 2. Embout (3) selon la revendication 1, caracterisé en ce qu'il est en matériau thermoplastique compatible avec celui formant la couche extérieure de la canalisation (2), le diamètre intérieur (d) de la paroi (6) cylindrique extérieure de l'extrémité de l'embout (3) étant au plus égal au diamètre extérieur (D) de la canalisation (5) au voisinage de son extrémité (4) à équiper de l'embout (3). 3. Embout selon la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur de la paroi cylindrique intérieure (7) mesurée selon l'axe commun aux deux parois est inférieure à celle de la paroi (6) cylindrique extérieure. 4. Embout selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est en matériau thermoplastique compatible avec celui formant la couche intérieure de la canalisation, le diamètre extérieur (b) de la paroi cylindrique intérieure de l'extrémité de l'embout étant au moins égal au diamètre intérieur (B) de la canalisation (2) au voisinage de son extrémité (1) à équiper de l'embout.