Brevet FR2764960A1 — publié le 19981224

DISPOSITIF DE RACCORDEMENT ETANCHE ENTRE UN EMBOUT DE TUBE METALLIQUE ET L'EXTREMITE D'UN TUYAU SOUPLE, ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL DISPOSITIF. La présente invention concerne un dispositif de raccordement étanche entre une partie terminale d'un embout de tube métallique et l'extrémité d'un tuyau souple, par sertissage de la partie terminale sur l'extrémité de tuyau, la partie terminale étant en forme de douille de plus grand diamètre que le reste du tube auquel elle est raccordée par un épaulement conique, le dispositif étant du type comportant un insert rigide évidé de bout en bout par un alésage, ledit insert comprenant d'un côté une partie tubulaire insérée en force dans l'extrémité du tuyau en vis à vis de la portion sertie de la partie terminale, et de l'autre côté un embout d'extrémité tubulaire inséré avec frottement dans embout de tube au-delà de l'épaulement conique, l'insert comprenant des moyens de butée axiale contre 1 'épaulement. Elle concerne également un procédé de fabrication d'un tel dispositif de raccordement étanche. Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine des raccordements de circuits refroidisseurs, de circuits de climatisation et/ou de systèmes de direction assistée de véhicule automobile. On connaît déjà des dispositifs de raccordement étanche entre un embout de tube rigide et un tuyau souple en élastomère mettant en oeuvre un insert. On connaît par exemple (US-A-3 479 713 US-A-5 370 425) des dispositifs comportant des embouts avec inserts soudés qui sont compliqués à mettre en oeuvre notamment du fait du soudage. Les dispositifs connus présentent donc des inconvénients. De plus, ils ne garantissent pas toujours une bonne étanchéité notamment lorsqu'ils sont utilisés avec certains fluides frigorigènes, comme par exemple avec du liquide connu sous la référence 134a + huile PAG. Par ailleurs, les constructeurs automobiles ne cessent de relever leurs exigences concernant la résistance à l'usure et aux conditions d'environnement difficiles des dispositifs de raccordement utilisés sur leurs véhicules. Ainsi les systèmes connus à ce jour ne permettent notamment pas de conserver une étanchéité suffisante lors d'essais d'endurance qui peuvent comporter plus de 150.000 cycles de fonctionnement à des températures pouvant varier entre -350C et +1500C. On connaît également (FR2-737-276) un dispositif qui permet d'éliminer une partie de ces inconvénients. Néanmoins, ce dispositif ne s'affranchit pas de la nécessité de fabriquer un insert relativement coûteux du fait de la quantité de matière nécessitée pour sa réalisation. La présente invention vise à fournir un dispositif de raccordement, et un procédé de fabrication d'un dispositif de raccordement, répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle permet une fabrication simple, rapide et répétitive, avec une grande souplesse d'adaptation, en ce qu'elle garantit un écrasement optimum du tuyau en matière souple sans l'endommager, et ce en permettant d'obtenir une excellente étanchéité du dispositif de raccordement, le tout avec une bonne tenue aux vibrations dans le temps, pour un coût moindre. Dans ce but la présente invention propose notamment un dispositif de raccordement étanche entre une partie terminale d'un embout de tube métallique et l'extrémité d'un tuyau souple, par sertissage de la partie terminale sur l'extrémité de tuyau, le dispositif étant du type ci-dessus défini, caractérisé en ce que les moyens de butée axiale contre l'épaulement conique comprennent une rondelle en forme de disque cylindrique uniquement en contact avec l'épaulement conique par l'intermédiaire de la tranche périphérique de ladite rondelle et dont la face opposée audit épaulement est en butée contre l'extrémité du tuyau souple. Par tranche, il faut entendre l'arête périphérique située du côté du tube. La tranche peut également, dans certains modes de réalisation, comprendre les zones immédiatement situées d'un côté et/ou de part et d'autre de cette arête périphérique, voire englobant l'arête périphérique de la face de la rondelle située du côté du tuyau, la tranche comportant ainsi et par exemple une partie horizontale, et/ou un bord vertical de la tranche directement adjacent à l'arête, par exemple sur 1 à 3 mm. Avantageusement l'embout d'extrémité tubulaire de l'insert est inséré en force dans le tube sur une longueur déterminée. La longueur déterminée est supérieure à de l'ordre de 1 cm, par exemple 2 cm, ou comprise entre le 1/4 et le 1/10 de la longueur de la partie tubulaire insérée dans le tuyau, de préférence entre le 1/5 et le 1/8, par exemple de l'ordre du 1/6. Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la rondelle est rapportée et bloquée axialement sur l'insert. Avantageusement la rondelle est en butée sur un épaulement de l'insert du côté du tube. Elle peut également être fixée à l'insert, par exemple par collage - la rondelle est en matière différente de celle de 1 'insert. Par exemple si l'insert est en acier, la rondelle peut être en aluminium - la rondelle est dans la même matière que l'embout de tube métallique, par exemple et avantageusement en alliage d'aluminium; - la rondelle est de faible épaisseur. Par faible épaisseur, il faut entendre une épaisseur comprise entre 1 mm et 5 mm, par exemple 3 mm - l'embout d'extrémité tubulaire inséré en force dans l'embout de tube rigide comprend des moyens d'étanchéité par joint - la partie tubulaire de l'insert insérée en force dans le tuyau souple comporte des moyens d'étanchéité par joint - l'embout de tube métallique, du côté du tube et audelà de l'épaulement conique, comporte une première partie de diamètre b dans laquelle est inséré l'embout d'extrémité tubulaire de l'insert, et une deuxième partie de diamètre d' L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un dispositif de raccordement étanche entre une partie terminale d'un embout de tube métallique et l'extrémité d'un tuyau souple, par sertissage de ladite partie terminale sur ladite extrémité de tuyau, dans lequel - on déforme ladite partie terminale pour lui donner une forme de douille en constituant un épaulement conique de jonction de la douille avec le reste du tube, - on introduit avec frottement dans ladite partie terminale au-delà de l'épaulement, un embout d'extrémité tubulaire munie d'un joint appartenant à un insert évidé de bout en bout par un alésage cylindrique, ledit insert étant muni de moyens de butée avec l'épaulement, - on introduit en force l'autre extrémité tubulaire de l'insert dans l'extrémité de tuyau, - et on sertit la partie formant douille sur le tuyau, caractérisé en ce que on forme au préalable les moyens de butée avec l'épaulement en introduisant sur l'insert une rondelle rapportée jusqu'à l'amener en position de blocage axial sur ledit insert. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple non limitatif. Elle se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale montrant un mode de réalisation de l'embout de tube métallique du dispositif selon l'invention, avant sertissage. - La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du mode de réalisation du dispositif selon l'invention, avec l'embout de la figure 1, après sertissage. Les figures 1 et/ou 2 montrent un dispositif 1 de raccordement étanche entre un embout 2 de tube rigide 3 par exemple en aluminium et l'extrémité 4 d'un tuyau 5 souple, en matériau composite. Le tuyau 5 est constitué d'une enveloppe externe cylindrique en élastomère 6, par exemple en caoutchouc, et d'une âme cylindrique 7, en matériau rigide comme par exemple une matière plastique connue sous la dénomination NYLON. Dans d'autres modes de réalisation particuliers, le tuyau n'a pas d'âme rigide et/ou comporte une tresse cylindrique intermédiaire. L'embout 2 est élargi à sa partie terminale 8 pour former avec sa face interne un épaulement 9 de forme tronconique, entre le diamètre intérieur nominal du tube et jusqu'à un diamètre compris entre 1,1 et 2,5 fois le diamètre intérieur, par exemple compris entre 1,5 fois et 2 fois le diamètre intérieur nominal du tube. L'élargissement est par exemple obtenu par passage de plusieurs poinçons, par exemple trois passes ou étapes successives. Le demi angle de conicité de la partie tronconique est par exemple compris entre de l'ordre de 200 et de l'ordre de 40 , par exemple de l'ordre de 300, comme représenté sur la figure 1. Dans le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici, cet élargissement est effectué sur une longueur de l'embout compris entre 20 mm et 60 mm, par exemple sur 40 mm, pour constituer une partie 10 en forme de douille, formée d'une pièce avec le reste du tube. Le dispositif 1 comporte également un insert rigide 11 en acier ou en polymère renforcé, évidé de bout en bout par un alésage cylindrique 12. L'insert comprend d'un côté un embout d'extrémité tubulaire 13 comprenant une première partie cylindrique 14 de diamètre ça et une deuxième partie cylindrique 15 de plus petit diamètre insérée à frottement et/ou en force dans la partie 16 initialement non déformée du tube 3 de diamètre intérieur déterminé ou par exemple de section un peu élargie par rapport à l'alésage interne nominal du reste du tube 3. La première partie 14 est de diamètre un peu supérieur, par exemple de 1 mm, à celui du diamètre interne de ladite partie 16. Elle est de quelques millimètres de longueur, par exemple de l'ordre de 5 mm de longueur. La deuxième partie 15, par exemple raccordée à la partie 14 par un chanfrein, est par exemple de 1 cm de longueur et comprend une gorge périphérique annulaire 17 munie d'un joint torique 18. En cas d'insertion en force, celle-ci se fait par exemple avec un serrage compris entre 0,1 mm et 0,2 mm au diamètre. Un tel montage permet d'obtenir une étanchéité renforcée, malgré le grippage attendu et les risques de coincement du joint. Selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici, le dispositif comporte une rondelle rapportée 20 en forme de disque plat, annulaire, de forme cylindrique, par exemple en aluminium, en contact avec l'épaulement conique 9 par l'intermédiaire de la tranche périphérique 21 de sa face 22, située du côté de l'embout d'extrémité tubulaire 13. Le diamètre de la première partie de l'embout d'extrémité tubulaire 14 est par ailleurs légèrement supérieur, par exemple d'1 mm ou de 2 mm, au diamètre externe de la partie tubulaire 23 situé de l'autre côté de la rondelle et sur laquelle la rondelle annulaire est par exemple introduite en force lors du montage. La rondelle est percée d'un alésage cylindrique interne sensiblement de même diamètre que la partie 23 située directement à proximité de la première partie 14. La rondelle vient donc en butée sur l'épaulement ainsi constitué entre les parties 14 et 23. La partie tubulaire 23 est par ailleurs insérée en force dans l'extrémité 4 du tuyau 5 jusqu'à venir en butée sur la face 24 de la rondelle 20 perpendiculaire à l'axe 25 du dispositif. La rondelle 20, qui peut avantageusement être collée sur l'insert, est donc prise en sandwich entre l'extrémité 4 du tuyau et la zone supérieure de l'épaulement conique en contact avec la tranche 21 de la rondelle. La partie 23 comprend plusieurs gorges par exemple cinq gorges en queue de sapin (non représentées) pour faciliter l'adhérence du tuyau, une gorge annulaire 26 équipée d'un joint torique 27 et/ou des joints spéciaux HNBR, butyle ou équivalent, directement obtenus par surmoulage avec adhérence sur le support acier constitué par la paroi externe de l'insert et/ou plusieurs gorges rondes 28. L'insert est par exemple usiné soit par tournage, soit par roulage à partir de tubes avant d'être équipé de systèmes d'étanchéité par joints toriques ou joints spéciaux comme cela vient d'être décrit. La possibilité de prévoir une rondelle en alliage différent de l'insert, par exemple une rondelle en aluminium pour un insert en acier, et/ou le fait que ladite rondelle constitue une butée qui n'a plus à être réalisée dans la masse de l'insert, économise ainsi de façon importante les quantités de matières utilisées. De façon surprenante, un tel dispositif ne perd cependant pas en rigidité, ni en étanchéité. La configuration retenue permet par ailleurs une grande souplesse d'adaptation du dispositif. En effet, la forme de l'insert en acier peut être travaillée différemment en fonction du tuyau à raccorder, par exemple avec des gorges queue de sapin, des gorges rondes, des gorges en créneaux, etc. Elle permet une utilisation sans joint torique ou avec un seul joint ou encore plusieurs joints, sans changer le procédé général de fabrication. La matière en élastomère des joints peut être adaptée en fonction des produits à véhiculer. Le dispositif selon l'invention peut être décliné, ici encore de façon simple et adaptable, dans toutes les dimensions standards connues (en millimètres) 5/16, 13/32, 1/2, 5/8, 3/4, à partir des tubes standards du marché de diamètres 9,52 ; 12,7 15,88 ; 19,05 ou pour les tubes à diamètre millimétrique : 10, 13, 16, 20 mm. Enfin, un sertissage, par exemple avec trois ou quatre dents, de la partie 10 en forme de douille sur l'extrémité 4 du tuyau souple 5 est réalisé. La tenue mécanique du tuyau et de l'insert à l'arrachement longitudinal, lors d'un effort de traction mécanique dû ou non à la pression, est par ailleurs assurée par ce sertissage, grâce notamment à la dent 29, qui retient 1'insert. La rondelle 20 est en effet bloquée de l'autre côté par l'épaulement 9, dans lequel ladite rondelle mord, par exemple uniquement par son arête périphérique 21'. Les gorges 23 augmentent quant à elles l'adhérence du tuyau par rapport au sertissage extérieur. On va maintenant décrire le procédé de fabrication du dispositif 1 en référence à la figure 2. On élargit tout d'abord la partie terminale 10 de l'embout de tube par exemple par poinçonnage ou écrouissage, on met en place la rondelle 20 en butée axiale que l'on fixe par exemple sur l'insert 11 par collage, puis on introduit l'insert en force dans le tube jusqu'à ce que la rondelle vienne en butée par sa tranche 21 sur l'épaulement 9 de la douille, l'insert 11 ayant été préalablement préparé avec ses joints d'étanchéité 18 et 27. Un vide de quelques même3, de forme annulaire avec une section triangulaire, existe donc entre le bas de la rondelle et la partie inférieure de l'épaulement conique. On introduit ensuite en force le tuyau sur le tube jusqu'à venir en butée contre la face 24 de la rondelle 20 et on sertit. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où l'insert est en matière plastique moulée rigide et/ou renforcée, celles où le tube est en acier ou en un autre métal que l'aluminium ou un alliage d'aluminium, celles où le tuyau souple est par exemple renforcé par des armatures et/ou comprend une enveloppe externe de protection, celles où il est prévu de plus une fixation par collage de l'insert sur le tube, et celles où la partie tubulaire de l'insert introduite dans le tuyau s'étend sensiblement au delà de la partie sertie. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de raccordement étanche entre une partie terminale d'un embout (2) de tube métallique (3) et l'extrémité (4) d'un tuyau souple (5), par sertissage de la partie terminale sur l'extrémité de tuyau, la partie terminale étant en forme de douille de plus grand diamètre que le reste du tube auquel elle est raccordée par un épaulement conique (9), le dispositif comportant un insert (11) rigide évidé de bout en bout par un alésage (12) et comprenant d'un côté une partie tubulaire insérée en force dans l'extrémité du tuyau en vis à vis de la portion sertie de la partie terminale, et de l'autre côté un embout d'extrémité tubulaire (13) inséré avec frottement dans l'embout de tube (3) au-delà de l'épaulement conique (9), ledit insert (11) comprenant des moyens de butée axiale contre ledit épaulement, caractérisé en ce que les moyens de butée axiale contre l'épaulement conique comprennent une rondelle (20) en forme de disque cylindrique uniquement en contact avec l'épaulement conique par l'intermédiaire de la tranche périphérique (21) de ladite rondelle et dont la face opposée audit épaulement est en butée contre l'extrémité (4) du tuyau souple (5) 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rondelle (20) est rapportée et bloquée axialement sur l'insert (11). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rondelle (20) est en matière différente de celle de 1'insert. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rondelle (20) est dans la même matière que l'embout de tube métallique (3). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rondelle (20) est de faible épaisseur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embout d'extrémité tubulaire (13) inséré en force dans l'embout de tube rigide comprend des moyens (19) d'étanchéité par joint. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie tubulaire de l'insert insérée en force dans le tuyau (5) comporte des moyens (27) d'étanchéité par joint. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embout de tube (3) au-delà de l'épaulement conique comporte une première partie (16) de diamètre ~ dans laquelle est inséré l'embout d'extrémité tubulaire (13) de l'insert, et une deuxième partie de diamètre d' 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'insert (11) comprend du côté du tube une première partie (14) cylindrique adjacente à la rondelle (20), située entre ladite rondelle et la base de l'épaulement conique (9), d'un premier diamètre externe un peu supérieur au diamètre interne du tube (3), et une deuxième partie (15) cylindrique d'un diamètre inférieur, de diamètre externe plus petit, introduite à frottement dans ledit tube. 10. Procédé de fabrication d'un dispositif de raccordement étanche entre une partie terminale d'un embout (2) de tube métallique et l'extrémité d'un tuyau souple (5), par sertissage de ladite partie terminale sur ladite extrémité de tuyau, dans lequel - on déforme ladite partie terminale pour lui donner une forme de douille en constituant un épaulement conique (9) de jonction de la douille avec le reste du tube, - on introduit avec frottement dans ladite partie terminale au-delà de l'épaulement (9) une extrémité, munie d'un joint, d'un insert (11) évidé de bout en bout par un alésage cylindrique (12), ledit insert étant muni de moyens de butée avec l'épaulement, - on introduit en force l'autre extrémité tubulaire de l'insert dans l'extrémité de tuyau (5), - et on sertit la partie formant douille sur le tuyau, caractérisé en ce que on forme au préalable les moyens de butée avec l'épaulement en introduisant sur l'insert une rondelle rapportée jusqu'à l'amener en position de blocage axial sur ledit insert.