Brevet FR2781548A1 — publié le 20000128

La présente invention se rapporte à un raccord de tuyau, à un tuyau métallique comportant une bride destinée à être réunie à un élément de base, et à un procédé de fabrication de ceux-ci, en particulier, pouvant être appliqués à une tuyauterie de réfrigérant ou bien une tuyauterie d'eau chaude dans un conditionneur d'air pour véhicules. De façon classique, on connaît bien un raccord de tuyau décrit dans le document JP-A-8-247 357. Conformément au raccord de tuyau classique, un élément de bride 20 est muni d'un alésage d'installation 26, dont le diamètre intérieur se réduit progressivement depuis une première extrémité 20b en direction de l'autre extrémité 20a, comme indiqué sur la figure 7. Après avoir inséré un tuyau 10 dans l'alésage d'installation' 26, un mandrin 80 est placé à l'intérieur du tuyau 10 afin d'empêcher la déformation de l'intérieur du tuyau 10, comme indiqué sur la figure 8. Ensuite, le tuyau 10 est comprimé suivant une direction axiale depuis les deux côtés à l'aide d'un mécanisme de serrage donné (non représenté), de sorte que l'élément de bride 20 est pris en sandwich, comme indiqué par une flèche 81. Lorsque le tuyau 10 est comprimé comme mentionné ci-dessus, le diamètre du tuyau 10 est partiellement élargi afin de combler un espace B (se référer à la figure 7) entre la surface interne de l'alésage d'installation 26 et la surface externe du tuyau 10, et une partie renflée 16 du tuyau 10 est formée à un emplacement juste derrière une surface d'extrémité 20a de l'élément de bride 20. En tant qu'étape suivante, une force de compression axiale est appliquée au tuyau 10 depuis la direction indiquée par une flèche 82 sur la figure 9, à l'aide d'un autre mécanisme de serrage donné (non représenté). De ce fait, la partie renflée 16 est davantage écrasée suivant une direction axiale afin de définir une forme finale de celle-ci. En outre, lorsqu'une force de compression axiale est appliquée au tuyau 10 depuis la direction indiquée par une flèche 83 sur la figure 10 à l'aide d'un autre mécanisme de serrage donné (non représenté), l'extrémité du tuyau 10 est élargie de façon radiale. Il en résulte qu'une ouverture de tuyau élargie 17 est formée, et qu'également une gorge 18 destinée à loger un joint torique 13 est formée entre l'ouverture de tuyau élargie 17 et la partie renflée 16. 2 2781548 La figure 11 représente un mode de réalisation du raccord de tuyau fabriqué comme mentionné ci-dessus, dans lequel le joint torique 13 est logé dans la gorge 18, et une partie de périphérie (16, 17 et 18) du tuyau 10 est insérée dans une ouverture 32 d'un élément de raccord de base 30 (élément de raccord opposé) afin de raccorder le tuyau 10 à l'ouverture 32. Conformément au mode de réalisation classique mentionné ci- dessus, la force de réunion du tuyau 10 avec l'élément de bride est relativement faible, car le tuyau 10 n'est pas suffisamment comprimé vers la surface intérieure de l'alésage d'installation 26, car l'intérieur du tuyau 10 est simplement élargi par la force de compression suivant la direction axiale du tuyau 10. La présente invention a été réalisée au vu du problème mentionné cidessus, et un but de la présente invention est de réaliser un raccord de tuyau dans laquelle la force de raccordement d'un tuyau métallique à un élément de bride est plus importante, ainsi qu'un procédé de fabrication du raccord de tuyau. Afin d'atteindre le but ci-dessus, un raccord de tuyau 10 est muni d'une première partie élargie 11 insérée dans une ouverture 32 d'un élément de raccord de base 30. Le tuyau 10 est fermement fixé à l'élément de raccord de base 30 par l'intermédiaire d'un élément de bride 20. Le tuyau 10 est en outre muni d'une seconde partie élargie 14, d'une partie renflée 15 et d'une partie de prolongement 19. La seconde partie élargie 14 est formée en forçant un poinçon d'élargissement 70 à travers l'intérieur du tuyau 10 afin d'augmenter le diamètre intérieur du tuyau 10 après que le tuyau 10 soit inséré dans un alésage d'installation 22 de l'élément de bride 20. De ce fait, le diamètre intérieur de la seconde partie élargie devient plus important que celui de l'autre partie du tuyau 10, et la seconde partie élargie 14 est pressée de façon radiale et rigide contre la surface intérieure longitudinale pratiquement entière de l'alésage d'installation 22. La partie renflée 15 est formée en amenant une partie de la surface de circonférence extérieure du tuyau 10 à gonfler, de préférence, en même temps que la seconde partie élargie 14 est formée. La partie renflée 15 est pressée de façon rigide contre une surface d'extrémité 20b de l'élément de bride 20, et sert à 3 2781548 empêcher un déplacement suivant la direction axiale du tuyau 10. Une partie restante du tuyau 10 constitue la partie de prolongement 19. Un autre aspect de l'invention consiste à prévoir une surface irrégulière 24 telle qu'une surface moletée au niveau de l'intérieur de l'alésage d'installation 22, de façon que la surface de circonférence externe de la seconde partie élargie 14 puisse être en prise avec la surface irrégulière de l'alésage d'installation 22 lorsque le tuyau 10 est élargi de façon radiale par le poinçon 70. De ce fait, la force de réunion du tuyau 10 avec l'élément de bride 20 devient plus importante. Un aspect supplémentaire de la présente invention consiste à prévoir une surface de maintien cylindrique 25 au niveau de l'intérieur de l'alésage d'installation 22 de sorte que la surface de circonférence externe de la seconde partie élargie 14 puisse être pressée de façon uniforme contre la circonférence interne de la surface de maintien cylindrique 25. Ainsi, la surface de maintien cylindrique 25 sert à ne pas laisser d'interstice entre le tuyau 10 et l'élément de bride 20, au travers duquel un fluide tel que de l'eau pourrait passer. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention pourront être compris, de même que des procédés de mise en oeuvre et la fonction des pièces concernées, à partir d'une étude de la description détaillée suivante, des revendications annexées, et des dessins, dont tous font partie de cette demande. Dans les dessins: La figure 1 est une vue en coupe d'un raccord de tuyau conforme à un mode de réalisation de la présente invention, La figure 2 est une vue en coupe d'un élément de bride représenté sur la figure 1, La figure 3 est un premier dessin expliquant un procédé de fabrication du raccord de tuyau conforme au mode de réalisation de la présente invention, La figure 4 est un second dessin expliquant un procédé de fabrication du raccord de tuyau conforme au mode de réalisation de la présente invention, La figure 5 est un troisième dessin expliquant un procédé de fabrication du raccord de tuyau conforme au mode de réalisation de la présente invention, 4 2781548 La figure 6 est un quatrième dessin expliquant un procédé de fabrication du raccord de tuyau conforme au mode de réalisation de la présente invention, La figure 7 est un premier dessin expliquant un procédé classique de fabrication du raccord de tuyau en tant que technique antérieure, La figure 8 est un second dessin expliquant un procédé classique de fabrication du raccord de tuyau en tant que technique antérieure, La figure 9 est un troisième dessin expliquant un procédé classique de fabrication du raccord de tuyau en tant que technique antérieure, La figure 10 est un quatrième dessin expliquant un procédé classique de fabrication du raccord de tuyau en tant que technique antérieure, et La figure 11 est une vue en coupe du raccord de tuyau en tant que technique antérieure. La figure 1 représente un raccord de tuyau pouvant être appliqué à diverses tuyauteries telles qu'une tuyauterie de réfrigérant utilisée dans un cycle de réfrigération ou bien une tuyauterie d'eau chaude destinée à des conditionneurs d'air de véhicule, conforme à un mode de réalisation de la présente invention. Le raccord de tuyau appliqué à une tuyauterie de réfrigérant est décrit ci-après. Un tuyau 10 est fait d'un métal tel que de l'aluminium, et l'extrémité avant du tuyau 10 est fixée de façon indirecte à un élément de raccord de base 30 (élément de raccord opposé) par l'intermédiaire d'un élément de bride 20, au moyen d'un dispositif de fixation tel qu'un boulon 40. L'élément de raccord de base 30 est, par exemple, un carter d'un compresseur destiné au cycle de réfrigération, ou bien un élément adapté dans un réservoir d'un condenseur, et est fait d'un métal tel que de l'aluminium. L'élément de raccord de base 30 est muni d'un conduit de fluide (de réfrigérant) 31 et d'une ouverture circulaire 32 communiquant avec le conduit de fluide 31. L'ouverture 32 est placée à l'extrémité du conduit de fluide 31, et le diamètre intérieur de l'ouverture 32 est supérieur à celui du, conduit de fluide 31. L'élément de raccord de base 30 est muni d'un filetage femelle 33 destiné à la fixation du boulon 40. 2781548 Une première partie élargie 11 est formée au niveau de l'extrémité avant du tuyau 10, et un joint torique 13 (matériau d'étanchéité élastique) est logé dans une gorge 12 disposée au niveau de la première partie élargie 11. La première partie élargie 11 est insérée dans l'ouverture 32, tandis que le joint torique 13 est comprimé de façon élastique contre la surface interne de l'ouverture 32, de façon à assurer l'étanchéité entre la première partie élargie 11 du tuyau 10 et l'ouverture 32 de l'élément de raccord de base 30. L'élément de bride 20 est également fait d'un métal tel que de l'aluminium, et est muni d'un alésage de fixation 21 ainsi que d'un alésage d'installation 22. Le boulon 40 est inséré à travers l'alésage de fixation 21 afin de fixer l'élémenht de bride 20 à l'élément de raccord de base 30. Le tuyau 10 inséré dans l'alésage d'installation 22 est comprimé de façon radiale et rigide contre une surface interne de l'alésage d'installation 22. L'alésage d'installation 22 de l'élément de bride 20 est composé d'une surface élargie en forme de plaque 23, d'une surface moletée 24 et d'une surface de maintien cylindrique 25. La surface élargie en forme de plaque 23 est positionnée à l'extrémité de l'alésage d'installation 22 du côté d'une surface d'extrémité 20a (première surface d'extrémité) de l'élément de bride 20, et maintient une partie d'épaulement lla de la première partie élargie 11 s'étendant à partir de celle-ci jusque dans l'ouverture 32. La surface de maintien cylindrique 25 est positionnée du côté d'une autre surface d'extrémité 20b (seconde surface d'extrémité) et est comprimée de façon uniforme depuis la surface de circonférence externe de la seconde partie élargie 14. La surface moletée 24 est une surface irrégulière, sur laquelle une pluralité de parties convexes longitudinales 24a et de parties concaves 24b sont formées en alternance suivant la direction de la circonférence. Le diamètre intérieur de la surface de maintien cylindrique 25 est identique au diamètre intérieur des sommets respectifs des parties convexes 24a. La surface de circonférence externe de la seconde partie élargie 14 est en prise avec la surface moletée 24 afin d'assurer une force plus importante de réunion du tuyau 10 avec l'élément de bride 20. 6 2781548 En outre, une partie renflée 15 est formée sur la surface de circonférence externe du tuyau 10 de façon à être comprimée de façon rigide contre la seconde surface d'extrémité 20b de l'élément de bride 20. Une partie de prolongement 19 du tuyau 10 se prolonge depuis l'extrémité de l'alésage d'installation 22 du côté de la seconde surface d'extrémité 20b. La seconde partie élargie 14, la partie renflée 15 et la partie d'épaulement lla servent à réunir fermement le tuyau 10 à l'élément de bride 20. En particulier, la surface moletée irrégulière 24 empêche un déplacement suivant la direction de la circonférence (rotation) du tuyau 10, et la partie renflée 15 et la partie d'épaulement lla empêchent un déplacement suivant la direction axiale du tuyau dans l'alésage d'installation 22. Ensuite, un procédé de fabrication du raccord de tuyau sera décrit cidessous. L'élément de bride 20 est formé en premier avant que le tuyau 10 lui soit réuni comme indiqué sur la figure 2, par exemple, par coulage sous pression d'aluminium. Comme le procédé de formage du tuyau 10 ou de réunion du tuyau 10 avec l'élément de bride 20 constitue le point essentiel de la présente invention, les étapes de ces procédés seront décrites à la suite ci-après. Comme indiqué sur la figure 3, un tuyau 10 dont le diamètre est uniforme suivant la direction longitudinale, est inséré dans l'alésage d'installation 22 depuis la seconde surface d'extrémité 22b jusqu'à ce qu'une longueur longitudinale prédéterminée du tuyau 10 fasse saillie vers le haut à partir de la première surface d'extrémité 20a. Ensuite, le tuyau est serré à l'aide d'un équipement de serrage de tuyau 50, placé au- dessous de la seconde surface d'extrémité 20b. En tant que première étape d'élargissement du tuyau 10, un premier poinçon d'élargissement 60 est préparé. Le premier poinçon d'élargissement 60 est muni d'une partie de guidage de petit diamètre 61 dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tuyau 10, d'une partie de grand diamètre 63 dont le diamètre extérieur est supérieur d'une quantité donnée au diamètre intérieur du tuyau 10, et d'une partie conique 62 reliant la partie de guidage de petit diamètre 61. et la partie de grand diamètre 63. Le premier poinçon d'élargissement 60 est inséré à l'intérieur du tuyau 10 depuis l'extrémité avant de celui-ci afin d'élargir le diamètre de la 7 2781548 partie du tuyau 10 faisant saillie depuis la première surface d'extrémité 20a à l'aide de la partie conique 62 et de la partie de grand diamètre 63. Il en résulte que la partie élargie 11 est formée, comme indiqué sur la figure 4. Lors de la première étape d'élargissement du tuyau 10, la partie d'épaulement lla de la première partie élargie 11 est comprimée contre la surface élargie en forme de plaque 23 de l'élément de bride 20, tandis que l'élément de bride 20 est également serré par un mécanisme de serrage (non représenté). Le diamètre extérieur (C) de la première partie élargie 11 est un peu plus petit que celui (A) de l'ouverture 32 de l'élément de raccord de base 30. En tant que seconde étape d'élargissement du tuyau 10, un second poinçon d'élargissement 70 est préparé. Le second poinçon d'élargissement 70 est muni d'une partie de poinçon d'extrémité avant 71 dont le diamètre est un peu supérieur au diamètre intérieur du tuyau 10, mais est inférieur à celui de la partie de grand diamètre 63 du premier poinçon d'élargissement 60. Le second poinçon d'élargissement 70 est inséré par l'intérieur de la première partie élargie 11 jusque dans la partie intérieure plus éloignée du tuyau 10, afin d'élargir le diamètre de la partie pratiquement entière du tuyau 10 placée dans l'alésage d'installation 22. Ainsi, la seconde partie élargie 14 est formée, comme indiqué sur la figure 5. Lorsque le second poinçon d'élargissement 70 est inséré à l'intérieur du tuyau 10 de manière que la plage d'élargissement par la partie de poinçon d'extrémité avant 71 aille jusque derrière la seconde surface d'extrémité 20b, la partie renflée 15 est également formée, de façon à être comprimée de façon rigide contre la seconde surface d'extrémité 20b. Dans le procédé mentionné ci-dessus, l'élément de bride 20 et le tuyau 10 sont serrés afin de maintenir la distance entre la seconde surface d'extrémité 20b et l'équipement de serrage de tuyau 50 à une valeur prédéterminée (L). En outre, la surface de circonférence externe entière de la seconde partie élargie 14 vient en prise avec la surface moletée irrégulière 24 et, en partie, est comprimée de façon uniforme tout autour de la circonférence interne de la surface de maintien cylindrique 25. Enfin, un galet rotatif (non représenté), pouvant être entraîné en rotation autour de la circonférence externe de la 8 2781548 première partie élargie 11 est pressé contre un emplacement donné de la surface externe de la première partie élargie 11 afin de former la gorge 12 destinée à loger le joint torique 13. Conformément au mode de réalisation mentionné ci-dessus, la seconde partie élargie 14 est formée après avoir formé la première partie élargie 11. Cependant, il peut être envisageable de former simultanément les première et seconde parties 11 et 14 en un seul procédé d'élargissement de tuyau. D'autre part, bien que la partie renflée 15 soit formée en même temps que la seconde partie élargie 14 est formée, la partie renflée 15 peut être formée indépendamment, après ou avant la formation de la seconde partie élargie 14. 9 2781548 REVENDICATIONS 1. Tuyau comportant une bride destiné à être réuni à un élément de raccord de base (30) comportant, un tuyau métallique (10) comportant une première partie élargie (11), une seconde partie élargie (14), une partie renflée (15) et une partie en prolongement (19), et un élément de bride (20) présentant des première et seconde surfaces d'extrémité (20a et 20b) ainsi qu'un alésage d'installation (22) traversant depuis la première surface d'extrémité jusqu'à la seconde surface d'extrémité, dans lequel la première partie élargie fait saillie à partir d'une extrémité de l'alésage d'installation, la seconde partie élargie est positionnée à l'intérieur de l'alésage d'installation, et la partie de prolongement se prolonge depuis une autre extrémité de l'alésage d'installation, caractérisé en ce que: le diamètre intérieur de la seconde partie élargie est plus important que celui de la partie de prolongement, une surface de circonférence extérieure de la seconde partie élargie est comprimée de façon radiale et rigide contre une surface de circonférence interne longitudinale pratiquement entière de l'alésage d'installation de façon à empêcher un mouvement de rotation du tuyau, et la partie renflée et la première partie élargie sont comprimées de façon rigide contre l'élément de bride des deux côtés des première et seconde surfaces d'extrémité, respectivement, de sorte qu'un déplacement axial du tuyau peut être empêché. 2. Raccord de tuyau selon la revendication 1, comprenant un élément de raccord de base (30) présentant une ouverture (32) destinée à un conduit de fluide (31), caractérisé en outre en ce que: l'élément de bride est fixé à l'élément de raccord de base du côté de la première surface d'extrémité, et la partie élargie est insérée dans l'ouverture. 3. Tuyau et bride ou raccord de tuyau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la surface interne de l'alésage d'installation est munie d'une partie irrégulière (24) avec 2781548 laquelle la surface de circonférence externe de la seconde partie élargie vient en prise. 4. Tuyau et bride ou raccord de tuyau selon la revendication 3, dans lequel la surface interne présentant la partie irrégulière est une surface moletée (24). 5. Tuyau et bride ou raccord de tuyau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une partie de la surface de la circonférence interne de l'alésage d'installation est munie d'une surface de maintien cylindrique (25) contre laquelle la surface de circonférence externe de la seconde partie élargie est comprimée sans pratiquement d'espacement tout autour de la circonférence externe de la seconde partie élargie. 6. Procédé de fabrication d'un raccord de tuyau constitué par un élément de raccord de base (30) comportant une ouverture (32) destinée à un conduit de fluide (31), un élément de bride (20) présentant des première et seconde surfaces d'extrémité (20a et 20b) ainsi qu'un alésage d'installation (22), et fixé à l'élément de raccord de base, et un tuyau métallique (10) présentant une première partie élargie (11) comprimée contre l'élément de bride du côté de la première surface d'extrémité, s'étendant depuis une extrémité de l'alésage d'installation et insérée dans l'ouverture, une seconde partie élargie (14) insérée dans l'alésage d'installation, une partie renflée (15) comprimée contre l'élément de bride du côté de la seconde surface d'extrémité, et une partie de prolongement (19) s'étendant depuis l'autre extrémité de l'alésage d'installation, caractérisé en ce que: le tuyau est inséré dans l'alésage d'installation de manière que le tuyau puisse faire saillie suivant la direction opposée depuis les deux extrémités de l'alésage d'installation, respectivement, et le diamètre intérieur entier du tuyau positionné dans l'alésage d'installation est élargi en forçant un poinçon d'élargissement (70) à l'intérieur du tuyau depuis le côté de la première surface d'extrémité afin de former la seconde partie élargie. l 2781548 7. Procédé de fabrication d'un raccord de tuyau selon la revendication 6, caractérisé en outre en ce que: le diamètre intérieur d'une partie du tuyau faisant saillie depuis l'extrémité de l'alésage d'installation du côté de la première surface d'extrémité est élargi afin de former la première partie élargie avant de former la seconde partie élargie. 8. Procédé de fabrication d'un raccord de tuyau selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en outre en ce que: la partie renflée est formée en même temps que la seconde partie élargie est formée, en forçant le poinçon d'élargissement à travers l'intérieur du tuyau jusqu'à l'extrémité de l'alésage d'installation du côté de la seconde surface d'extrémité, tout en serrant le tuyau et l'élément de bride à des intervalles d'une distance prédéterminée. 9. Procédé de fabrication d'un raccord de tuyau selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en outre en ce que: une surface moletée (24) est formée au niveau de l'intérieur de l'alésage d'installation avant d'insérer le tuyau dans l'alésage d'installation.