Brevet FR2858386A1 — publié le 20050204

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine du montage de pièces, temporairement ou définitivement, sur des éléments du type conduit, tube ou tuyau, et a pour objet un dispositif et un système de maintien ou de rétention d'une pièce montée sur la face extérieure d'un segment de tube ou analogue. Dans certaines applications, il y a lieu de monter des pièces annulaires ou tubulaires sur des tubes ou tuyaux et d'assurer leur maintien sur ces derniers. Le risque de perte de la pièce ainsi montée est grand, 10 notamment lorsque ce montage s'effectue à proximité d'une extrémité libre dudit tube ou tuyau. Tel est notamment le cas pour le montage de joints extérieurs sur des extrémités de tubes ou de tuyaux, en particulier par exemple d'un joint torique sur une tubulure d'un collecteur d'admission. Le risque de perte 15 de ces joints est également augmenté lorsque, pour faciliter leur montage, ils sont lubrifiés ou réalisés en une matière auto-lubrifiante. En vue de tenter de remédier au problème précité, il a été proposé de surmouler, ou de former lors du moulage du tube ou tuyau, un rebord de rétention sur la face extérieure au niveau de l'extrémité dudit tube 20 ou tuyau. Toutefois, il en résulte des complications lors des opérations de fabrication par moulage, en particulier du démoulage, entraînant une usure prématurée de l'outil ou du moule. De plus, lors du démoulage en force, le rebord souhaité est souvent écrasé et aplati, d'où il résulte une faculté de rétention limitée. Il a également été proposé de rapporter sur cette face extérieure une pièce de maintien additionnelle. Mais une telle solution ne fait que reporter le problème à la fixation ou à la rétention de cette pièce additionnelle elle-même. En outre, une telle pièce rapportée extérieure peut interférer lors de l'assemblage de l'extrémité du tube ou tuyau avec 30 l'élément à relier, avec lequel l'étanchéité doit être réalisée. La présente invention a notamment pour but de pallier au moins certains des inconvénients précités. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de maintien ou de rétention d'une pièce de forme sensiblement annulaire ou tubulaire montée sur la face extérieure d'un segment de tube, de tuyau ou analogue, au niveau d'une extrémité libre dudit segment, caractérisé en ce qu'il consiste en une pièce d'un seul tenant à structure annulaire pourvue d'une fente traversante et qui présente une section courante sensiblement en 5 forme de L définissant, par rapport à son axe central de symétrie, une partie tubulaire à extension axiale et une partie en collerette sensiblement à extension radiale, en ce que la partie tubulaire présente une forme extérieure correspondant sensiblement à la forme intérieure de la portion d'extrémité dudit segment et est retenue, après introduction, dans cette 10 dernière par contact périphérique sous contrainte élastique et en ce que la partie en collerette est proéminente radialement par rapport à la face extérieure de la paroi du segment en définissant un rebord au niveau de son extrémité libre, après montage de la pièce de maintien dans ladite portion d'extrémité. L'invention concerne également un système de maintien ou de rétention d'une pièce de forme sensiblement annulaire ou tubulaire sur la face extérieure d'un segment de tube, de tuyau ou analogue, au niveau d'une extrémité libre dudit segment, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué par un dispositif de maintien tel que décrit ci-dessus monté par 20 emboîtement de sa partie tubulaire dans la portion d'extrémité dudit segment et retenu dans cette portion par sollicitation élastique de la face externe de la paroi de ladite partie tubulaire contre la face interne de la paroi de ladite portion d'extrémité. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci25 après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: les figures 1A et lB montrent des vues de dessus et de dessous d'une pièce de rétention selon l'invention respectivement à l'état comprimé 30 et à l'état relâché; - la figure 2 est une vue en élévation frontale de la pièce de la figure 1; la figure 3 est une vue à une échelle différente du détail A de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe selon B-B, à une échelle différente de la pièce de la figure lB; la figure 5 est une vue en coupe partielle d'une pièce selon les figures 1 et 2 montée dans une portion d'extrémité d'un segment de tube, tuyaux ou analogue; la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 5 dans 5 laquelle le segment est assemblé à un autre conduit ou analogue, par exemple par vissage, soudage ou analogue; la figure 7 est une vue en perspective, à une échelle différente, d'une pièce de rétention en forme de coupelle annulaire selon l'invention; la figure 8 est une vue en coupe transversale et à une échelle 10 différente d'un système de maintien ou de rétention selon l'invention, et, les figures 9 et 10 sont des vues en perspective selon deux directions différentes d'un collecteur d'admission comportant une pluralité de systèmes de fixation selon la figure 8. Les figures des dessins annexés montrent un dispositif ou 15 élément 1 de maintien ou de rétention d'une pièce de forme sensiblement annulaire ou tubulaire 2 montée sur la face extérieure d'un segment de tube, de tuyau ou analogue 3, au niveau d'une extrémité libre 3' dudit segment 3. Conformément à l'invention, ce dispositif 1 consiste en une pièce 1 d'un seul tenant à structure annulaire pourvue d'une fente 20 traversante 5 et qui présente une section courante sensiblement en forme de L définissant, par rapport à son axe central de symétrie X, une partie tubulaire 6 à extension axiale et une partie 7 en collerette sensiblement à extension radiale, en ce que la partie tubulaire 6 présente une forme extérieure correspondant sensiblement à la forme intérieure de la portion 25 d'extrémité 4 dudit segment 3 et est retenue, après introduction, dans cette dernière par contact périphérique sous contrainte élastique et en ce que la partie en collerette 7 est proéminente radialement par rapport à la face extérieure de la paroi du segment 3 en définissant un rebord 8 au niveau de son extrémité libre 3', après montage de la pièce de maintien 1 dans ladite 30 portion d'extrémité 4. Le dispositif proposé par l'invention est donc basé sur le principe de la goupille fendue sollicitée en compression et forme une coupelle de rétention pourvue d'une fente 5 sur toute sa hauteur (dans un plan contenant l'axe de symétrie X). Comme cela ressort notamment des figures 1A et lB, et indirectement des figures 2, 5, 6 et 7, la pièce de maintien 1 peut se trouver soit dans un état relâché dans lequel elle n'est soumise à aucune contrainte - 4 radiale, soit dans un état élastiquement comprimé sous contrainte radiale d'intensité donnée dans lequel la fente 5 est réduite, voire sensiblement fermée. Dans son état relâché les dimensions extérieures de la partie tubulaire 6 sont au moins légèrement supérieures aux dimensions 5 intérieures de la portion d'extrémité 4 du segment 3 destinée à recevoir la pièce de maintien 1 par emmanchement intérieur de ladite partie tubulaire 6 et, au moins dans son état comprimé maximum avec disparition de la fente 5, les dimensions extérieures de la partie tubulaire 6 sont au moins légèrement inférieures aux dimensions intérieures de ladite portion 10 d'extrémité 4 dudit segment 3. La fente 5 pourra consister en une découpe tronconique, présentera une largeur suffisante pour répondre aux dispositions précitées et pourra éventuellement comporter une butée 12 limitant son rétrécissement maximum. La constitution et le principe de montage de la pièce de maintien 15 1 autorisent un montage par simple translation (sans rotation) et permettent d'absorber les dispersions et de compenser d'éventuelles variations du diamètre de la portion d'extrémité 4 du segment 3. Selon une forme de réalisation préférée de la pièce 1, l'angle entre les deux branches de la section en forme de L est inférieur à 90 , 20 avantageusement compris entre 65 et 85 , préférentiellement d'environ 75. De plus, la partie en collerette 7 présente avantageusement en section une épaisseur au moins légèrement croissante depuis son extrémité libre 7' jusqu'à son extrémité opposée reliée à la partie tubulaire 6, ladite 25 partie en collerette 7 épousant au plus prêt la forme extérieure du bord de l'extrémité 3' du segment 3, sans toutefois être en contact avec cette extrémité 3' après montage et positionnement définitif de ladite pièce de maintien 1 dans ledit segment 3. Différents matériaux peuvent convenir pour la fabrication de la 30 pièce de maintien 1. Néanmoins, pour des raisons économiques, environnementales, de poids et d'application dans un contexte de matériaux synthétiques, ladite pièce 1 est préférentiellement réalisée en un matériau thermoplastique élastiquement déformable, recyclable et pouvant être assemblée par soudure par vibration, collage ou enclenchement élastique 35 avec blocage. La présente invention a également pour objet, comme représenté sur les figures 5, 6 et 8, un système de maintien ou de rétention d'une pièce de forme sensiblement annulaire ou tubulaire 2 sur la face extérieure d'un segment de tube, de tuyau ou analogue 3, au niveau d'une extrémité libre 3' dudit segment 3. Ce système est principalement constitué par un dispositif de 5 maintien 1 tel que décrit ci-dessus, monté par emboîtement de sa partie tubulaire 6 dans la portion d'extrémité 4 dudit segment 3 et retenu dans cette portion 4 par sollicitation élastique de la face externe de la paroi de ladite partie tubulaire 6 contre la face interne de la paroi de ladite portion d'extrémité 4. En vue d'une solidarisation résistante, la face externe de la paroi de ladite partie tubulaire 6 est en contact surfacique intime avec la face interne de la paroi de la portion d'extrémité 4 du segment de tube, tuyau ou analogue 3, préférentiellement sur toute la surface, l'extrémité 3' dudit segment 3 comportant un chanfrein ou biseau intérieur 9 évitant le 15 contact de ladite portion d'extrémité 4 avec la pièce de maintien 1 au niveau de la région de l'arête intérieure 1' formée par la jonction des deux parties 6 et 7 formant ladite pièce de maintien 1. Pour éviter toute perte de charge au niveau de la sortie du segment 3, la portion d'extrémité 4 du segment de tube, tuyau ou analogue 3 20 pourra comporter une zone en décrochement 10 sur sa face interne, débouchant sur l'extrémité 3' dudit segment 3 et fournissant un renfoncement pour un logement sensiblement ajusté et affleurant au niveau de ladite face interne, d'une portion au moins de la partie tubulaire 6, proche de l'extrémité libre 6' de cette dernière, ladite extrémité libre 6' présentant 25 un biseau ou chanfrein 11 évitant un contact entre ladite partie tubulaire 6 et la portion d'extrémité 4 du segment 3, au niveau de l'arête interne 10' du décrochement. La face externe de la portion tubulaire 6 pourra éventuellement comporter des striures ou cannelures circonférentielles pour un meilleur 30 accrochage, éventuellement en coopération avec des striures ou cannelures complémentaires sur la face interne de la portion d'extrémité 4. La présente invention concerne aussi, en relation avec une application préférée de l'invention et comme le montrent les figures 9 et 10, un collecteur d'admission 13 comportant une pluralité de tubulures de sortie 35 3, chaque tubulure comportant au niveau de son extrémité un joint torique 2 monté sur la face extérieure de la paroi constitutive de sa portion d'extrémité 4. Ce collecteur ou répartiteur 13 est caractérisé en ce que chaque tubulure 3 est pourvue au niveau de son extrémité 3' d'un dispositif de maintien ou de retenue tel que mentionné précédemment de manière à former avec cette tubulure un système de maintien ou de retenue du type précité. Enfin, la présente invention a également pour objet un procédé de montage de joints toriques 2 sur les portions d'extrémité 4 de tubulures 3 d'un collecteur d'admission, caractérisé en ce qu'il consiste, après fabrication dudit collecteur 13, à prélever et à mettre en place, 10 simultanément ou successivement, les joints 2 sur les faces extérieures des parois constitutives desdites tubulures 3, au niveau de leurs portions d'extrémité 4, puis à prélever, à mettre sous contrainte radiale par compression élastique, à introduire dans les portions d'extrémités 4 des tubulures 3 à travers leurs ouvertures respectives et à libérer après 15 positionnement ajusté, simultanément ou successivement, des dispositifs de maintien ou de rétention tels que décrits ci-dessus et, enfin, à transporter ledit collecteur, éventuellement après conditionnement, vers un site d'assemblage avec un moteur à combustion interne correspondant. L'homme du métier comprendra que dans le procédé précité, on 20 pourra soit monter successivement chaque joint 2, puis chaque pièce de maintien 1, soit monter tous les joints 2, puis toutes les pièces de maintien 1. En outre, ce procédé pourra être réalisé manuellement ou automatiquement au niveau d'un poste adapté. Par ailleurs, le joint 2 et la pièce 1 pourront être montés au cours d'une même phase opératoire, éventuellement par le même organe ou dispositif de montage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications 30 restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de maintien ou de rétention d'une pièce de forme sensiblement annulaire ou tubulaire montée sur la face extérieure d'un segment de tube, de tuyau ou analogue, au niveau d'une extrémité libre dudit segment, caractérisé en ce qu'il consiste en une pièce (1) d'un seul 5 tenant à structure annulaire pourvue d'une fente traversante (5) et qui présente une section courante sensiblement en forme de L définissant, par rapport à son axe central de symétrie (X), une partie tubulaire (6) à extension axiale et une partie (7) en collerette sensiblement à extension radiale, en ce que la partie tubulaire (6) présente une forme extérieure 10 correspondant sensiblement à la forme intérieure de la portion d'extrémité (4) dudit segment (3) et est retenue, après introduction, dans cette dernière par contact périphérique sous contrainte élastique et en ce que la partie en collerette (7) est proéminente radialement par rapport à la face extérieure de la paroi du segment (3) en définissant un rebord (8) au niveau de son 15 extrémité libre (3'), après montage de la pièce de maintien (1) dans ladite portion d'extrémité (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de maintien (1) se trouve soit dans un état relâché dans lequel elle n'est soumise à aucune contrainte radiale, soit dans un état élastiquement 20 comprimé sous contrainte radiale d'intensité donnée dans lequel la fente (5) est réduite, voire sensiblement fermée, en ce que dans son état relâché les dimensions extérieures de la partie tubulaire (6) sont au moins légèrement supérieures aux dimensions intérieures de la portion d'extrémité (4) du segment (3) destinée à recevoir la pièce de maintien (1) par emmanchement 25 intérieur de ladite partie tubulaire (6) et en ce qu'au moins dans son état comprimé maximum avec disparition de la fente (5), les dimensions extérieures de la partie tubulaire (6) sont au moins légèrement inférieures aux dimensions intérieures de ladite portion d'extrémité (4) dudit segment (3). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'angle entre les deux branches de la section en forme de L est inférieur à 90 , avantageusement compris entre 65 et 85 , préférentiellement d'environ 75 . 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie en collerette (7) présente en section une épaisseur au moins légèrement croissante depuis son extrémité libre (7') jusqu'à son extrémité opposée reliée à la partie tubulaire (6), ladite partie en 5 collerette (7) épousant au plus prêt la forme extérieure du bord de l'extrémité (3') du segment (3), sans toutefois être en contact avec cette extrémité (3') après montage et positionnement définitif de ladite pièce de maintien (1) dans ledit segment (3). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 10 caractérisé en ce que la portion d'extrémité (4) présente une section circulaire et en ce que la pièce de maintien (1) de forme circulaire est réalisée en un matériau thermoplastique élastiquement déformable, recyclable et pouvant être assemblée par soudure par vibration, collage ou enclenchement élastique avec blocage. 6. Système de maintien ou de rétention d'une pièce de forme sensiblement annulaire ou tubulaire sur la face extérieure d'un segment de tube, de tuyau ou analogue, au niveau d'une extrémité libre dudit segment, caractérisé en ce qu'il est constitué par un dispositif de maintien (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 monté par emboîtement de sa 20 partie tubulaire (6) dans la portion d'extrémité (4) dudit segment (3) et retenu dans cette portion (4) par sollicitation élastique de la face externe de la paroi de ladite partie tubulaire (6) contre la face interne de la paroi de ladite portion d'extrémité (4). 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la 25 face externe de la paroi de ladite partie tubulaire (6) est en contact surfacique intime avec la face interne de la paroi de la portion d'extrémité (4) du segment de tube, tuyau ou analogue (3), préférentiellement sur toute la surface, l'extrémité (3') dudit segment (3) comportant un chanfrein ou biseau intérieur (9) évitant le contact de ladite portion d'extrémité (4) avec 30 la pièce de maintien (1) au niveau de la région de l'arête intérieure (1') formée par la jonction des deux parties (6 et 7) formant ladite pièce de maintien (1). 8. Système selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la portion d'extrémité (4) du segment de tube, tuyau ou 35 analogue (3) comporte une zone en décrochement (10) sur sa face interne, débouchant sur l'extrémité (3') dudit segment (3) et fournissant un renfoncement pour un logement sensiblement ajusté et affleurant au niveau de ladite face interne, d'une portion au moins de la partie tubulaire (6), proche de l'extrémité libre (6') de cette dernière, ladite extrémité libre (6') présentant un biseau ou chanfrein (11) évitant un contact entre ladite partie tubulaire (6) et la portion d'extrémité (4) du segment (3), au niveau de l'arête interne (10') du décrochement. 9. Collecteur d'admission comportant une pluralité de tubulures de sortie, chaque tubulure comportant au niveau de son extrémité un joint torique monté sur la face extérieure de la paroi constitutive de sa portion d'extrémité, caractérisé en ce que chaque tubulure (3) est pourvue au niveau 10 de son extrémité (3') d'un dispositif de maintien ou de retenue selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 de manière à former avec cette tubulure un système de maintien ou de retenue selon l'une quelconque des revendications 6 à 8. 10. Procédé de montage de joints toriques sur les portions 15 d'extrémité de tubulures d'un collecteur d'admission, caractérisé en ce qu'il consiste, après fabrication dudit collecteur, à prélever et à mettre en place, simultanément ou successivement, les joints (2) sur les faces extérieures des parois constitutives desdites tubulures (3), au niveau de leurs portions d'extrémité (4), puis à prélever, à mettre sous contrainte radiale par 20 compression élastique, à introduire dans les portions d'extrémités (4) des tubulures (3) à travers leurs ouvertures respectives et à libérer après positionnement ajusté, simultanément ou successivement, des dispositifs de maintien ou de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et, enfin, à transporter ledit collecteur (13), éventuellement après 25 conditionnement, vers un site d'assemblage avec un moteur à combustion interne correspondant.