Brevet FR2924964A1 — publié le 20090619

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un raccordement de tuyau avec un tuyau et un élément de construction en matériau de moulage, ainsi qu'un raccord de tuyau correspondant. Pour raccorder des éléments de construction en acier et en matériau de moulage, d'une part, des procédés d'assemblage à froid sont mis en oeuvre, en particulier, les éléments de construction sont raccordés ensemble par rivetage ou vissage. Cependant, la solidité de ce type de raccordement est limitée en raison de leur transmission de force ponctuelle. Dans le procédé de soudage par fusion, comme par exemple dans le soudage en procédé MIG, il existe le problème qu'en raison des points de fusion très différenciés des deux métaux que sont l'acier et le matériau de moulage, un soudage n'est guère possible. En tant que procédés thermiques, on utilise donc des procédés de soudobrasage dans lesquels seul le matériau de moulage est amené à fondre et une tôle d'acier galvanisée est ainsi aspergée par le métal fondu. La galvanisation de la tôle d'acier permet de réduire les phases intermétalliques à une faible valeur. Toutefois, ces assemblages par contact de matière n'ont qu'une faible solidité. Il est donc un objet de la présente invention de prévoir un procédé pour réaliser un raccordement de tuyau et un raccord de tuyau, dans lequel un tuyau est raccordé à un élément de construction en matériau de moulage par soudage et le raccord possède une grande solidité, dans lequel il est également possible de fixer ensemble des appariements de matériaux qui ne peuvent pas être soudés ensemble. Cet objet est atteint par un procédé ayant la particularité qui suit ainsi que par un raccord de tuyau ayant la particularité qui suit. Dans le procédé selon l'invention, d'abord un tronçon côté extrémité du tuyau est évasé et l'élément de construction en matériau de moulage est disposé sur le tronçon évasé du tuyau. Ensuite, l'élément de construction en matériau de moulage est soudé de telle sorte que le tronçon évasé du tuyau est enserré au moins en partie par complémentarité de forme. On obtient ainsi que le tronçon évasé du tuyau soit saisi par l'arrière par le métal fondu et qu'ainsi un raccordement solide soit assuré aussi bien dans la direction radiale du tuyau que dans la direction axiale. L'enserrage par complémentarité de forme du tronçon évasé du tuyau permet de mettre en oeuvre des tuyaux aussi bien galvanisés que non galvanisés. Pour un raccordement de tuyau particulièrement stable, lors du soudage de l'élément de construction en matériau de moulage, le tronçon évasé peut être enserré de façon annulaire par un cordon de soudure. Afin d'évaser le tronçon côté extrémité du tuyau radialement vers l'extérieur, celui-ci peut être bordé ou retourné. L'évasement doit être effectué à tel point qu'il est possible de saisir le tronçon évasé par l'arrière. De préférence, le tuyau avec le tronçon évasé côté extrémité est pressé contre une butée sur l'élément de construction en matériau de moulage, et une bague est ensuite soudée autour du tronçon côté extrémité de l'élément de construction en matériau de moulage afin de réaliser un raccordement par complémentarité de forme. Dans ce cas, le raccordement de tuyau ainsi réalisé peut être sollicité aussi bien en traction et compression dans la direction axiale qu'en fléchissement. Afin d'augmenter le verrouillage en rotation du raccord, il est possible de prévoir sur le tronçon évasé du tuyau, avant le soudage, un ou plusieurs évidements et/ou profilages. Ces évidements ou orifices sont alors comblés avec du métal fondu et/ou des saillies de l'élément de construction en matériau de moulage et assurent un raccordement stable même en rotation. Au lieu des évidements, le tuyau peut être muni au niveau du cordon de soudure aussi d'un profilage, par exemple d'enfoncements, de moulures, de contre-dépouilles, etc. afin que le métal fondu s'écoule dans les zones profilées. De plus, au moins une bague de brasage est disposée entre le tuyau et l'élément de construction en matériau de moulage avant le soudage. En variante, il est possible de conformer le tronçon évasé avec une section transversale ovale, de sorte que le verrouillage en rotation s'en 30 trouve augmenté. Selon un autre aspect, l'invention concerne un raccord de tuyau en particulier pour un essieu avec un tuyau qui est raccordé côté extrémité à un élément de construction en matériau de moulage ; le tuyau présente un tronçon évasé faisant saillie du côté extrémité radialement vers 35 l'extérieur et qui est enserré au moins en partie par complémentarité de forme par l'élément de construction en matériau de moulage. Un raccordement de tuyau solide est ainsi réalisé qui peut être mis en oeuvre en particulier aussi pour la fabrication d'essieux ou de composants d'essieu dans la construction de véhicules. En effet, de tels raccordements hybrides, composés d'un tuyau, en particulier d'un tuyau en acier, et d'un élément de construction en matériau de moulage, comme un métal léger, en particulier de l'aluminium, peuvent être mis en oeuvre pour réduire le poids au lieu d'un raccordement d'éléments de construction en acier. Selon une possibilité de l'invention, le tronçon évasé du tuyau est entouré de façon annulaire par l'élément de construction en matériau de moulage. De plus, le tronçon évasé du tuyau, un ou plusieurs évidements et/ou profilages sont prévus qui sont remplis avec du matériau de moulage. En outre, l'élément de construction en matériau de moulage se compose d'un alliage de métal léger, de préférence d'aluminium. Selon une possibilité, le tuyau est réalisé comme un tuyau en acier. De préférence, pour enserrer le tronçon évasé du tuyau, un cordon de soudure relié par contact de matière à l'élément de construction en matériau de moulage est prévu. Pour une solidité particulièrement bonne, le cordon de soudure peut être composé de plusieurs couches. Afin d'assurer le raccordement de tuyau même en cas de sollicitation dans la direction radiale du tuyau, il est possible de réaliser sur l'élément de construction en matériau de moulage un logement pour l'insertion du tronçon évasé et qui entoure le tronçon évasé dans la direction radiale au moins par endroits. De ce fait, un gradin est réalisé sur l'élément en matériau de moulage qui peut être utilisé pour le report des forces. L'invention sera par la suite expliquée plus en détail à l'aide de plusieurs modes de réalisation exemplaires en se référant aux dessins 30 annexés. La figure 1 montre une vue en perspective d'un raccordement de tuyau selon l'invention ; la figure 2 montre une vue en coupe du raccordement de tuyau de la figure 1 ; 35 la figure 3 montre une vue de dessus en coupe sur le raccordement de tuyau de la figure 1 ; la figure 4 montre une vue en coupe d'un mode de réalisation modifié d'un raccordement de tuyau ; la figure 5 montre une vue en coupe d'un autre mode de réalisation modifié d'un raccordement de tuyau ; la figure 6 montre une vue en coupe d'un autre mode de réalisation d'un raccordement de tuyau ; et les figures 7A, 7B montrent deux vues d'un raccordement de tuyau selon l'invention avec un tuyau profilé. Un raccordement de tuyau 1 comprend un tuyau 2 sur lequel un élément de construction 3 en matériau de moulage, de préférence en aluminium, est fixé. En tant que matériau de moulage, des métaux légers conviennent en particulier, dans lesquels en plus de l'aluminium, des alliages de magnésium ou de l'acier moulé peuvent être mis en oeuvre. Le tuyau 2 se compose de préférence d'acier, mais peut aussi être fabriqué à partir d'autres métaux. Par la suite, respectivement un seul raccordement entre un tuyau 2 et un élément de construction 3 en matériau de moulage sera montré. Bien entendu, il est possible de fixer à l'élément de construction 3 en matériau de moulage plusieurs tuyaux 2 et de réaliser ainsi un noeud de raccordement. Le tuyau 2 comprend côté extrémité un tronçon évasé 4 qui fait saillie radialement vers l'extérieur et s'applique contre une butée axiale 5 de l'élément de construction 3. Le tronçon évasé 4 disposé côté extrémité est alors entouré d'une bague 6 de l'élément de construction 3 et enserré sur le côté extérieur par un métal fondu 7. Le métal fondu 7 peut être introduit par le soudage de l'élément de construction 3, par exemple par soudage en procédé MIG. Par l'intermédiaire du tronçon évasé 4, le tuyau 2 est relié par complémentarité de forme à l'élément de construction 3 en aluminium, dans lequel le tronçon 4 s'applique d'une part contre une butée 5 et d'autre part contre le métal fondu 7. Dans la direction axiale, le raccordement de tuyau 1 peut donc être sollicité aussi bien en traction qu'en pression. Sur la figure 2, le tuyau 2 est représenté en coupe et comprend côté extrémité un tronçon retourné 4 qui est sur le tuyau cylindrique courbé vers l'extérieur par l'intermédiaire d'un cintre 9. Le cintre 9 s'appuie du côté intérieur par l'intermédiaire d'un manchon 10 de l'élément de construction 3 qui s'engage aussi dans une zone cylindrique du tuyau 2. On obtient ainsi un raccordement solide. Il est également possible de rendre le manchon 10 plus court, comme indiqué par la ligne pointillée 8. Pour des économies de poids, il est également possible de réaliser le manchon 10 avec un intérieur creux. La figure 3 montre le tronçon évasé 4 du tuyau 2 sur lequel plusieurs évidements 1 1 sont prévus de façon répartie sur la circonférence. Les évidements 11 sont comblés avec du métal fondu 7 de sorte qu'un raccordement verrouillé en rotation est réalisé entre le tuyau 2 et l'élément de construction 3. Les évidements 1 1 sont disposés sur la circonférence du tronçon évasé 4, avec la possibilité de prévoir également les évidements comme des orifices à l'intérieur du tronçon 4, par exemple au niveau du cintre 9. L'élément de construction 3 en matériau de moulage peut alors aussi présenter une ou plusieurs saillies qui s'engagent dans les orifices ou évidements correspondants sur le tronçon évasé 4 ou le cintre 9. Sur la figure 4, un mode de réalisation modifié d'un raccordement de tuyau est montré, dans lequel un tuyau 2' est mis en oeuvre qui présente un tronçon 4' côté extrémité qui est fabriqué par bordage et fait saillie radialement. Ainsi, au lieu du cintre, une arête 9' est réalisée comme une transition entre le tuyau 2' et le tronçon 4'. Par ailleurs, le raccordement avec l'élément de construction 3 en matériau de moulage est réalisé comme dans le mode de réalisation exemplaire précédent, dans lequel le tronçon 4' s'applique d'un côté contre la butée 5 de l'élément de construction 3 en aluminium et est entouré du côté opposé par le métal fondu 7. De ce fait, le tuyau 2' est raccordé solidement à l'élément de construction 3 en aluminium, aussi bien dans la direction axiale que dans la direction radiale. Le métal fondu 7 est entouré sur le côté radialement extérieur d'une bague 6 de l'élément de construction 3. La transition entre le métal fondu 7 et le tuyau 2' est réalisée de telle sorte que le métal fondu 7 remontre sur le tuyau 2', donc qu'un arc est réalisé à proximité du tuyau 2' qui s'étend radialement vers l'intérieur dans une direction s'éloignant du tronçon évasé 4'. On évite ainsi un espace entre le métal fondu 7 et le tuyau 2' dans lequel de l'humidité peut s'accumuler ultérieurement. La figure 5 montre un mode de réalisation exemplaire d'un raccordement de tuyau dans lequel, sur l'élément de construction 3 en matériau de moulage, un logement est réalisé pour le métal fondu 7 ainsi que pour le tronçon évasé 4 du tuyau 2. En partant d'une bague 30, le logement comprend un enfoncement avec un arc 31 s'étendant radialement vers l'intérieur et qui est réalisé de façon courbe et s'étend jusqu'à un gradin 32. A proximité du gradin 32, un autre tronçon en arc 33 est réalisé qui s'applique contre un arc intérieur du tronçon évasé 4. Le logement s'étend jusqu'à une extrémité d'un manchon 34 qui est inséré partiellement dans le tuyau 2 comme un profilé plein ou creux. Le gradin 32 fait alors que le tronçon évasé 4 s'applique par un côté frontal 40 partiellement contre le gradin 32 et l'élément de construction 3. II est ainsi possible de reporter des forces radiales directement sur l'élément de construction 3. En outre, le logement entouré de la bague 30 est rempli de métal fondu 7 qui est réalisé en plusieurs couches et comprend du métal fondu 70 provenant d'un premier soudage et du métal fondu 71 provenant d'un soudage consécutif. Cela permet d'éviter des contraintes thermiques dues au soudage. Une transition 72 entre le métal fondu 7 et le tuyau 2 est réalisée au moins de façon perpendiculaire, le métal fondu 7 pouvant aussi remonter légèrement contre le tuyau 2 afin d'éviter un espace au niveau de la transition 72. La figure 6 montre un raccordement de tuyau avec un tuyau 2 et un élément de construction 3 en matériau de moulage dans lequel, entre un tronçon évasé 4 côté extrémité du tuyau 2 et l'élément de construction 3 en matériau de moulage 2, des bagues de brasage 20 et 21 fondant à basse température sont prévues. Une première bague de brasage 20 est alors prévue à l'extrémité du tronçon évasé 4 et une deuxième bague de brasage 21 est disposée à la transition entre le tronçon évasé 4 et le tronçon cylindrique du tuyau 2. Grâce aux bagues de brasage 20 et 21 fondant à basse température, le raccordement entre l'élément en matériau de moulage 3 et le tuyau 2 est renforcé et une attaque de corrosion à ce niveau est contrée, le cas échéant. Les figures 7A et 7B montrent un mode de réalisation d'un raccordement de tuyau entre un tuyau 2' et un élément de construction 3 en matériau de moulage dans lequel, pour augmenter le verrouillage en rotation, un ou plusieurs profilages 22 sont introduits dans le tuyau 2'. Ces profilages 22 sont réalisés comme des encoches radiales, ou comme un enfoncement annulaire, et servent à laisser entrer le métal fondu 7 dans les profilages 22 lors du soudage, ce qui augmente le verrouillage en rotation. De tels profilages 22 peuvent aussi être prévus en relation avec les évidements 1 1 sur le tuyau 2 ou 2'. Pour réaliser le verrouillage en rotation, des évidements 1 1 sont alors prévus sur le tronçon évasé 4 ou 4' dans les modes de réalisation exemplaires montrés. Il est également possible d'obtenir un raccordement verrouillé en rotation en conférant au tronçon évasé un contour différent d'une forme circulaire, en particulier en le configurant de façon ovale, de façon à éviter une rotation du tuyau 2 par rapport à l'élément de construction 3 en aluminium. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un raccordement de tuyau (1) avec un tuyau (2, 2') et un élément de construction (3) en matériau de moulage, 5 comprenant les étapes consistant à : - évaser un tronçon côté extrémité (4, 4') du tuyau (2, 2') ; - disposer l'élément de construction (3) en matériau de moulage sur le tronçon évasé (4, 4') du tuyau (2, 2'), et - souder l'élément de construction (3) en matériau de moulage 10 de telle sorte que le tronçon évasé (4, 4') du tuyau (2, 2') est enserré moins en partie par complémentarité de forme. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avec le soudage de l'élément de construction (3) en matériau de moulage, le 15 tronçon évasé (4, 4') est enserré de façon annulaire. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'évasement du tronçon côté extrémité (4, 4') du tuyau (2, 2') est effectué par bordage ou retournement. 20 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tuyau (2, 2') avec le tronçon évasé côté extrémité (4, 4') est pressé contre une butée (5) sur l'élément de construction (3) en matériau de moulage et une bague (6) est soudée autour du tronçon côté 25 extrémité (4, 4') de l'élément de construction (3) en matériau de moulage, en une ou plusieurs étapes. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que sur le tronçon évasé (4, 4') du tuyau (2, 2') avant le 30 soudage, un ou plusieurs évidements (1 1) et/ou profilages (22) sont prévus. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins une bague de brasage (20, 21) est disposée 35 entre le tuyau (2, 2') et l'élément de construction (3) en matériau de moulage avant le soudage. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tronçon évasé est configuré avec une section transversale ovale. 8. Raccord de tuyau (1), en particulier pour un essieu, avec un tuyau (2, 2') qui est raccordé côté extrémité à un élément de construction (3) en matériau de moulage, caractérisé en ce que le tuyau (2, 2') présente côté extrémité un tronçon évasé (4, 4') faisant radialement saillie vers l'extérieur et qui est enserré au moins en partie par complémentarité de forme dans l'élément de construction (3) en matériau de moulage. 9. Raccord de tuyau selon la revendication 8, caractérisé en ce que le tronçon évasé (4, 4') du tuyau (2, 2') est entouré de façon annulaire par l'élément de construction (3) en matériau de moulage. 10. Raccord de tuyau selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que sur le tronçon évasé (4, 4') du tuyau (2, 2'), un ou plusieurs évidements (Il) et/ou profilages (22) sont prévus qui sont remplis avec du matériau de moulage. 11. Raccord de tuyau selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'élément de construction (3) en matériau de moulage se compose d'un alliage de métal léger, de préférence d'aluminium. 12. Raccord de tuyau selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le tuyau (2, 2') est réalisé comme un tuyau en acier. 13. Raccord de tuyau selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que pour enserrer le tronçon évasé (4, 4') du tuyau (2, 2'), un cordon de soudure (7) relié par contact de matière à l'élément de construction (3) en matériau de moulage est prévu. 35 14. Raccord de tuyau selon la revendication 13, caractérisé en ce que le cordon de soudure (7) est de construction multicouche. 20 25 30 15. Raccord de tuyau selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que sur l'élément de construction (3) en matériau de moulage, un logement pour l'insertion du tronçon évasé (4, 4') est réalisé qui entoure le tronçon évasé sur un côté frontal (40) dans la direction radiale au moins par endroits.