Brevet FR2928713A1 — publié le 20090918

STRUCTURE DE CONNEXION ENTRE UN TUBE ET UN EMBOUT ET PROCEDE DE FABRICATION DU TUBE La présente invention concerne le domaine de la connectique de tubes, tels que des tuyaux ou des câbles, et concerne plus particulièrement mais pas exclusivement la connectique des tuyaux équipant les lignes de dépression entre un générateur de vide et la commande de frein principal d'un véhicule automobile. On connaît des connectiques de tuyau comportant principalement une io partie mâle et une partie femelle apte à recevoir la partie femelle. Le maintien de la connexion de la partie mâle avec la partie femelle est assuré par différents moyens et en particulier par des moyens aménagés et/ou supportés sur les deux parties mâle et femelle de façon à coopérer pour assurer d'une part le maintien mécanique des deux parties et éventuellement 15 l'étanchéité de la connexion. On connaît notamment du document US6082783, une structure de connexion de tuyau comportant une partie centrale d'engagement faite dans une résine de dureté déterminée, thermiquement déformable qui est moulée par un procédé de moulage par soufflage à chaud et, un embout préformé par 20 matage qui est inséré dans l'ouverture du tuyau. Des bras ou clips de verrouillage, rapportés sur l'embout et coopérant avec l'extrémité du tuyau, assurent le verrouillage de la connexion. On connaît également un matériau composite thermoplastique-élastomère, ou résine, de type PA6.6 (Polyamide 6.6) chargé d'EPDM 25 (Terpolymère d'Ethylène-Propylène-Diène Monomère). Pour avoir plus de détails sur ce type de matériau, on pourra se référer, notamment aux documents EP 0 605 657B et FR 2 781 720 A. Ce type de matériau, déjà bien utilisé dans l'industrie automobile, notamment pour la réalisation de tuyaux, est particulièrement intéressant en ce 30 qu'il conserve ses propriétés mécaniques même dans un environnement et des normes très sévères en matière de tenue thermique, résistance aux agents extérieurs et s'agissant de tuyau, de leur imperméabilité vis-à-vis du fluide transporté. De plus, leur durée de vie doit être aussi longue que possible et leurs qualités d'étanchéité et d'imperméabilité doivent être maintenues pendant toute cette durée de vie. Ce type de matériau est d'autre part relativement léger et est recyclable. Un but de la présente invention est d'exploiter les propriétés d'un tel matériau qui en plus des propriétés évoquées ci-dessus, est suffisamment malléable à chaud pour obtenir, après refroidissement, une grande diversité de formes ou profils. La demanderesse a eu l'idée d'appliquer ce type de matériau pour la io réalisation d'une structure de connexion mettant en oeuvre un tube réalisé dans ce type de matériau. Grâce aux propriétés particulières de ce matériau, le tube peut être déformé avantageusement pour présenter un épaulement définissant un profil sensiblement à angle droit dont la face arrière peut servir de face d'appui, ou 15 butée, pour des moyens de verrouillage tels que des bras ou clips solidaires de l'embout. Un autre avantage de la présente invention est d'offrir une structure de connexion qui soit simple à réaliser et qui soit limitée en nombre de pièces mises en jeu pour la connexion entre un tube et un embout. 20 A cet effet, la présente invention a pour objet une structure de connexion entre une extrémité d'un tube et un embout, l'extrémité du tube étant aménagée pour recevoir l'embout selon une direction d'engagement, ladite structure comportant des moyens de verrouillage de la connexion aménagés respectivement sur l'extrémité du tube et sur l'embout en étant aptes à coopérer 25 entre eux pour assurer le maintien de la connexion. Elle est caractérisée en ce que l'extrémité du tube est réalisée dans un matériau composite thermoplastique-polymère et conformée pour définir un épaulement présentant un profil sensiblement à angle droit par rapport à la direction d'engagement, sur une longueur déterminée, ledit épaulement 30 définissant, dans la direction d'engagement, une face de verrouillage, à l'arrière de l'épaulement, pour les moyens de verrouillage de l'embout. Selon une caractéristique, les moyens de verrouillage de l'embout comportent des bras de retenues, solidaires de l'embout, disposés sur la périphérie de l'embout et qui s'étendent au-delà de l'extrémité libre de l'embout, parallèlement à la direction d'engagement, le long de l'embout en définissant des échancrures de largeur et de longueur déterminées, entre l'embout et les bras, les extrémités libres des bras, de plus faible épaisseur que le reste des bras, se terminant par des griffes flexibles légèrement recourbées sur elles-mêmes vers l'intérieur des bras, au repos, lesdites griffes étant d'abord aptes à coopérer avec toute la longueur de l'épaulement, à l'extérieur de l'épaulement, au io moment de l'engagement, lesdites griffes étant alors complètement repliées sur elles-mêmes, lesdites griffes étant ensuite aptes à coopérer brutalement avec la face de verrouillage, à l'arrière de l'épaulement, au moment où les parties extrêmes des griffes ont parcourues toute la longueur de l'épaulement. Selon une autre caractéristique, ledit épaulement définit, dans la même 15 direction d'engagement, une butée d'arrêt pour l'embout, à l'intérieur de l'épaulement. Selon une autre caractéristique, les fonds des échancrures définissent une butée d'arrêt pour l'extrémité libre de l'épaulement. Selon une autre caractéristique, les extrémités libres des bras sont 20 désépaissies sur une longueur correspondant sensiblement à la longueur des griffes et, sur une épaisseur correspondant sensiblement à l'épaisseur des griffes, lesdites griffes, une fois recourbées complètement sur elles-mêmes, étant aptes à remplir complètement ledit désépaississement. Selon une autre caractéristique, la longueur des bras, la longueur et la flexibilité 25 des griffes sont déterminées pour qu'une distance minimale déterminée soit laissée entre les parties extrêmes des griffes recourbées, au repos, et l'extrémité libre de l'embout, cette distance garantissant le verrouillage de la connexion. Selon une autre caractéristique, la largeur des échancrures est au moins 30 supérieure à l'épaisseur de la paroi de l'épaulement et la longueur des échancrures est au moins égale voire légèrement supérieure à la longueur de l'épaulement moins l'épaisseur de sa paroi. Selon une autre caractéristique, l'extrémité du tube et l'embout ont des sections circulaires et le diamètre intérieur de l'embout est sensiblement identique au diamètre intérieur de l'extrémité du tube. Selon une autre caractéristique, l'extrémité du tube est réalisée en PA 5 (Polyamide) 6.6 chargé d'EPDM (Terpolymère d'Ethylène-Propylène- Diène Monomère). Enfin, l'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un épaulement à partir d'une extrémité de tube réalisé dans un matériau de type PA (Polyamide) 6.6 chargé d'EPDM (Terpolymère d'Ethylène-Propylène-Diène io Monomère), apte à être utilisé dans une structure de connexion selon l'une des caractéristiques précédentes. Ce procédé consiste à présenter l'extrémité du tube en regard d'une matrice chaude dont le profil correspond à la forme de l'épaulement souhaité et, à exercer une pression déterminée suffisante sur l'extrémité du tube ou sur la 15 matrice pour réaliser l'épaulement conforme au profil de la matrice. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : 20 - la figure 1 illustre une vue en coupe longitudinale, en perspective, d'un mode de réalisation d'une structure de connexion selon l'invention dans sa position verrouillée ; - la figure 2 illustre ce même mode de réalisation, suivant une vue en coupe longitudinale, avant l'assemblage du tube et de l'embout ; 25 - les figures 3A, 3B et 3C illustrent respectivement suivant des vues en perspective, le mode de réalisation d'une structure de connexion selon l'invention suivant trois étapes de montage : avant assemblage du tube et de l'embout, pendant l'assemblage et après l'assemblage ; et - la figure 4 illustre schématiquement le procédé de formage à chaud 30 d'un tube utilisé dans le mode de réalisation d'une structure de connexion selon l'invention. En référence aux figures 1 et 2, un mode de réalisation d'une structure de connexion selon l'invention comporte une extrémité de tube 1 et un embout 2. Le tube 1 fait partie, par exemple, d'une ligne de dépression d'un circuit de freinage reliant un générateur de vide (ou pompe à vide) à l'embout 2 qui correspond, par exemple, à la pipette d'une prise de dépression montée sur la commande de frein principal (l'amplificateur de freinage). L'extrémité du tube 1 est aménagée pour recevoir l'embout 2 selon une direction d'engagement X. io Le diamètre intérieur de l'embout 2 est sensiblement identique au diamètre intérieur de l'extrémité du tube 1. Des moyens de verrouillage 3 et 4 sont aménagés respectivement sur l'extrémité du tube 1 et sur l'embout 2 ; ces moyens 3 et 4, étant aptes à coopérer entre eux pour assurer le maintien de la connexion. 15 L'extrémité du tube 1 est réalisée dans un matériau composite thermoplastique-polymère, par exemple, PA (Polyamide) 6.6 chargé d'EPDM (Terpolymère d'Ethylène-Propylène- Diène Monomère). Elle est conformée pour définir un épaulement 3 présentant un profil sensiblement à angle droit par rapport à la direction d'engagement X, sur une longueur déterminée. 20 L'épaulement 3 définit, dans la direction d'engagement X, une face de verrouillage 31 à l'arrière de l'épaulement 3, qui est apte à coopérer avec les moyens de verrouillage 4 de l'embout 2. Les moyens de verrouillage 4 de l'embout 2 comportent des bras de retenue 41, solidaires de l'embout 2 et qui, par exemple, viennent de matière 25 avec l'embout 2. L'embout 2 est par exemple réalisé à partir d'un moulage de matériau plastique. Les bras 41, au nombre de quatre dans le mode de réalisation décrit, sont disposés sur la périphérie de l'embout 2 en étant espacés de 90 °. Ils s'étendent au-delà de l'extrémité libre 21 de l'embout 2, parallèlement à la 30 direction d'engagement X, le long du corps de l'embout 2 en définissant des échancrures 42 de largeur et de longueur déterminées entre l'extrémité libre 21 de l'embout 2 et la naissance des bras 41, appelé également fond 47 de l'échancrure 42. La largeur des échancrures 42 doit être au moins supérieure à l'épaisseur de la paroi de l'épaulement 3 et la longueur des échancrures 42 doit être au moins égale voire légèrement supérieure à la longueur de l'épaulement 3 moins l'épaisseur de sa paroi. Les fonds 47 des échancrures 42 définissent une butée d'arrêt pour l'extrémité libre33 de l'épaulement 3. L'épaulement 3 définit, à l'intérieur de l'épaulement 3, dans la même io direction d'engagement X, une butée d'arrêt 32 pour l'extrémité libre 21 de l'embout 2. Cette butée 32 peut également correspondre à un seuil de déclenchement pour le verrouillage de la connexion. Les extrémités libres 43 des bras 41, de plus faible épaisseur que la 15 naissance des bras 41, se terminent par des griffes flexibles 44, légèrement recourbées sur elles-mêmes vers l'intérieur des bras 41, au repos, c'est-à-dire dans une position avant assemblage de l'extrémité du tube 1 et de l'embout 2. Les griffes 44 recourbées, au repos, définissent un angle fermé d'environ 45° avec leurs bras 41 respectifs. 20 Les extrémités libres 43 des bras 41 se terminant par les griffes 44, sont désépaissies 45 sur une longueur correspondant sensiblement à la longueur des griffes 44 et sur une épaisseur correspondant sensiblement à l'épaisseur des griffes 44. Les griffes 44, une fois recourbées complètement sur elles-mêmes, sont aptes à remplir sensiblement ce désépaississement 45. 25 La longueur des bras 41, la longueur et la flexibilité des griffes 44 sont déterminées pour qu'une distance D minimale déterminée soit laissée entre la partie extrême 46 des griffes 44 recourbées, au repos, et l'extrémité libre 21 de l'embout 2 ; cette distance D garantissant le verrouillage au moment où l'embout 2 arrive en butée contre la butée d'arrêt 32 à l'intérieur de 30 l'épaulement 3. Deux joints annulaires 5 et 6 sont disposés autour de l'embout 2, respectivement à l'intérieur de gorges ménagées dans l'épaisseur de l'embout 2 pour assurer l'étanchéité de la connexion. Ils sont positionnés sur l'embout 2 de manière à se trouver sensiblement de part et d'autre de la partie centrale de l'assemblage, c'est-à-dire de part et d'autre de l'axe milieu de chevauchement de l'épaulement 3 sur l'embout 2. Un seul joint peut suffire et il pourrait être alors positionné directement au centre de l'assemblage D'autres aspects de l'invention sont décrits plus précisément en io référence aux figures 3A, 3B et 3C qui illustrent respectivement les étapes, avant (FIG. 3A), pendant (FIG. 3B) et après assemblage (FIG. 3C). La figure 3A illustre la structure de connexion avant assemblage. Elle correspond à la figure 2. L'extrémité du tube 1 et l'embout 3 sont alignés sur la direction 15 d'engagement X. Dans cette position, les griffes 44 sont au repos. En référence à la figure 3B, l'assemblage commence. L'extrémité du tube 1 et l'embout 2 sont rapprochés l'un de l'autre pour leur assemblage ; l'un et/ou l'autre pouvant être fixe ou mobile. 20 L'extrémité du tube 1, via son épaulement 3, rentre d'abord en contact avec les griffes 44 correspondant aux parties extrêmes 43 des bras 41. Les quatre griffes 44, dans un premier temps, participent au centrage de l'épaulement 3 en prenant appui sur la surface externe de l'épaulement 3. En continuant le rapprochement du tube 1 et de l'embout 2, les griffes 44 25 sont très rapidement complètement recourbées sur elles-mêmes et logées dans les désépaississements 45 pour ne pas entraver l'engagement de l'embout 2 et du tube 1. En continuant toujours le rapprochement, l'épaulement 3 pénètre dans les échancrures 42, et recouvre progressivement, en les déformant, les deux 30 joints annulaires 5 et 6. Pendant ce temps, les griffes 44 toujours recourbées dans leurs logements respectifs 45, glissent sur la surface externe de l'épaulement 3. Avant que la face extrême 33 de l'épaulement 3 atteigne le fond 47 des échancrures 42, les partie extrêmes 46 des griffes 44 ne sont plus en contact avec la surface externe de l'épaulement 3 et sont ainsi libérées de leurs logements respectifs 45 et du fait de leur flexibilité s'écartent brutalement à l'arrière de l'épaulement 3 et viennent prendre appui sur la face de verrouillage 31. Pratiquement au même moment, l'extrémité libre 21 de l'embout 2 atteint la butée 32 d'arrêt à l'intérieur de l'épaulement 3, et l'assemblage est alors verrouillé. Aucun mouvement n'est plus possible, aux jeux prêts, entre le fond io 47 des échancrures 41 et la face extrême 33 de l'épaulement 3 ; le blocage du mouvement dépendant également de la flexibilité des griffes 44. Un mouvement tendant à rapprocher l'embout 2 et le tube 1 est empêché du fait du chevauchement de l'épaulement 3 sur l'embout 2 : l'épaulement 3 vient en butée dans le fond 47 des échancrures 41 et l'extrémité libre 21 de 15 l'embout 2 vient en butée contre la butée d'arrêt 32 de l'épaulement 3. Un mouvement tendant à séparer l'embout 2 et le tube 1 est également empêché par les griffes 44, solidaires de l'embout 2, qui en prenant appui sur la face de verrouillage 31, bloquent l'épaulement 3 à l'intérieur des échancrures 41. 20 La figure 3C, correspondant à la figure 1, illustre la structure de connexion selon l'invention dans sa position de verrouillage. La figure 4 illustre schématiquement un procédé de fabrication de l'épaulement 3 à partir d'un tube 1 réalisé dans un matériau de type PA (Polyamide) 6.6 chargé d'EPDM (Terpolymère d'Ethylène-Propylène- Diène 25 Monomère). Le procédé selon l'invention consiste à présenter l'extrémité du tube 1 en regard d'une matrice chaude 7 dont le profil P correspond à la forme de l'épaulement 3 souhaité et, à exercer une pression déterminée suffisante sur le tube 1 ou sur la matrice 7 pour réaliser l'épaulement 3 conforme au profil P de 30 la matrice 7. Comme dans tout système de connexion, la détermination des jeux est essentielle pour garantir une connexion fiable (et une étanchéité fiable dans le cas de tuyaux). L'homme du métier de la connectique adaptera sans problème les 5 dimensions des différents éléments de la structure de connexion faisant l'objet de la présente demande. De même, le mode de réalisation décrit se rapporte à un tube de section circulaire. On peut également envisager différentes sections de tube sans pour autant sortir du cadre et de la portée des revendications. lo De même, le nombre de bras de verrouillage peut être adapté en fonction des dimensions et de la forme de la structure de connexion. Enfin, la présente invention n'est pas limitée à la seule application de structure de connexion pour tuyau mais peut également s'appliquer à des câbles ou des boîtiers de connexion électrique. 15 REVENDICATIONS 1. Structure de connexion entre une extrémité d'un tube (1) et un embout (2), l'extrémité du tube (1) étant aménagée pour recevoir l'embout (2) selon une direction d'engagement (X), ladite structure comportant des moyens de verrouillage (3, 4) de la connexion aménagés respectivement sur l'extrémité du tube (1) et sur l'embout (2) en étant aptes à coopérer entre eux pour assurer le maintien de la connexion, io caractérisée en ce que l'extrémité du tube (1) est réalisée dans un matériau composite thermoplastique-polymère et conformée pour définir un épaulement (3) présentant un profil sensiblement à angle droit par rapport à la direction d'engagement (X), sur une longueur déterminée, ledit épaulement (3) définissant, dans la direction d'engagement (X) , une face de verrouillage (31), 15 à l'arrière de l'épaulement (3), pour les moyens de verrouillage (4) de l'embout (2). 2. Structure de connexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de verrouillage (4) de l'embout (2) comportent des bras de retenues (41), solidaires de l'embout (2), disposés sur la périphérie de l'embout (2) et qui 20 s'étendent au-delà de l'extrémité libre (21) de l'embout (2), parallèlement à la direction d'engagement (X), le long de l'embout (2) en définissant des échancrures (42) de largeur et de longueur déterminées, entre l'embout (2) et les bras (41), les extrémités libres (43) des bras (41), de plus faible épaisseur que le reste des bras (41), se terminant par des griffes flexibles (44) légèrement 25 recourbées sur elles-mêmes vers l'intérieur des bras (41), au repos, lesdites griffes (44) étant d'abord aptes à coopérer avec toute la longueur de l'épaulement (3), à l'extérieur de l'épaulement (3), au moment de l'engagement, lesdites griffes (44) étant alors complètement repliées sur elles-mêmes, lesdites griffes étant ensuite aptes à coopérer brutalement avec la face de verrouillage 30 (31), à l'arrière de l'épaulement (3), au moment où les parties extrêmes (46) des griffes (44) ont parcourues toute la longueur de l'épaulement (3). 3. Structure de connexion selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit épaulement (3) définit, dans la même direction d'engagement (X), une butée d'arrêt (32) pour l'embout (2), à l'intérieur de l'épaulement (3). 4. Structure selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les fonds (47) des échancrures (42) définissent une butée d'arrêt pour l'extrémité libre (33) de l'épaulement (3). 5. Structure de connexion selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les extrémités libres (43) des bras (41) sont désépaissies (45) sur une longueur correspondant sensiblement à la longueur des griffes (44) et, sur une io épaisseur correspondant sensiblement à l'épaisseur des griffes (44), lesdites griffes (44), une fois recourbées complètement sur elles-mêmes, étant aptes à remplir complètement ledit désépaississement (45). 6. Structure de connexion selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que la longueur des bras (41), la longueur et la flexibilité des griffes (44) sont 15 déterminées pour qu'une distance minimale déterminée (D) soit laissée entre les parties extrêmes (46) des griffes (44) recourbées, au repos, et l'extrémité libre (21) de l'embout (2), cette distance (D) garantissant le verrouillage de la connexion. 7. Structure de connexion selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en 20 ce que la largeur des échancrures (42) est au moins supérieure à l'épaisseur de la paroi de l'épaulement (3) et la longueur des échancrures (42) est au moins égale voire légèrement supérieure à la longueur de l'épaulement (3) moins l'épaisseur de sa paroi. 8. Structure de connexion selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en 25 ce que l'extrémité du tube (1) et l'embout (2) ont des sections circulaires et en ce que le diamètre intérieur de l'embout (2) est sensiblement identique au diamètre intérieur de l'extrémité du tube (1). 9. Structure de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'extrémité du tube (1) est réalisée en PA 30 (Polyamide) 6.6 chargé d'EPDM (Terpolymère d'Ethylène-Propylène-Diène Monomère). 10. Procédé de fabrication d'un épaulement (3) à partir d'une extrémité de tube (1) réalisé dans un matériau de type PA (Polyamide) 6.6 chargé d'EPDM (Terpolymère d'Ethylène-Propylène- Diène Monomère), apte à être utilisé dans une structure de connexion selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en s ce qu'il consiste à présenter l'extrémité du tube (1) en regard d'une matrice chaude (7) dont le profil (P) correspond à la forme de l'épaulement (3) souhaité et, à exercer une pression déterminée suffisante sur l'extrémité du tube (1) ou sur la matrice (7) pour réaliser l'épaulement (3) conforme au profil (P) de la matrice (7). Io 15