Brevet FR2944574A1 — publié le 20101022

La présente invention a pour objet un procédé d'assemblage de deux tronçons de conduit en matière plastique fabriqués par extrusion soufflage, en particulier de deux tronçons d'un conduit d'amenée d'air au turbocompresseur d'un moteur à combustion interne suralimenté. Selon l'invention, l'un des tronçons de conduit à assembler ou premier tronçon de conduit a une extrémité mâle tandis que l'autre tronçon de conduit ou second tronçon de conduit a une extrémité femelle. Ces deux tronçons de conduit sont de manière classique équipés de bourrelets de positionnement périphériques venant en prise l'un dans l'autre après assemblage. Le bourrelet de positionnement du premier tronçon de con-duit est plus précisément situé à proximité immédiate de l'extrémité mâle de ce tronçon alors que le bourrelet de positionnement du second tronçon de conduit est situé un peu en retrait de l'extrémité femelle de celui-ci. Par suite, après assemblage, les deux tronçons de conduit sont emboîtés l'un dans l'autre sur une partie de leur longueur. L'extrusion soufflage correspond à un procédé de transformation des matériaux thermoplastiques en corps creux bien connu des spécialistes. Selon ce procédé, dans une première phase ou phase d'extrusion, on extrude un tube de matière plastique à l'état fondu nommé paraison, et dans une seconde phase ou phase de soufflage, on introduit cette paraison à l'intérieur d'un moule fermé et on y insuffle de l'air pour la plaquer contre les parois refroidies du moule et donc lui donner la forme souhaitée. La pièce solidifiée est ensuite démoulée et le plastique excédentaire découpé de façon à obtenir l'objet final. La technique d'extrusion soufflage est largement utilisée pour la fabrication des tronçons des conduits permettant l'amenée d'air au turbocompresseur de moteurs à combustion interne suralimentés. De tels conduits sont soumis à de très fortes contraintes de température et de pression ; il est par suite nécessaire de prendre des me-sures adaptées pour empêcher le fluage de la matière plastique et garantir l'étanchéité au niveau de la zone de jonction de deux tronçons de conduit, et exclure tout déchaussement du tronçon femelle. A cet effet, après l'extrusion-moulage des tronçons de con-duit, on met actuellement en place à l'intérieur de l'extrémité mâle du premier tronçon une bague métallique faisant office de limiteur de com- 2 pression, puis après assemblage des deux tronçons, on équipe l'extrémité femelle du second tronçon, au droit de la bague métallique, d'un collier de serrage à vis permettant de garantir l'étanchéité au niveau de la jonction des deux tronçons. Un tel procédé n'est toutefois pas de nature à donner entière satisfaction dans la mesure où pour permettre la mise en place de la bague métallique, il est nécessaire d'usiner l'intérieur de l'extrémité mâle du premier tronçon de conduit une rainure périphérique ayant des dimensions très précises, puis d'insérer cette bague à force dans le logement ainsi créé à l'aide d'un outil spécial. Or, cette nécessité est de nature à augmenter dans une large mesure le temps nécessaire à la fabrication des tronçons de conduit ainsi que leur coût et la pollution des pièces. La présente invention a pour objet de proposer un procédé d'assemblage de deux tronçons de conduit en matière plastique fabriqués par extrusion soufflage, à savoir un premier tronçon de conduit ayant une extrémité mâle et un second tronçon de conduit ayant une extrémité femelle de nature à remédier à ces inconvénients. Selon l'invention, la première étape de ce procédé consiste à faire passer, lors de la phase de soufflage du premier tronçon de conduit, la paraison en matière plastique chaude obtenue à l'issue de la phase d'extrusion à travers au moins une bague métallique fixée au moule. Cette bague métallique est ainsi surmoulée sur la face ex-terne du premier tronçon de conduit autour de son extrémité mâle et à proximité de son bourrelet de positionnement périphérique. Après assemblage des deux tronçons de conduit, une telle bague métallique fait office de limiteur de compression et empêche tout phénomène de fluage de la matière plastique sous l'effet des contraintes de température et de pression auxquelles elle est exposée de façon à ga- rantir une bonne étanchéité entre les deux tronçons de conduit. Le surmoulage de la bague métallique autour du premier tronçon de conduit lors de la phase de soufflage de ce tronçon constitue la caractéristique essentielle du procédé conforme à l'invention. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle permet d'éviter d'avoir à creuser un logement de réception de la bague métallique autour de l'extrémité mâle du premier tronçon de conduit, après fabrication de ce tronçon, par extrusion-moulage puis d'insérer cette bague dans ce logement à l'aide d'un outil spécial. 3 La seconde étape du procédé conforme à l'invention consiste à introduire à force, après démoulage, l'extrémité mâle du premier tronçon de conduit dans l'extrémité femelle du second tronçon de conduit préalablement fabriqué par extrusion soufflage. Après assemblage, les bourrelets de positionnement périphériques des deux tronçons de conduit viennent en prise l'un dans l'autre, et la bague métallique est prise en sandwich entre ces deux tronçons. La dernière étape du procédé conforme à l'invention consiste à mettre en place un collier de serrage à vis autour de l'extrémité femelle du second tronçon de conduit, au droit de la bague métallique de façon à garantir l'étanchéité au niveau de la jonction des deux tronçons de conduit. Selon une première variante de l'invention, lors de la phase 15 de soufflage, on surmoule une seule bague métallique sur la face externe du premier tronçon de conduit, autour de son extrémité mâle. Conformément à cette première variante de l'invention, l'étanchéité entre les deux tronçons de conduit est réalisée au niveau de leurs bourrelets de positionnement périphériques qui sont comprimés l'un 20 contre l'autre par le collier de serrage à vis. Selon une seconde variante de l'invention, lors de la phase de soufflage, on surmoule deux bagues métalliques, de préférence identiques, sur la face externe du premier tronçon de conduit, autour de son extrémité mâle. 25 Conformément à cette seconde variante de l'invention, les deux bagues métalliques ne sont pas fixées dans le moule de soufflage à proximité immédiate l'une de l'autre mais à une certaine distance de sorte que, lors de la phase de soufflage, un renflement annulaire en matière plastique soit formé entre celles-ci. 30 L'étanchéité entre les deux tronçons de conduit est alors réalisée au niveau de ce renflement annulaire suite à la compression de la matière plastique constitutive de ces deux tronçons à ce niveau par le col-lier de serrage à vis. Selon une troisième variante de l'invention, avant l'étape 35 d'assemblage des deux tronçons de conduit, on surmoule par injection une bague en matière plastique sur la bague métallique surmoulée sur la face externe du premier tronçon de conduit de sorte que cette bague métallique soit noyée dans la matière plastique. 4 Cette troisième variante de l'invention comporte une étape supplémentaire d'injection, en règle générale effectuée dans le moule de soufflage, mais nécessitant l'adjonction dans ce moule d'une unité d'injection auxiliaire. Pour éviter tout défaut d'étanchéité, la bague en matière plastique injectée doit être parfaitement soudée au premier conduit, de sorte que la bague métallique soit noyée dans celle-ci. C'est en effet cette bague en matière plastique qui permet de réaliser l'étanchéité entre les deux tronçons de conduit après assem- blage. Conformément à cette troisième variante de l'invention, il est bien entendu essentiel que la matière plastique constitutive de la bague plastique injectée postérieurement soit compatible avec la matière plastique constitutive des deux tronçons de conduit. Les caractéristiques du procédé qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma représentant la zone de jonction de deux tronçons de conduit assemblés par le procédé conforme à la première variante de l'invention, la figure 2 est une demi coupe de la zone de jonction de deux tronçons de conduit assemblés par le procédé conforme à la seconde variante de l'invention, la figure 3 est une demi coupe de la zone de jonction de deux tronçons de conduit assemblés par le procédé conforme à la troisième variante de l'invention. Selon la figure 1, le procédé conforme à l'invention permet l'assemblage d'un premier tronçon de conduit 1 ayant une extrémité mâle 11 et d'un second tronçon de conduit 2 ayant une extrémité femelle 21. Les deux tronçons de conduit 1, 2 comportent un bourrelet périphérique 3, 4 de section ovale venant en prise l'un dans l'autre en position assemblée. Le bourrelet de positionnement périphérique 3 du premier tronçon 1 est situé à proximité immédiate de son extrémité mâle 11 tandis que le bourrelet de positionnement périphérique 4 du second tronçon 2 est situé un peu en retrait de son extrémité femelle 21 de façon telle qu'après assemblage, les deux tronçons 1, 2 se chevauchent sur une fraction de leur longueur. Selon la figure 1, une bague métallique 5 faisant office de limiteur de compression est surmoulée sur la face externe du premier tronçon de conduit 1 au niveau du bourrelet de positionnement périphérique 3. 5 Après assemblage, la bague métallique 5 est prise en sandwich entre le premier tronçon de conduit 1 et le second tronçon de conduit 2 dans la zone de chevauchement de ces tronçons. Un collier de serrage à vis 6 est par ailleurs positionné au-tour de la face externe du second tronçon de conduit 2 au niveau du 10 bourrelet de positionnement périphérique 4. Dans la zone de chevauchement, le second tronçon de con-duit 2 se trouve ainsi pris en sandwich entre la bague métallique 5 et le collier de serrage à vis 6. Ce collier de serrage 6 permet ainsi de réaliser l'étanchéité 15 entre les deux tronçons de conduit 1, 2 suite à l'écrasement des bourrelets de positionnement périphériques 3, 4. Selon la figure 2, deux bagues métalliques 51, 52, séparées par un espace annulaire 10, sont surmoulées sur la face externe du premier tronçon de conduit 1 au niveau du bourrelet de positionnement péri- 20 phérique 3. Un renflement de matière plastique 7 est formé dans l'espace 10 séparant les deux bagues métalliques 51, 52 lors de l'étape de soufflage. Après assemblage, les bagues métalliques 51, 52 sont là en- 25 core prises en sandwich entre le premier tronçon de conduit 1 et le second tronçon de conduit 2 dans la zone de chevauchement de ces tronçons. Un collier de serrage à vis 6 est positionné autour de la face externe du second tronçon de conduit 2 à proximité de son extrémité femelle 21 au niveau du renflement de matière plastique 7. 30 Dans la zone de chevauchement, le second tronçon de con-duit 2 se trouve ainsi pris en sandwich entre la bague métallique 5 et le collier de serrage à vis 6. Ce collier de serrage à vis 6 permet ainsi de réaliser l'étanchéité entre les deux tronçons de conduit 1, 2 suite à l'écrasement 35 du renflement 7. Selon la figure 3, une seule bague métallique 5' est égale-ment surmoulée sur la face externe du premier tronçon de conduit 1, au- 6 tour de son extrémité mâle 11 et à proximité de son bourrelet de positionnement périphérique 3. Une bague en matière plastique 8 est en outre surmoulée par injection sur la bague métallique 5' de sorte que cette dernière bague 5 5' soit noyée dans la matière plastique. Après assemblage et positionnement d'un collier de serrage à vis 6, le surmoulage de cette bague complémentaire 8 permet de créer des zones d'étanchéisation 9 entre les deux tronçons de conduit 1, 2. lo NOMENCLATURE 1 11 2 21 3, 4 5, 5', 51, 52 6 7 8 9 Premier tronçon de conduit Extrémité mâle Second tronçon de conduit Extrémité femelle Bourrelets périphériques Bagues métalliques Collier de serrage à vis Renflement de matière plastique Bague en matière plastique Zones d'étanchéisation15 REVENDICATIONS1 °) Procédé d'assemblage de deux tronçons de conduit en matière plastique fabriqués par extrusion soufflage, en particulier de deux tronçons d'un conduit d'amenée d'air au turbocompresseur d'un moteur à combus- tion interne suralimenté, l'un de ces tronçons de conduit ou premier tronçon de conduit (1) ayant une extrémité mâle (11) tandis que l'autre tronçon de conduit ou second tronçon de conduit (2) a une extrémité femelle (21), et ces tronçons de conduit (1, 2) étant équipés de bourrelets de positionnement périphériques (3, 4) venant en prise l'un dans l'autre après as- semblage, caractérisé par les étapes suivantes : lors de la phase de soufflage du premier tronçon de conduit (1), on fait passer la paraison en matière plastique chaude obtenue à l'issue de la phase d'extrusion à travers au moins une bague métallique (5) fixée au moule, faisant office de limiteur de compression, de façon à surmouler cette bague (5) sur la face externe de ce premier tronçon de conduit (1), autour de son extrémité mâle (11) et à proximité de son bourrelet de positionnement périphérique (3), après démoulage, on introduit à force l'extrémité mâle (11) du premier tronçon de conduit (1) dans l'extrémité femelle (21) du second tronçon de conduit (2) préalablement fabriqué par extrusion soufflage de sorte que les bourrelets de positionnement périphériques (3, 4) de ces deux tronçons de conduit (1, 2) viennent en prise, et que la bague métallique (5) soit prise en sandwich entre ces deux tronçons (1, 2), et on met en place un collier de serrage à vis (6) autour de l'extrémité femelle (21) du second conduit (2), au droit de la bague métallique (5), de façon à garantir l'étanchéité au niveau de la jonction des deux tronçons de conduit (1, 2). 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la phase de soufflage, on surmoule deux bagues métalliques (5, 52) sur la face externe du premier tronçon de conduit (1), autour de son extrémité mâle (Il). 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 9 avant l'étape d'assemblage des deux tronçons de conduit (1, 2), on sur-moule par injection une bague en matière plastique (8) sur la bague métallique (5') surmoulée sur la face externe du premier tronçon de conduit (1) de sorte que cette bague métallique (5') soit noyée dans la matière plas- tique.