Brevet FR2939709A1 — publié le 20100618

i La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un organe de raccordement hydraulique, un dispositif pour cette fabrication ainsi qu'un organe de raccordement hydraulique. Elle trouve son application particulièrement en électroménager pour des 5 machines de préparation de boissons. Les machines de préparation de boissons comportent communément un circuit d'eau chauffée ou non apte à réaliser une infusion ou une solubilisation d'une matière de préparation de boissons telle que la mouture de café, des feuilles de thé hachées ou encore du café en granulés solubles pour io préparations instantanées. Dans ce contexte, la présente invention permet de raccorder différents composants hydrauliques entre eux et en particulier à titre non limitatif une chaudière à d'autres éléments du circuit tel un groupe d'infusion. Dans ce domaine, les contraintes de montage des éléments de circuit 15 d'eau sont élevées notamment en termes de respect des conditions alimentaires et d'hygiène, de résistance à la température et à la pression. Il est aussi nécessaire de prévoir un montage efficace des composants du circuit hydraulique. A ce sujet, les systèmes existants ne donnent pas entière satisfaction. Le 20 document EP-A1-0428341 révèle que le montage des différents éléments à raccorder est complexe. D'autres systèmes mettent en évidence l'utilisation de tubes dotés d'une portion annulaire participant au blocage mécanique des tuyaux sur l'organe hydraulique Ce type de disposition implique cependant l'utilisation de tubes spécifiques 25 de fabrication onéreuse et en grand nombre suivant des standards de dimension figés sans capacité de fabrication flexible voire ponctuelle. Il existe donc un besoin d'optimiser la facilité de la réalisation des éléments de raccordement pour systèmes hydrauliques. Ce besoin est d'autant plus important que la tendance actuelle est au recyclage et au remplacement 30 des pièces usagées des machines ce qui implique des étapes de démontage et de remontage en nombre pour les professionnels de la maintenance. L'invention s'inscrit dans ce cadre et propose à cet effet un procédé et un dispositif de fabrication d'un organe de raccordement hydraulique à la forme 2 générale d'un tube permettant une fabrication facilitée de l'organe de raccordement Selon l'invention, un outillage léger et un procédé rapide et facile sont suffisants pour former l'organe de raccordement disposant d'une portion annulaire en relief sur sa surface extérieure. On peut alors envisager la fabrication dans les ateliers de maintenance, dans les usines de fabrication avec des étapes répétées, très rapides et sans difficulté. Un exemple avantageux est la possibilité de réparer un circuit hydraulique en remplaçant un organe de raccordement par simple découpe en longueur d'un tube et par sa io mise en forme au moyen de l'invention. Cette adaptabilité de l'invention s'inscrit particulièrement bien dans un contexte de recyclage des produits et d'éco-conception. L'invention concerne également un organe de raccordement hydraulique présentant la forme générale d'un tube et disposant d'une portion annulaire en 15 relief sur sa surface extérieure. Suivant un aspect de l'invention, cet organe a l'avantage de comporter une portion annulaire en relief constituant un élément de blocage pour coopérer avec un élément de raccordement complémentaire et une portion évasée à son extrémité, l'ensemble facilitant la phase d'emmanchement de l'organe de 20 raccordement dans la pièce à raccorder (telle une chaudière) et favorise aussi le placement d'un joint torique facilement mis en place par l'extrémité de l'organe de raccordement et calé au moyen de la portion annulaire et de la forme évasée. D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui 25 suit qui présente un mode de réalisation préféré de l'invention cependant sans aucun caractère imitatif. Avant cette description détaillée, il est rappelé que la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un organe de raccordement hydraulique à la forme générale d'un tube comportant une portion annulaire en relief sur sa 30 surface extérieure, caractérisé par le fait que l'on réalise la portion annulaire par thermoformage d'un tube en matériau polymère. Suivant des variantes préférées mais non limitatives, l'invention est telle que : 3 - le procédé présente les étapes consistant à introduire une extrémité du tube dans un moule de thermoformage comportant une matrice formée en négatif de la portion annulaire à réaliser, à chauffer l'extrémité du tube et à exercer une pression sur le tube en suivant la direction de l'introduction de sorte s à déformer le tube dans la matrice. - on utilise un moule présentant un moule avant et un moule arrière, le moule avant étant situé en amont du moule arrière suivant le sens d'introduction du tube, et on ouvre le moule avant du tube après sa déformation de sorte à autoriser le retrait du tube, io - on guide l'introduction du tube sur un organe mâle du moule, - on utilise un organe mâle évasé vers sa base de sorte à évaser l'extrémité du tube. L'invention concerne également un dispositif de fabrication d'un organe de raccordement hydraulique apte à mettre en oeuvre le procédé de l'invention. 15 Ce dispositif comporte : - un moule de thermoformage comprenant une matrice formée en négatif de la portion annulaire à réaliser, et des moyens de chauffage de l'extrémité du tube. Suivant des possibilités avantageuses mais purement optionnelles, ce 20 dispositif est tel que : - le moule comporte une surface de butée configurée pour arrêter l'introduction du tube dans la matrice, - le moule présente un moule avant étant situé en amont du moule arrière suivant le sens d'introduction du tube et le moule avant est mobile entre 25 une position fermée et une position ouverte autorisant le retrait du tube, - le dispositif comporte un organe mâle de guidage du tube, - l'organe mâle est évasé vers sa base. L'invention concerne également un organe de raccordement hydraulique pour machine de préparation de boissons. 30 Cet organe a la forme générale d'un tube et présente sur sa surface extérieure une portion annulaire apte à coopérer avec des moyens de connexion pour assurer le raccordement mécanique avec un élément hydraulique extérieur (tel une chaudière). Suivant une possibilité, l'organe 4 comporte une portion évasée à son extrémité distale. Avantageusement, cette extrémité évasée s'étend sensiblement depuis la portion annulaire jusqu'à la bordure distale du tube. Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l'invention. Ils représentent seulement un mode de réalisation de l'invention et permettront de la comprendre aisément. Les figures 1 à 7 présentent différentes étapes successives du procédé de l'invention. La figure 8 illustre un mode de réalisation de l'organe de raccordement io selon l'invention. Les figures 9 et 10 présentent une possibilité d'utilisation de l'organe de raccordement de l'invention dans un ensemble hydraulique du type chaudière. L'organe de raccordement tel que représenté à la figure 8 a la forme générale d'un tube 1 avantageusement en polytétrafluoréthylène (connu sous la 15 marque déposée Téflon�) ou en polyamide. L'organe comporte une portion annulaire 3 ici visible sous forme d'un bourrelet réalisé de façon circulaire vers l'extrémité 2 du tube 1. Depuis la portion annulaire 3 vers la bordure du tube 1, l'organe de raccordement comporte une zone évasée 19. Sur le plan de la connectique, suivant une possibilité, une portion annulaire 3 et la zone évasée 20 19 coopèrent pour assurer la réception d'un joint torique sur la surface extérieure du tube 1. Une application de l'organe de raccordement hydraulique selon l'invention est donnée aux figures 9 et 10 auxquels les organes de raccordement coopèrent avec l'embouchure 17 d'un organe hydraulique (tel une chaudière) et 25 un connecteur 16. Plus précisément, le tube 1 est inséré par son extrémité comportant la portion annulaire 3 à l'intérieur de l'embouchure 17 après avoir été équipé d'un joint 18 décrit précédemment. L'ensemble mis en butée dans l'embouchure 17 est ensuite arrêté en position par la mise en place du connecteur 16 ici sous forme d'une pièce en matière plastique moulée dotée 30 d'une ouverture longitudinale permettant l'insertion aisée autour du tube 1. Le connecteur 16 comporte des moyens de blocage aptes à s'appliquer sur la portion annulaire 3 et sur l'embouchure 17 tel qu'illustré en figure 10 de sorte à réaliser la fixation. Cet exemple n'est aucunement limitatif et bien d'autres systèmes de connexion auraient pu être utilisés en combinaison avec l'organe de raccordement de l'invention. Un autre aspect de l'invention concerne la réalisation de l'organe de raccordement à partir d'un élément tubulaire du type tube 1 préférentiellement 5 en polyamide (Pa) ou en polytétrafluoroéthylène (PTFE), en polypropylène (PP) ou en polyethylène (Pe). Bien que ces polymères ne soient pas limitatifs des matériaux utilisables pour l'invention, on a constaté avec surprise qu'ils convenaient particulièrement à la mise en forme par thermoformage opérée par l'invention. Leur compatibilité alimentaire et leurs propriétés de résistance io mécanique les rendent particulièrement adaptés à des applications aux appareils électroménagers tels des dispositifs de chauffage pour machines de préparation de boissons. Le tube 1 est avantageusement de section circulaire sans limitation de diamètre même si on peut indiquer que des diamètres compris entre 3 et 20 15 millimètres donnent entière satisfaction. Toujours à titre non limitatif, l'épaisseur de la paroi du tube 1 peut être comprise entre 1 et 3 millimètres La mise en forme du tube 1 pour la réalisation de la configuration de son extrémité 2 s'effectue au moyen d'un dispositif de thermoformage 4 dont les éléments principaux apparaissent en figure 1 notamment. A cette figure, on a 20 représenté un volume de réception de l'extrémité 2 du tube 1, délimité par une surface de moulage 9 formant un élément de matrice en négatif applicable sur la paroi extérieure du tube 1. Telle que représentée, la surface de moulage 9 comporte une matrice 13 réalisée sous forme d'un renfoncement dans la surface 9 au niveau duquel sera formé le bourrelet. A son extrémité intérieure, 25 la surface 9 est prolongée par une surface de butée 7 de sorte à arrêter la translation du tube 1 lors de son insertion. Avantageusement, l'extrémité intérieure de la surface 9 se termine par une portion évasée 12 permettant de conférer une forme évasée à l'extrémité 2 du tube 1. La surface de moulage 9 est constituée dans un moule ici réalisé en deux 30 parties à savoir une partie avant 11 et une partie arrière 10 se succédant selon la direction d'insertion du tube 1 dans le dispositif de thermoformage 4. Avantageusement, les moules avant 11 et arrière 10 se rejoignent sensiblement au milieu de la largeur de la matrice 13 apte à former la portion annulaire 3. Toujours à titre préféré, le moule avant 11 présente une mobilité soit manuelle soit par des moyens d'entraînement automatisés de sorte à l'ouvrir afin de faciliter l'extraction de l'organe de raccordement après sa mise en forme. Toujours à titre préféré, un chanfrein repéré à la figure 2 est formé à l'extrémité extérieure du moule avant 11 de sorte à faciliter l'introduction de l'extrémité 2 du tube 1. Les éléments de moule sont chauffés par l'intermédiaire de moyens de chauffage courants notamment du type comportant une résistance électrique. Ils sont schématisés au repère 8 sous forme d'un corps chauffant en figure 7. io La surface du moulage 9 telle que représentée aux diverses figures constitue une surface femelle dans laquelle vient s'insérer le tube 1. En complément pour favoriser la déformation du tube 1 et son guidage dans le dispositif de thermoformage 4, ce dernier comporte avantageusement un organe mâle 5 illustré aux diverses figures sous forme d'un doigt allongé allant 15 sensiblement jusqu'à l'extrémité extérieure du moule avant 11 ou légèrement au-delà. L'organe mâle 5 assure la réception de l'extrémité 2 du tube 1 dès le début de son insertion dans le dispositif de thermoformage 4. Il comporte avantageusement une première partie de diamètre et de forme sensiblement équivalentes au diamètre et à la forme intérieure du tube 1 pour mettre en 20 oeuvre un contact surfacique de guidage performant. Suivant une deuxième partie de sa longueur en allant vers l'intérieur du dispositif de thermoformage 4, l'organe mâle 5 comporte avantageusement une portion évasée 6 laquelle, dans l'exemple du mode de réalisation illustré, commence sensiblement au niveau de la matrice 13. 25 La portion évasée 6 a un profil équivalent à l'évasement de la portion évasée 12 de la surface de moulage 9. Ces deux surfaces en vis-à-vis coopèrent pour déformer l'extrémité 2 du tube 1 de sorte à lui conférer une zone évasée 19. L'amplitude de l'évasement de l'organe de raccordement et des portions 6 30 et 12 est par exemple comprise entre 2 et 15° relativement à l'axe du tube 1. En partant de la figure 1, on a représenté une première phase de procédé durant laquelle le tube 1 est introduit suivant la direction indiquée par la flèche à l'intérieur du dispositif de thermoformage 4. 7 Le chanfrein et l'extrémité distale de l'organe mâle 5 assurent la prise en charge aisée de l'extrémité 2 du tube 1 pour amorcer l'insertion. Cette phase est représentée en figure 2. L'opérateur ou tout moyen automatisé poursuit l'avance du tube 1 de sorte à mettre son extrémité 2 en butée dans le fond du moule au niveau des surfaces de butée 7. Durant la phase d'insertion, un échauffement de l'extrémité 2 se produit de sorte qu'elle est rendue malléable et susceptible de se déformer en particulier pour former la zone évasée 19. De cette phase représentée à la figure 3 l'effort d'introduction exercée sur le tube 1 se poursuit tel que figuré en figure 2 de sorte à exercer une pression sur la io matière du tube 1, laquelle dans sa partie rendue malléable par l'échauffement, va se déformer dans la matrice 13. La figure 5 représente le résultat obtenu en fin de formation avec la réalisation d'une portion annulaire 3 sous forme d'un bourrelet réalisé par repliement de la matière de l'extrémité 2 du tube 1 sur elle-même au niveau de 15 la matrice 13. Cette portion annulaire 3 se forme au moyen d'un seul mouvement de translation facile pour un utilisateur ou aisé à mécaniser. La portion annulaire 3 comporte par ailleurs un état de surface extérieure de bonne qualité et réalisée d'un seul tenant avec le reste de l'organe de raccordement si bien que les propriétés de résistance mécanique de l'ensemble sont favorisées. 20 L'extraction de l'organe de raccordement du dispositif de thermoformage 4 s'effectue dans le cas représenté à la figure 6 par la mobilité en ouverture du moule avant 11 ici sous forme de translation de deux parties composant le moule avant 11, la translation assurant leur éloignement. On peut ensuite facilement retirer l'organe de raccordement comme cela 25 apparaît en figure 7. On notera que la formation d'une zone évasée 19 favorise l'efficacité de la déformation plastique de l'extrémité 2 du tube 1 lors de la réalisation de la portion annulaire 3. En effet, l'évasement constitue une première phase de mise en forme dont le demandeur a constaté qu'elle favorisait la malléabilité de la 30 matière du tube pour la suite de l'opération de formage. A titre d'illustration uniquement, pour un tube en PTFE, avec une température de refusion de 320°C et une vitesse d'avance du tube 1 de l'ordre de 1 mm/seconde, on réalise une portion annulaire 3 en moins de 15 secondes. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un organe de raccordement hydraulique à la forme générale d'un tube (1) comportant une portion annulaire (3) en relief sur sa surface extérieure, caractérisé par le fait que l'on réalise la portion annulaire (3) par thermoformage d'un tube (1) en matériau polymère. 2. Procédé selon la revendication 1 comportant les étapes consistant à : - introduire une extrémité (2) du tube (1) dans un moule de thermoformage to comportant une matrice (13) formée en négatif de la portion annulaire (3) à réaliser, - chauffer l'extrémité du tube (1), - exercer une pression sur le tube (1) en suivant la direction de l'introduction de sorte à déformer le tube (1) dans la matrice (13). 15 3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel on utilise un moule présentant un moule avant (10) et un moule arrière (11), le moule avant (10) étant situé en amont du moule arrière (11) suivant le sens d'introduction du tube (1), et dans lequel on ouvre le moule avant (10) du tube (1) après sa déformation de 20 sorte à autoriser le retrait du tube (1). 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel on guide l'introduction du tube (1) sur un organe mâle (5) du moule. 5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel on utilise un organe mâle (5) évasé vers sa base de sorte à évaser l'extrémité (2) du tube (1). 25 6. Dispositif de fabrication d'un organe de raccordement hydraulique apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un moule de thermoformage comprenant une matrice (13) formée en négatif de la portion annulaire (3) à réaliser, et des moyens de chauffage de l'extrémité du tube (1). 30 7. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel le moule comporte une surface de butée (7) configurée pour arrêter l'introduction du tube (1) dans la matrice (13). 10 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7 dans lequel le moule présente un moule avant (10) étant situé en amont du moule arrière (11) suivant le sens d'introduction du tube (1) et dans lequel le moule avant (10) est mobile entre une position fermée et une position ouverte autorisant le retrait du tube (1). 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8 comportant un organe mâle (5) de guidage du tube (1). 10. Dispositif selon la revendication 9 dans lequel l'organe mâle (5) est évasé vers sa base. 11. Organe de raccordement hydraulique pour machine de préparation de 10 boissons obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 12. Organe selon la revendication 11 comportant une portion annulaire (3) située à la base d'une zone évasée (19) à l'extrémité (2) du tube (1). 13. Organe selon la revendication 11 ou 12 dans lequel le tube (1) est en 15 polytétrafluoroéthylène, en polypropylène, en polyethylène ou en polyamide.