Brevet FR2941512A1 — publié le 20100730

L'invention concerne un dispositif de raccordement en matière plastique comprenant un corps tubulaire avec une section de connexion pour un conduit en matière plastique destiné à être emmanché dans ladite section de connexion. De façon générale, on utilise un tel dispositif de raccordement pour raccorder par l'intermédiaire du corps tubulaire deux conduits l'un à l'autre dans un circuit de transport de fluide. Un tel dispositif de raccordement doit être capable de supporter de fortes contraintes en terme par exemple de pression du fluide, de température, de vibrations, etc., et nécessite donc une très bonne liaison entre le corps tubulaire et les conduits. On connaît du document WO2007/048896 un dispositif de raccordement comprenant un corps à deux sections soudées l'une à l'autre, une première section de connexion en métal recouverte d'une couche de matière plastique étant soudée à une deuxième section de connexion en matière plastique compatible avec la matière plastique de la première section. Le soudage des deux sections du dispositif de raccordement se fait par frottement par rotation ou vibrations des deux sections l'une contre l'autre. D'un côté du dispositif de raccordement, un premier conduit est emmanché à force sur la première section de connexion qui est pourvue de bourrelets permettant un ancrage de la première section dans le conduit, puis une première bague est sertie sur le premier conduit. De l'autre côté du dispositif de raccordement, un deuxième conduit pourvu d'une gorge est engagé dans la deuxième section de connexion à travers une deuxième bague élastique qui vient se loger dans la gorge pour retenir le deuxième conduit. Cependant, avec ce dispositif, le premier conduit est déformé lorsqu'il est emmanché sur la première section de connexion, ce qui provoque une perte de charge dans le circuit de fluide. De plus, ce dispositif nécessite un deuxième conduit spécial muni d'une gorge. Le but de l'invention est de fixer de manière sûre et plus simple un conduit tubulaire en matière plastique sur un dispositif de raccordement en matière plastique. Un autre but de l'invention est d'améliorer la qualité de la fixation d'un conduit sur un dispositif de raccordement. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de raccordement en matière plastique comprenant un corps tubulaire avec une section de connexion pour un conduit en matière plastique destiné à être emmanché dans ladite section de connexion, caractérisé en ce que ladite section de connexion a une extrémité de connexion qui présente un épaulement annulaire intérieur recevant une bague en matière plastique chargée de particules métalliques dispersées dans la matière plastique de la bague. Un dispositif selon l'invention permet d'obtenir une fixation solide et rapide d'un conduit sur le dispositif de raccordement. De plus, on peut fixer de cette manière un conduit tubulaire sans le déformer, donc sans perte de charge. Le dispositif selon l'invention peut présenter avantageusement les particularités suivantes: - la bague est rapportée dans ledit corps tubulaire. - la bague est noyée dans la matière plastique du corps tubulaire. - la bague consiste en un cylindre droit d'épaisseur de paroi comprise entre environ 0,3 millimètre et 2,5 millimètres. L'invention s'étend à un procédé de soudage d'un tel dispositif de raccordement en matière plastique à un conduit en matière plastique caractérisé en ce qu'il consiste à insérer ledit conduit dans ladite section de connexion jusqu'à ce que ladite bague entoure ledit conduit et à entourer ladite bague avec une bobine électromagnétique fournissant un champ électromagnétique pour chauffer les particules métalliques dans la bague. Ce procédé permet de souder ensemble le conduit, la bague et la section de connexion. L'invention sera maintenant décrite plus en détail et en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples non limitatifs. La figure 1 montre schématiquement une vue en coupe axiale du dispositif de raccordement selon l'invention avec une bague non montée. La figure 2 montre une vue en perspective de la bague seule de la figure 1. La figure 3 montre schématiquement une vue en coupe axiale du dispositif de raccordement de la figure 1 avec la bague montée et un 20 conduit non monté. La figure 4 montre schématiquement une vue en coupe axiale du dispositif de raccordement de la figure 1 équipé de la bague et du conduit, entouré d'une bobine électromagnétique. La figure 5 montre schématiquement une vue de côté du dispositif de raccordement selon l'invention entouré de la bobine électromagnétique de la figure 4. La figure 6 montre schématiquement une vue en coupe axiale du 5 dispositif de raccordement de la figure 1 après soudage de la bague et du conduit. Sur la figure 1, on a représenté un dispositif de raccordement 1 selon l'invention comprenant un corps tubulaire 2 avec une première section de connexion 3 destinée à recevoir un conduit 5 (représenté sur les figures 3 10 et 4). Le corps tubulaire 2 a une deuxième section de connexion 4 opposée à la première section de connexion 3 destinée à recevoir un autre conduit, et peut comprendre par exemple des joints d'étanchéité 6,7 pour assurer une liaison étanche entre la deuxième section de connexion 4 et cet autre conduit. Le corps tubulaire 2 est représenté ici droit, mais pourrait aussi 15 être coudé. Le dispositif de raccordement 1 est fabriqué en matière plastique, de préférence en polyamide, et par exemple du polyamide-11 ou du polyamide-12. Sur la figure 1, on a aussi représenté une bague 8 destinée à être insérée selon une direction d'insertion axiale indiquée par la flèche A dans 20 un logement 9 d'une extrémité libre 3A de la première section de connexion 3 en s'intercalant entre la section de connexion 3 et le conduit 5. Avantageusement, la bague 8 est réalisée en matière plastique chargée de particules métalliques 12 ou magnéto-résistives, la matière plastique constituant la bague étant compatible avec la matière plastique constituant le dispositif de raccordement 1, de préférence du polyamide et par exemple du polyamide-11 ou du polyamide-12. Les particules métalliques 12 intégrées dans la bague 8 sont choisies de sorte que, sous l'action d'un champ électromagnétique, les particules métalliques 12 chauffent la matière plastique de la bague 8 pour souder ensemble le conduit 5, la bague 8 et la section de connexion 3 du dispositif de raccordement 1. Plus précisément, les particules métalliques 12 et la matière plastique du conduit 5, de la bague 8 et du dispositif de raccordement 1 sont choisies de sorte que la température de Curie des particules métalliques 12 soit supérieure à la température de fusion de la matière plastique pour réaliser la soudure. L'utilisation d'une bague 8 permet de disposer des particules métalliques 12 uniquement à l'emplacement nécessaire pour réaliser la soudure, et donc de réduire la quantité totale de particules métalliques 12 dans le dispositif de raccordement 1 et la masse du dispositif de raccordement 1. Par ailleurs, on peut par exemple charger le corps 2 du dispositif de raccordement 1 en fibres de verre pour améliorer sa rigidité, sans charger de même la bague 8 en fibres de verre qui seraient incompatibles avec les particules métalliques 12. Comme on peut le voir sur la figure 2, la bague 8 a la forme d'un cylindre droit creux et peut présenter à ses extrémités axiales un chanfrein intérieur 10 respectif. Le logement 9 ou alésage intérieur de la première section de connexion 3 est également cylindrique, s'étendant selon la direction A, de longueur légèrement supérieure à la longueur de la bague 8 avec un épaulement de fond 9A annulaire intérieur qui permet de limiter l'insertion de la bague 8 dans la section de connexion 3 de sorte que, une fois insérée, la bague 8 affleure presque l'extrémité libre 3A de la section de connexion 3. Le diamètre du logement 9 est égal ou très légèrement inférieur au diamètre externe de la bague 8 de sorte que l'on puisse insérer la bague 8 dans le logement 9 légèrement en force dans la direction A, comme représenté sur la figure 3, sans laisser de jeu entre la bague 8 et le logement 9 de sorte à ne pas perdre la bague 8 et permettre à la bague 8 de rester en position dans le logement 9 avant l'opération de soudure. Le diamètre interne de la bague 8 est égal ou très légèrement supérieur au diamètre externe du conduit 5, de sorte que l'on puisse emmancher le conduit 5 dans la direction axiale A dans la bague 8 insérée à l'extrémité de la section de connexion 3 du dispositif de raccordement 1, comme représenté sur la figure 4, sans trop de jeu entre le conduit 5 et la bague 8, ni sans déformation du conduit 5. On voit sur la figure 4 que les chanfreins 10 de la bague 8 définissent respectivement à chaque extrémité de la bague 8 un espace d'expansion 11 annulaire entre le conduit 5 et la bague 8, comme cela sera précisé plus loin. La bague 8 chargée de particules métalliques 12 peut être fabriquée séparément du corps 2 du dispositif de raccordement 1 par un procédé connu d'injection et rapportée dans le dispositif de raccordement 1. Alternativement, la bague 8 avec les particules métalliques peut aussi être noyée dans le corps 2 du dispositif de raccordement 1, c'est-à-dire moulée avec le corps 2, notamment par un procédé connu de bi-injection. Dans les deux procédés de fabrication de la bague 8, les particules métalliques 12 sont dispersées de manière homogène dans la matière plastique constituant la bague 8. Ces deux procédés de fabrication de la bague 8 peuvent être choisis selon l'application du dispositif de raccordement 1 et en fonction d'avantages respectifs. Ainsi, une bague 8 bi-injectée avec le corps 2 du dispositif de raccordement 1 permet d'éviter un assemblage de la bague 8 avec le dispositif de raccordement 1 ce qui réduit le coût total de réalisation du dispositif 1 selon l'invention ; elle permet aussi d'obtenir une meilleure adhésion entre la bague 8 et le corps 2 du dispositif de raccordement 1 et réduit le temps de soudage nécessaire puisqu'une surface externe 15 de la bague 8 est déjà solidaire du corps 2. Cependant, une telle bague 8 biinjectée nécessite l'utilisation d'un moule complexe et onéreux et sera donc bien adaptée à une production en moyenne ou grande série. Une bague 8 rapportée sera à l'inverse bien adaptée à une production en petite série puisqu'elle présente l'avantage de nécessiter un outillage plus simple pour sa fabrication, notamment un moule plus simple, et donc d'être moins chère à fabriquer, même si une telle bague 8 rapportée nécessite un assemblage et augmente le temps et l'énergie nécessaire au soudage. Pour fabriquer un dispositif de raccordement 1 en matière plastique et réaliser une soudure du conduit 5 dans le dispositif de raccordement 1, après avoir introduit le conduit 5 dans la section de connexion 3 du dispositif de raccordement 1, la bague 8 étant disposée entre le conduit 5 et la section de connexion 3, on entoure le corps tubulaire 2 d'une bobine électromagnétique 13, comme représenté sur les figures 4 et 5, de sorte à échauffer la bague 8 par induction. Une telle bobine 13 fournit un champ électromagnétique qui crée des courants induits ou courants de Foucault dans les particules métalliques 12 intégrées dans la bague 8, ce qui provoque un échauffement par effet Joule des particules métalliques 12 et fait fondre la matière plastique de la bague 8. Lorsque la bague 8 fond, une surface interne 14 de la bague 8 fusionne avec le conduit 5 ou est soudée sur le conduit 5 et une surface externe 15 de la bague 8 est soudée dans le logement 9 de la section de connexion 3. En fondant, la bague 8 gonfle et se déforme en étant coincée entre le conduit 5 et le logement 9 et notamment l'épaulement 9A, de sorte que la matière plastique de la bague 8 s'étende dans les espaces d'expansion 11 entre le conduit 5 et la bague 8, comme on peut le voir sur la figure 6. La soudure est réalisable et solide, c'est-à-dire qu'on a une continuité de matière entre les parties à souder, si les matières plastiques du conduit 5, de la bague 8 et du dispositif de raccordement 1 sont compatibles entre elles d'un point de vue de soudage. La bague 8 a une épaisseur de paroi notée E sur la figure 1 comprise avantageusement entre environ 0,3 millimètre et 2,5 millimètres. Une telle épaisseur de paroi E permet à la fois de limiter le temps de soudure et de permettre un gonflement de matière suffisant pour compenser des éventuels défauts de forme du logement 9 et le jeu éventuel entre la bague 8 et le logement 9 ou le conduit 5. On comprendra que, selon la nature, la répartition et la taille des particules métalliques 12 ainsi que l'intensité et la fréquence du champ électromagnétique fourni par la bobine 13, l'échauffement par induction du procédé selon l'invention peut être très rapide. Par conséquent, la soudure dont la durée est fonction de la taille du dispositif de raccordement 1 peut aussi être très rapide, de l'ordre de quelques secondes à quelques dizaines de secondes. Par exemple, dans le cas d'un dispositif de raccordement 1 d'environ 1 centimètre de diamètre, le temps de soudure pourra être d'environ 4 à 5 secondes. La bobine électromagnétique 13 sera avantageusement choisie parmi des bobines commerciales classiques, par exemple la bobine peut être constituée d'un fil de cuivre alimenté par un générateur du commerce d'environ 2 MHz. Suivant le matériau plastique retenu pour l'injection de la bague 8, il faut agir sur trois paramètres suivants pour atteindre la fusion de la bague 8 dans un temps donné avec une puissance de générateur donnée pour alimenter la bobine électromagnétique 13 : - la nature de la charge métallique c'est-à-dire ses propriétés magnéto-résistives et son point de curie, comme décrit plus haut ; - la dimension des particules métalliques 12 qui correspond à la surface d'échange thermique entre les particules 12 et la matière plastique de la bague 8. Il est préférable que cette surface d'échange thermique soit grande. Cependant si les particules 12 sont trop grosses, il est difficile de les disperser de manière homogène dans le matériau plastique de la bague 8. En outre, des trop grosses particules 12 pourraient boucher des canaux d'injection servant à l'injection de la matière plastique de la bague 8 ; - la quantité de particules métalliques 12 dispersées dans le matériau plastique de la bague 8 : cette quantité peut varier de 15% à 60% en volume, suivant la nature et la taille des particules 12 et de sorte à obtenir une répartition homogène des particules 12 dans la matière plastique de manière à avoir une fusion homogène de la matière plastique de la bague 8. Un avantage du dispositif de raccordement 1 selon l'invention est que le conduit 5 est inséré dans la section de connexion 3 sans être déformé, ce qui évite toute perte de charge au niveau du dispositif de raccordement REVENDICATIONS1. Dispositif de raccordement (1) en matière plastique comprenant un corps tubulaire (2) avec une section de connexion (3) pour un conduit (5) en matière plastique destiné à être emmanché dans ladite section de connexion (3), caractérisé en ce que ladite section de connexion (3) a une extrémité de connexion (3A) qui présente un épaulement annulaire intérieur (9A) recevant une bague (8) en matière plastique chargée de particules métalliques (12) dispersées dans la matière plastique de la bague (8). 2. Dispositif de raccordement selon la revendication 1, dans lequel la 10 bague (8) est rapportée dans ledit corps tubulaire (2). 3. Dispositif de raccordement selon la revendication 1, dans lequel la bague (8) est noyée dans la matière plastique du corps tubulaire (2). 4. Dispositif de raccordement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la bague (8) consiste en un cylindre droit d'épaisseur (E) de paroi 15 comprise entre environ 0,3 millimètre et 2,5 millimètres. 5. Procédé pour souder un dispositif de raccordement (1) en matière plastique selon l'une des revendications 1 à 4 à un conduit (5) en matière plastique, caractérisé en ce qu'il consiste à insérer ledit conduit (5) dans ladite section de connexion (3) jusqu'à ce que ladite bague (8) entoure ledit conduit (5) et entourer ladite bague (8) avec une bobine électromagnétique (13) fournissant un champ électromagnétique pour chauffer les particules métalliques (12) dans la bague (8).