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RACCORD INDETACHABLE ENTRE UN TUBE ET UN AUTRE CORPS, ET PROCEDE DE
FABRICATION DE CE RACCORD.
L'invention est relative à un raccord indétachable, résistant' à la traction entre un bout de tube et une autre pièce, pouvant être de nature quelconque, par exemple un manchon de raccord à un second tube, un second tube, une plaque ou analogue.
L'invention a particulièrement pour but la fabrication d'un raccord étanche aux gaz et aux liquides entre un tube à paroi mince et une autre pièce, par exemple entre un tube de distribution et un tubé collec- teur d'un radiateur. L'invention convient en particulier à des tubes ou autres pièces de radiateurs en aluminium. Quand on utilise ce métal, on jouit de l'avantage de pouvoir fabriquer le raccord à froid, parce que l'aluminium'se laisse déformer par pressage à froid, de sorte que la matie- re convient bien à la fabrication par refoulement d'un raccord étanche aux gaz et aux liquides, dans tous les cas où un raccord à vis ou à rivet ou par soudage ou brasage n'entre pas en ligne de compte à cause de la mince paroi des tubes ou pour d'autres raisons.
On connait des raccords de tubes dans lesquels le bout du tube est rattaché à l'autre pièce du raccord par refoulement d'un corps métal- lique disposé entre les deux pièces. Dans ce cas, des deux bouts de tube introduits l'un dans l'autre le bout extérieur est élargi tandis que le bout intérieur est lisse. Il en résulte que la résistance du raccord à des efforts de traction est faible.
L'invention a pour but un raccord indétachable entre un tube métallique et un corps métallique, dans lequel le bout de tube élargi se dis- pose dans un creux correspondant du corps à raccorder au tube et les surfaces du tube et du corps appliquées l'une sur l'autre et formant joint étanche, sont pressées l'une contre l'autre au moyen d'une pièce métallique refoulée.
On désigne, dans cette description, par le terme "élargi", aussi bien une augmentation du diamètre intérieur libre du tube que là formation, au bout du tube, d'une bride, ou en général de toute pièce de ce' genre dont le dia-
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mètre est supérieur au diamètre extérieur du tube. On peut alors ou bien introduire la matière à refouler sous forme de corps individuel, avantageu- sement de forme annulaire, dans l'espace prévu dans ce but entre les deux pièces du raccord et la refouler, ou bien encore on la sépare de la pièce devant être raccordée au tube avant le refoulement, avantageusement en une seule opération combinée au refoulement, puis on la refoule dans l'es- pace compris entre les deux pièces devant être raccordées entre elles.
Quelques formes d'exécution du raccord de tubes suivant l'in- vention sont représentées sur les figures des dessins en annexe, sur les- quels :
La figure 1 représente les pièces à raccorder, avant le rac- cord;
La figure 2 représente les mêmes pièces en coupe longitudinale après le raccord;
La figure 3 représente en coupe le raccord de deux tubes de dis- tribution à un tube collecteur.
La figure 4 représente en coupe le raccord d'un tube de distri- bution à une paroi.
La figure 5 représente une autre forme d'exécution d'un raccord entre un tube à paroi mince et une paroi.
La figure 6 représente un raccord à bride, dans lequel les bri- des sont raccordées aux tubes correspondants conformément à l'invention.
La figure 7 représente une autre forme d'exécution du raccord au moyen d'un corps refoulé disposé à l'extérieur de la bride du tube.
Les figures 8 et 9 représentent le raccord de deux tubes.
Les figures 10 et 11 représentent en coupe le raccord d'un tube à une paroi suivant un autre mode d'exécution de l'invention.
Les figures 12 à 14 représentent en coupe le raccord entre un tube de distribution et un tube collecteur, à différents moments du procédé de fabrication.
Les figures 15 à 17 représentent les raccords entre un tube et une plaque, la partie gauche de la figure représentant chaque fois en coupe l'état avant le raccord, la partie droite, celui après le refoulement.
Dans la forme de construction suivant les figures 1 et 2, cha- cun des deux tubes est raccordé à une pièce intermédiaire métallique commune
11 de manière que le bout de tube élargi soit maintenu dans un creux de la pièce intermédiaire par un corps annulaire 17 refoulé dans le creux. Dans la pièce intermédiaire 11 sont prévus des creux 13 ou respectivement 14 pour chaque bout de tube. La paroi de séparation entre les deux creux 13 et 14 est munie d'une ouverture 15 dont le diamètre est égal au diamètre du tube, mais est cependant inférieur au diamètre des deux creux cités, de manière qu'à l'intérieur de la pièce intermédiaire, il demeure un épaulement 16 servant d'appui à la bride du tube 10. Le creux de gauche 13 a une forme cylindri- que et le creux de droite 14 une forme se rétrécissant en cône vers l'exté- rieur.
La section la plus étroite du creux conique est cependant toujours plus grande que la section de la bride 10. Les deux creux peuvent également avoir la même forme, par exemple être tous les deux cylindriques ou tous les deux coniques.
Pour le raccord des deux bouts de tubes à la pièce intermédiaire
11, on introduit les bouts de tubes dans les creux correspondants 13 ou res-
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pectivement 14, jusquà ce que les brides 10 s'appuient sur les épaulements 16, comme le montre la figure 2. Chacun des deux tubes 12 est muni d'un corps métallique annulaire 17 pouvant glisser à vide. Le- diamètre extérieur. des anneaux 17 est inférieur au diamètre des creux 13 et 14, pour que,les anneaux 17 puissent également être introduits dans les creux correspondants.
Après leur introduction, les anneaux sont refoulés à l'intérieur de-s creux au moyen d'un outil de forme correspondante,de manière que leurs surfaces, extérieures s'appuient de façon étanche sur la paroi du creux et sur la bride du tube et pressent ainsi la bride contre l'épaulement 16. La surface intérieure de l'anneau 17 se dispose solidement contre la surface extérieure du tube et, dans le cas d'un tube à paroi mince, celui-ci se déforme quelque peu. La légère déformation du tube est représentée sur le dessin de façon quelque peu exagérée. Dans la plupart des cas, par exemple dans des appareils d'é- change de chaleur,la légère diminution de section ne joue aucun rôle. Si on doit l'éviter pour une raison quelconque, on peut introduire un mandrin à l'intérieur du tube pendant le refoulement de l'anneau.
Dans le raccord représenté sur la figure 2, le corps refoulé an- nulaire 17 est prévu dans l'espace entre le bout du tube et la paroi du creux.
L'élargissement en forme de bride 10 prévu au bout du tube se dispose entre l'anneau refoulé 17 et l'épaulement du corps 11. La figure 3 représente un raccord analogue pour deux tubes de distribution à minces parois 19 et 20, raccordés à un tube collecteur 18. Sur le côté gauche de la figure, le tube 20 est représenté avec l'anneau 17 avant le raccord, sur le côté droit ; le tube 19 est représenté sous la forme raccordée.
La figure 4 représente l'application de l'invention dans le cas où un tube à paroi mince 21 doit être raccordé à une plaque épaisse 22. Le creux 14 de la plaque 2'2 est conique et se rétrécit vers l'extérieur. On . refoule l'anneau 17 dans le creux 14 comme on le décrit plus haut.
Si on doit éviter un rétrécissement de la section du tube pen- dant le refoulement, on peut le prévenir par l'élargissement préalable . du tube. Dans ce but, on élargit le bout de tube de la figure 5 de façon correspondant aux lignes pointillées 24, on introduit le tube 23 dans le creux et on refoule ensuite l'anneau 17. Le degré d'élargissement est dé- terminé d'avance de manière qu'après le refoulement de 1-'anneau, par lequel la paroi voisine de la paroi du tube se déforme et le bout de tube élargi se rétrécit, le diamètre intérieur du bout du tube soit pratiquement égal au diamètre du hout de tube non-déformé.
Les raccords de tubes représentés jusqu'à présent sont indéta- chables. L'invention peut toutefois s'appliquer également à des raccords de tubes amovibles et permet ainsi le raccord démontable de tubes à parois minces qui, éventuellement, ne pourraient pas être raccordés les uns. aux autres au moyen de vis, rivets ou analogues. Dans ce but, conformément à la figure 6, on raccorde les deux tubes 26 chacun à une bride 27 de la manière déjà décrite à l'aide d'anneaux 17. Le raccord des deux brides 27 s'effectue en intercalant un anneau d'étanchéité 29 de la façon usuelle au moyen de vis 28.
Quand, pour une raison quelconquele raccord du côté du tube n'est pas accessible à l'outil de pressageon dispose le tube 30 en sens inverse comme sur la figo 7, dans le creux de la paroi 22, de manière que la bride 10 du tube s'appuie par-sa face intérieure sur l'épaulement du creux. L'anneau 17 introduit dans le creux et accessible du dessus, s'ap- puie sur la face extérieure de la bride 10 et est refoulé dans le creux par une force agissant dans le sens de-la flèche 31. Le tube 30 et l'an- neau 17 refoulé fixant le tube dans le raccord sont ainsi.disposés suivant des faces situées l'une vis à vis de l'autre dans le corps 22 raccordé au tube 30.
Les figures 8 et 9 représentent, avant et après. son exécution un raccord de tubes analogues à celui suivant les figures 1 et 2 toutefois
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avec cette différence qu'au lieu d'utiliser un anneau individuel, l'extrémité élargie du tube est fixée dans le raccord par une partie refoulée du corps raccordé au tube.
Dans ce but, l'extrémité du tube 33 construite sans bri- de est élargie suivant un cône et on pratique par exemple par fraisage sur les deux faces de la pièce intermédiaire 32 une rainure annulaire 34 concen- trique à l'ouverture 44. La rainure 34 est construite de manière que le bout de tube 33 élargi en forme de cône puisse être introduit dans la rainure 34 et que la surface intérieure de la partie élargie 33 s'appuie sur la surface intérieure 35 de la rainure 34 également conique.
Dans cette position, les parties annulaires 36 de la pièce intermédiaire 32 recouvrant le bout de tube dépassent le bout du tube en ménageant une petite fente libre 37 com- me on le représente en pointillé sur la figure 9. ' Au moyen d'outils 39 en forme d'anneau disposés de chaque côté, on forme le raccord par refoulement des parties dépassantes 36, une partie de la matière entourant la rainure étant pressée contre le bout du tube. L'outil 39 a la forme d'un anneau et est muni du côté tourné vers la pièce intermédiaire 32, d'une surface coni- que 40 qui s'élargit vers l'extérieur et dont le diamètre extérieur est un peu plus grand que le diamètre de la pièce intermédiaire non refoulée 32.
Si on presse les deux outils dans le sens des flèches 39 contre la pièce in- termédiaire 32, les parties annulaires 36 qui dépassent le bout du tube sont pressées par les surfaces coniques citées 40 par refoulement contre les bouts de tubes correspondants 33 et ceux-ci sont serrés solidement dans la pièce intermédiaire 32. Le raccord ainsi obtenu résiste à la traction et est étan- che.
Les fig. 10 et 11 représentent le raccord entre un tube à parois minces 41 et un corps en forme de plaque 42 d'épaisseur de paroi notablement plus forte que le tube 41. Pour raccorder l'un à l'autre les deux corps, on prépare d'abord, par exemple par pressage, dans la pièce 42, concentrique- ment à l'ouverture 43 une rainure 52 correspondant à la rainure 34 de la fig.
8, et on introduit le bout de tube 45 dans la rainure. Après avoir appuyé la plaque 42 dans le sens des flèches 46, on introduit au dessus du tube 41 un outil 47 en forme de manchon entourant le tube concentriquement, dont le bout avant a la forme d'une lame en forme de coin 48. La surface extérieu- re, cylindrique 49 de l'outil se dispose perpendiculairement à la plaque 42, alors que la surface intérieure 50 de la lame a la forme conique.
Le diamè- tre de l'ouverture 51 est supérieur au diamètre extérieur de la rainure 52 On presse alors l'outil 47 dans le sens de la flèche 53 dans la plaque 42, à peu près à une profondeur correspondant à la profondeur de la rainure 52 Ainsi, la matière se trouvant entre la surface conique 50 et la rainure 52 est pressée par cette surface contre le bout de tube 45 jusqu'à ce qu'elle s'y appuie solidement, ce qui fait que le bout de tube est serré solidement et de façon étanche dans la plaque 42. Après avoir retiré l'outil, une rai- nure annulaire 54 demeure dans la plaque 42 comme le montre la fig. 11, mais elle n'influence toutefois ni la résistance ni l'étanchéité du raccord.
Les figures 12,13 et 14 représentent un autre exemple d'exécution de raccord de trois tubes, parmi lesquels le tube 55 est un tube collecteur et les deux autres 56 des tubes de distribution. Par repliage de la paroi du tube à 1-'endroit du raccord,on forme à cet endroit une rainure annulaire 57 qui reçoit le bout de tube 58 élargi en forme de cône. Le bord 59 de 1' ouverture 60 replié vers le haut s'appuie alors sur la face intérieure de l'élargissement du bout de tube 58. Dans cette phase de l'opération, repré- sentée à la partie supérieure de la fig. 12, la paroi extérieure 61 de la rainure annulaire 57 reste encore libre, sans toucher le bout de tube. La figure 13 représente la disposition de l'outil de refoulement.
L'outil 61 ayant une surface intérieure conique, est déplacé vers le haut dans le sens de la flèche 62 jusqu'à ce qu'il s'appuie sur la surface intérieure conique du bord 59. On déplace en même temps de haut en bas, dans le sens de la flè- che 64, un second outil 63 entourant le tube en forme d'anneau. La surface de travail 65 de cet outil a une forme correspondant à la courbure de la partie 66 du tube collecteur 55 voisine de l'endroit du raccord, et presse cette partie contre le bout du tube 58, jusqu'à ce que, par suite de l'action
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des deux outils 61 et 63, le bout de tube 'soit serré .solidement entre les . parties de parois 59 et 66 du tube de distribution limitant la rainure., ' .
La fig. 14 et la partie inférieure de la fig. 12 représentent le raccord @ terminé entre deux tubes.
Les figures 15 à 17 représentent différents raccords entre un tube à mince paroi et une plaque relativement épaisse.. Dans ces raccords, la pièce entourant extérieurement le bout de tube ou bien les deux parties du corps raccordées au tube et entourant le bout de tube extérieurement et intérieurement sont pressées par refoulement contre le bout du tube.
Dans le mode d'exécution suivant la fig. 15, on forme dans la plaque 69 au- tour de l'ouverture 67 une rainure annulaire concentrique 70 de section rectangulaire pour l'outil émoussé, sans lame, et une seconde rainure annu- laire concentrique 74 de diamètre plus petit, recevant le bout de tube 71 et ayant une forme analogue à la rainure 34 prévue dans la pièce intermé- diaire 32 de la figure 8. La moitié de gauche de la fig. 15 représente l'outil 72 en position avant le travail, la moitié de droite, après la fin de la course de travail au cours de laquelle la surface conique 73 de l'ou- til 72 déforme la saillie 75 existant entre les deux rainures 70 et 74 de manière que la saillie s'appuie solidement contre le bout de tube 71 qui de cette manière est serti solidement dans la plaque 69.
Pendant l'opération de pressage, on introduit avantageusement dans l'ouverture 67 un noyau qui @ s'appuie sur la paroi limite intérieure de l'ouverture. Un outil d'appui de ce genre 76 est représenté à titre d'exemple sur la figure 16. Dans cet exemple également, le bout de tube élargi 77 est introduit dans une rai- nure annulaire concentrique à l'ouverture 67 et ayant une section rectangu- laire, comme on le montre sur la moitié de gauche de la figure. Toutefois, la rainure et le bout de tube peuvent également être construits sous la for- me représentée sur les figures 10 et 11, comme le montre la moitié de droite de la figure 16. L'outil supérieur 78 et l'outil inférieur 76 introduit par en dessous dans l'ouverture 07 se déplacent simultanément l'un vers l'autre, comme on l'indique par des flèches.
L'outil 78 est analogue à l'outil 49 ' des figures 10 et 11, muni d'une lame, et opère de la même manière, comme on l'explique en se basant sur les figures citées. L'outil inférieur 76, introduit dans l'ouverture 67, a une surface de travail conique et, par son introduction dans l'ouverture 67, refoule la matière de la plaque 69 latéra- leinent contre le bout de tube 77, pendant qu'en même temps l'ouverture s'é- largit quelque peu, et le bout de tube est incorporé solidement dans la pla- que 69.
Dans la forme de construction suivant la figure 17, on ne forme également qu'une rainure annulaire concentrique 79 de section rectangulaire dans la plaque 69, et on introduit le bout de tube dans la rainure annulaire, sans l'élargir au préalable, comme on le montre sur la moitié de gauche de la figure 17. L'outil inférieur 76 devant être introduit dans l'ouverture 67 est analogue à l'outil 76 de la figure 16. L'outil supérieur 79 est émous- sé et n'a pour but que de servir d'appui supérieur à la plaque 69 quand on presse l'outil 76 dans l'ouverture 67 par en dessous.
Pendant la déforma- @ion de la matière par la surface de travail conique de l'outil 70 dans la partie voisine de la plaque, le bout de tube est élargi par la pression latérale et est incorporé solidement dans la plaque 69
L'invention est particulièrement avantageuse dans la fabrication de corps d'échange de chaleur construits en tubes d'aluminium,parce que ce métal est suffisamment doux pour être déformé à froid de-lananière décrite On peut fabriquer toutes les pièces du raccord en un même matériau, de même que l'anneau 17, de sorte que-les actions électrolytiques néfastes apparais- sant lors du contact de l'aluminium avec un autre métal, peuvent être évitées.