EP0637473A1 - Dispositif de sertissage d'une bague métallique sur un corps cylindrique et utilisation pour la fixation d'un conduit souple pour moteur de véhicule automobile - Google Patents

Dispositif de sertissage d'une bague métallique sur un corps cylindrique et utilisation pour la fixation d'un conduit souple pour moteur de véhicule automobile Download PDF

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EP0637473A1
EP0637473A1 EP94401404A EP94401404A EP0637473A1 EP 0637473 A1 EP0637473 A1 EP 0637473A1 EP 94401404 A EP94401404 A EP 94401404A EP 94401404 A EP94401404 A EP 94401404A EP 0637473 A1 EP0637473 A1 EP 0637473A1
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EP
European Patent Office
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crimping
jaws
support
fixed
jack
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EP94401404A
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German (de)
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EP0637473B1 (fr
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Jean-Pierre Bloret
Jean-Yves Bertholom
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Automobiles Peugeot SA
Automobiles Citroen SA
Original Assignee
Automobiles Peugeot SA
Automobiles Citroen SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/04—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
    • B21D39/046—Connecting tubes to tube-like fittings

Definitions

  • the invention relates to a device for crimping a metal ring onto a cylindrical body, adaptable to parts of variable diameter and the operation of which is perfectly controlled.
  • connection conduit such as a rubber or plastic conduit of the cooling circuit of an engine. motor vehicle.
  • the fixing by crimping of metallic annular parts on a connection duct is used for example to produce a tight junction between the flexible duct and a rigid tubular end-piece which can for example be integral with the radiator of the motor vehicle.
  • junction devices can also be used to connect the conduits of the vehicle interior heater.
  • the installation installation of the device comprises in particular a crimping unit comprising a fixed frame, crimping jaws mounted mobile on a support integral with the frame and a jaw displacement cylinder, so that they come together to achieve crimping .
  • the jaws are also moved in the opposite direction to ensure the loosening of the parts which have just been crimped, by means of elastic return parts or springs.
  • the object of the invention is therefore to propose a device for crimping a metal ring on a cylindrical body, adaptable in diameter, comprising a fixed frame, a crimping block secured to the frame and itself comprising a jaw support, at least two jaws movably mounted on the support in the direction of each other for crimping and in the opposite direction for loosening the jaws and a jaw displacement cylinder for crimping, this device can be easily adapted to rings and bodies cylinders of variable diameter and being equipped with a device for precise adjustment of crimping conditions.
  • the jaw displacement cylinder comprises a movable tubular cylinder body and a piston integral with a cylinder rod fixed to the frame, the cylinder body delimiting a chamber in which the piston is engaged and being mounted sliding on the piston and on the cylinder rod, the support of the generally cylindrical crimping jaws is fixed on the frame in a removable manner in the axial alignment of the cylinder rod and constitutes with the jaws a removable crimping block, and a jaw actuation means is removably attached to one end of the cylinder body, this actuation means comprising an actuation surface intended to engage with a corresponding surface of the jaws for their displacement in a radial direction of the support, by displacement of the cylinder body in the axial direction.
  • FIG. 1 is a sectional view of a connector for a flexible duct of a cooling circuit, as described and claimed in patent application 93-04646 of April 20, 1993.
  • FIGS. 2A and 2B are views in axial section of a crimping device according to the invention, in the loose position and in the crimping position, respectively.
  • FIG. 3 is a sectional view on a larger scale of the removable crimping block of the crimping device shown in FIG. 2.
  • Figure 1 there is shown the end portion of a flexible conduit engaged between an outer ring and an inner ring, before crimping the flexible conduit between the two rings, by deformation of the outer ring, in a crimping installation .
  • the flexible conduit 1 can be a rubber or other elastomeric material constituting a hose of a cooling circuit of a motor vehicle.
  • the outer ring 2 has an internal diameter substantially equal to the nominal diameter of the flexible conduit 1, in the undeformed state, in its rear part 2a inside which the flexible conduit 1 is engaged until it abuts on lugs or lugs 3 each consisting of a part of the wall of the ring 2 pushed inwards.
  • the inner ring 4 has a diameter substantially equal to the nominal internal diameter of the flexible conduit in the undeformed state, in its part which is engaged inside the flexible conduit 1.
  • the inner ring 4 has a housing in which a seal 5 is arranged.
  • FIG 1 there is shown the flexible conduit 1 and the rings 2 and 4 in their front position crimping of the flexible conduit 1 between the rings 2 and 4, by deformation in radial compression of the outer ring 2, in its anterior zone 2a engaged on the external surface of the flexible conduit 1.
  • the assembly formed by the end of the flexible conduit, the rings 2 and 4 fixed by crimping and the clip introduced into the slots 6 is engaged on the end part of a rigid end piece comprising a part projecting radially towards the 'exterior which is intended to cooperate with the clip to ensure the retention of the outer ring 2 on the rigid end piece.
  • the seal 5 comes to bear on the outer surface of the rigid end piece, so as to ensure a tight junction.
  • the cooling circuits of modern motor vehicles are subjected in service to an internal pressure of the coolant which is much higher than atmospheric pressure, this pressure being however generally less than 4 bars, the corresponding temperature of the coolant being of the order of 117 ° C.
  • Crimping machines are known for assembling flexible pipes to annular metal parts, these pipes having to withstand very high pressures of the order of 50 to 200 bars. These crimping devices which are brought to respond to a problem entirely different from that of crimping the conduits of the cooling circuits of a motor vehicle engine are not very suitable for crimping parts as shown in FIG. 1.
  • a crimping device is shown generally designated by the reference 10 which can be associated with a mounting installation as described in FR-A-93-04646 and which is suitable for crimping of the outer ring of a junction device as shown in Figure 1.
  • the device 10 comprises a fixed frame 11 which may be constituted by a part of the frame of the mounting installation, a removable crimping block 12 comprising movable crimping jaws and a cylinder 13 for moving the jaws of the crimping block between a loose position and a tight crimp position, by through an actuating means 14 of annular shape.
  • FIG. 2A the elements of the device 10 have been shown in the jaw open position and in FIG. 2B, in the crimping position by clamping the jaws.
  • the actuating cylinder 13 comprises a cylinder rod 15 of tubular shape which is fixed to the frame 11 and which carries the piston 16 of the cylinder mounted inside a chamber 17 formed inside the cylinder body 18 annular in shape.
  • the cylinder rod 15 of tubular shape has two guide bearings 19a and 19b in its internal bore.
  • a nut sleeve 20 is screwed at 19c to the removable crimping block 12, so that the nut sleeve 20 and the jack rod 15 are rigidly secured to the frame 11.
  • the piston 16 is screwed onto a threaded part of the external surface of the cylinder rod 15 until it abuts on an annular projecting part of the cylinder rod, so that the piston 16 is fixed on the rod cylinder 15 and integral with the frame 11.
  • the seal between the piston 16 and the cylinder rod 15 is ensured by an O-ring 21.
  • the piston 16 is mounted leaktight in the chamber 17 formed inside the cylinder body 18, thanks to segment seals 22.
  • the cylinder body 18 is mounted sliding and sealed on the piston rod 15, by means of seals 23, 23 ′ and sliding rings 24 and 24 ′ and on the piston 16, by means of the joints segments 22, inside the chamber 17.
  • the actuator body 18 consists of three parts 18a, 18b, 18c attached and fixed to each other by means of screws. Parts 18a and 18b of the cylinder body 18 delimit between them the cylinder chamber 17 in which the piston 16 is mounted.
  • the means 14 for actuating the jaws of the crimping block 12 is fixed by screws to the outer end of the part 18c of the jack body 18, that is to say opposite to the fixed frame 11 and room 17.
  • nozzles 25a and 25b for supplying and purging the two parts 17a and 17b of the chamber 17 of the cylinder, on either side of the piston 16.
  • the crimping block 12 which comprises a jaw support 26 of tubular shape on which eight jaws such as 27a and 27b are mounted in positions located at 45 ° from each other around the axis of the tubular support 26.
  • the jaws such as 27a and 27b are mounted movable in radial directions relative to the tubular support 26, by means of respective slides 28a and 28b fixed on a workpiece support 29 fixed by means of a nut 29 'screwed onto the tubular support 26.
  • the jaws such as 27a and 27b also have a notch which is engaged for guiding the corresponding jaw on a projecting part 27c of the tubular support 26.
  • the jaws 27a and 27b are thus perfectly guided during their movement in a radial direction , either in the direction of the axis of the support 26, or in the opposite direction.
  • the jaws 27a and 27b are capable of moving in the radial direction between a loose position shown in FIG. 2A and a position corresponding to the end of a crimping operation, shown in FIG. 2B.
  • Jaws 27a and 27b have crimping portions 30a and 30b respectively projecting towards inside, in the direction of the axis of the support 26.
  • the crimping of the outer ring as shown in FIG. 1 is carried out by the bearing surfaces parallel to the axis of the tubular support 26 facing inwards, crimping parts 30a and 30b.
  • elastic return means 31 which are compressed, when the jaws such as 27a and 27b move towards the inside towards the crimping position shown in FIG. 2B and which allow, due to their elasticity, the return of the jaws 27a and 27b in their loosened position as shown in FIG. 2A, after the crimping operation .
  • the jaws can also be recalled in the loosened position by springs interposed between the jaws.
  • a cuff 32 for receiving an external ring to be crimped onto a flexible conduit.
  • the support 26 has a threaded portion 33 and a rotation stop groove 34.
  • the support 26 is fixed to the frame 11, by means of the nut sleeve 20 which has a threaded part at its end remote from the frame which can be screwed onto the threaded part 33 of the support 26 which is locked in rotation about its axis by means of a key 35 or key engaged in a notch in the jack rod 15 and in the groove 34 in the support 26.
  • the cylinder rod 15, the nut sleeve 20 and the tubular support 26 are arranged coaxially, their common axis 36 also being the actuation axis of the hydraulic cylinder 13.
  • the jaws such as 27a and 27b comprise a respective external actuation surface 37a and 37b of frustoconical shape intended to cooperate with an internal frustoconical surface of the actuation means 14 of annular shape integral with the end part of the part 18c of the cylinder body 18.
  • a lubrication device 38 making it possible to send a lubricant to the frustoconical actuation surfaces via a channel 39 of substantially radial direction.
  • One or more force sensors 40 are disposed between support pieces 41 and 42 interposed between the support 29 of the jaws such as 27a and 27b and the jack rod 15.
  • the support pieces 41 and 42 clamp the force sensor (s) by clamping by means of a threaded piece 44 screwed onto the rod of the jack 15.
  • the threaded piece 44 makes it possible to obtain an axial preload of the force sensor 40, preload necessary for its operation.
  • a displacement sensor 43 is fixed on the upper part of the frame 11 and comprises a feeler rod 43a in contact with a stop 45 fixed by a screw on the rear part of the jack body 18.
  • the sensors 40 and 43 make it possible to determine the forces and displacements involved during crimping and therefore to control very precisely the crimping operation.
  • FIGS. 2A, 2B and 3 a crimping operation of a flexible pipe such as the flexible pipe 1 between an external ring 2 and an internal ring 4, as shown in FIG. 1.
  • an external ring such as the ring 2 is introduced inside the reception sleeve 32 whose internal diameter is substantially equal to the external diameter of the external ring 2 in its part for introducing the flexible pipe 1 .
  • a flexible pipe such as 1 is brought and introduced, preferably automatically, inside the rear part of the outer ring 2, through the front end of the crimping device 10, between the jaws such as 27a and 27b .
  • An internal ring such as 4, possibly fitted with a seal 5, can be introduced inside the bore of the nut sleeve 20, through the rear end of the crimping device 10 and pushed inside the bore of the nut sleeve 20 and of the support 26, until it engages inside the end of the flexible pipe 1, as shown in FIG. 1.
  • This operation of introducing and placing the inner ring 4 is preferably carried out automatically. It can be produced using an internal ring support, the support passing through the nut sleeve 20 and the crimping block 12.
  • the establishment of the internal ring 4 can also be carried out automatically outside the crimping head and the device described, inside the flexible conduit 1, before its introduction inside the rear part of the outer ring 2.
  • the device is then ready to carry out the actual crimping.
  • the part 17a of the chamber 17 of the jack 13 located at the rear of the piston 16 is supplied with hydraulic fluid, so that the jack body 18 moves backwards between its position shown in FIG. 2A and its position shown in Figure 2B.
  • the crimping parts of the jaws 27a and 27b projecting inwards come into contact with the rear part of the outer ring 2 and exert compression forces on this rear part, as shown by the arrows 7 in FIG. 1.
  • the compression forces 7 in the radial direction cause a deformation of the rear part 2a of the outer ring 2 along successive sectors each corresponding to a crimping jaw, so that the inner surface of the rear part of the ring 2 sinks inside the flexible material of the duct 1 as represented by the dotted line 2'a in FIG. 1.
  • the crimping of the flexible conduit 1 is ensured by compression of this conduit between the deformed outer ring and the inner ring.
  • the force exerted by the jaws such as 27a and 27b on the outer ring 2 and on the flexible conduit 1 can be measured and recorded by the force sensor 40.
  • the movement of the jaws which is proportional to the movement of the jack body 18 can also be measured and recorded using the displacement sensor 43.
  • the crimping operation is thus perfectly controlled.
  • a crimping device Before carrying out crimping operations in series on identical parts, a crimping device can be preset by precisely determining the force and the displacement to be used during the crimping operation to achieve satisfactory fixing of the conduit flexible between the outer and inner rings.
  • the forces and displacements necessary for the implementation of a good quality crimp depend on different parameters relating to the elements of the fitting to be produced. These parameters relate in particular to the malleability of the metallic outer ring to be crimped, which characterizes the aptitude for plastic deformation of the outer ring during crimping, the structure of the flexible connector to be assembled, the thickness and variations in thickness of the flexible conduits depending on the technique for manufacturing the flexible conduits, for example by extrusion and the compression characteristics of the material constituting the flexible conduit.
  • the displacement sensor 43 makes it possible to determine the position of the cylinder body 18 at the end of the crimping stroke.
  • the force sensor controls the stopping of the crimping, when the set value previously entered, is reached by reversing the direction of supply of the hydraulic cylinder 13.
  • the cylinder body 18 then returns forward and the jaws 27a and 27b are returned in radial directions towards the outside by the elastic return devices 31.
  • the displacement sensor makes it possible to check whether the correlation between force and displacement is correct in relation to the results obtained during the development.
  • the assembled fitting is ejected, preferably automatically, from the front part of the crimping device 10.
  • the crimping device is ready for the next crimping operation which can be carried out as described above.
  • a complete change of the crimping block 12 formed by the support 26 and the jaws such as 27a and 27b is then carried out.
  • This change can be made very quickly by dismantling the actuating part 14 by simply unscrewing the screws connecting to the front part 18c of the jack body 18.
  • the nut sleeve 20 is then unscrewed to release the crimping block 12.
  • the crimping block 12 can then be removed by simple pull in the axial direction 36, insofar as the key 35 is slidably mounted in the groove 34 ensuring the support in rotation of the support 26.
  • a replacement crimping block adapted to the new dimensions of the parts is then introduced into the device 10, so that its groove 34 comes to engage on the key 35 of the jack rod 15.
  • the nut sleeve 20 is replaced by screwing inside the bore of the actuator rod 15 and on the threaded part of the support 26 of the replacement crimping block.
  • the annular actuating means 14 is then replaced and fixed by screws on the front end part of the jack body 18.
  • the device according to the invention therefore allows very rapid adaptation to manufacturing concerning parts of different diameters.
  • this device has very high precision and allows crimping to be carried out under perfectly defined conditions, to ensure the desired characteristics of the crimped parts.
  • crimping blocks comprising a variable number of jaws, the shapes of which may be substantially different from the shapes described and shown.
  • the structure of the actuator and of the actuating part may be substantially different from those which have been described.
  • Any type of sensor can be used to measure the forces and displacements during crimping.
  • the invention applies not only to the case of the production of fittings for a motor vehicle cooling circuit but also to carry out any crimping of a metal ring on a cylindrical body, in any form of industry.

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Abstract

Le dispositif comporte un bâti fixe (11), un bloc de sertissage (12) comportant lui-même un support de mors (26), au moins deux mors (27a, 27b) et un vérin (13) de déplacement des mors (27a, 27b). Le vérin (13) comporte un corps de vérin (18) de forme tubulaire mobile et un piston (16) solidaire d'une tige de vérin (15) fixée sur le bâti (11). Le bloc de sertissage (12) est fixé de manière amovible sur la tige de vérin (15) par un manchon écrou (20). Un moyen d'actionnement (14) des mors (27a, 27b) est fixé de manière amovible à une extrémité du corps de vérin (18). Un capteur d'efforts (40) est intercalé entre le bloc de sertissage (12) et la tige de vérin (15) et un capteur de déplacement (43) est disposé sur le bâti fixe (11). Le dispositif selon l'invention peut être utilisé notamment pour réaliser la fixation de bagues métalliques de jonction, à l'extrémité d'un conduit souple pour véhicule automobile.

Description

  • L'invention concerne un dispositif de sertissage d'une bague métallique sur un corps cylindrique, adaptable à des pièces de diamètre variable et dont le fonctionnement est parfaitement contrôlé.
  • Diverses industries, en particulier l'industrie automobile utilisent des dispositifs de sertissage de bagues métalliques sur un corps cylindrique et en particulier sur un conduit de raccordement souple tel qu'un conduit en caoutchouc ou en matière plastique du circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. La fixation par sertissage de pièces annulaires métalliques sur un conduit de raccordement est utilisée par exemple pour réaliser une jonction étanche entre le conduit souple et un embout tubulaire rigide qui peut être par exemple solidaire du radiateur du véhicule automobile.
  • De tels dispositifs de jonction peuvent être utilisés également pour raccorder les conduits du dispositif de chauffage de l'habitacle du véhicule.
  • Dans la demande de brevet FR-A-93-04646 déposée le 20 avril 1993 par les Sociétés AUTOMOBILES PEUGEOT et AUTOMOBILES CITROEN, on a proposé un tel dispositif de jonction étanche entre un conduit souple et un embout tubulaire rigide et une installation de montage de ce dispositif. Le dispositif de jonction comporte une bague externe et une bague interne entre lesquelles est sertie l'extrémité de raccordement du conduit souple, un joint d'étanchéité et une agrafe pour assurer la retenue de l'extrémité du conduit sur laquelle sont serties les bagues, sur l'embout rigide.
  • L'installation de montage du dispositif comprend en particulier une unité de sertissage comportant un bâti fixe, des mors de sertissage montés mobiles sur un support solidaire du bâti et un vérin de déplacement des mors, de manière qu'ils se rapprochent pour réaliser le sertissage. Les mors sont également déplacés en sens inverse pour assurer le desserrage des pièces qui viennent d'être serties, par l'intermédiaire de pièces de rappel élastique ou de ressorts.
  • Pour réaliser le sertissage de bagues sur des conduits souples de circuits hydrauliques pour haute-pression (50 à 200 bars), on utilise généralement des installations de sertissage proposées par les constructeurs de machines pour des usages variés et pour le sertissage de pièces dont la structure est très différente de celle des raccords de refroidissement pour véhicules automobiles, par exemple des tubes de caoutchouc comportant un gainage métallique interne.
  • Ces installations ne sont donc pas parfaitement adaptées au sertissage de conduits souples de faible diamètre tels que les conduits des circuits de refroidissement de véhicules automobiles. En particulier, ces machines n'assurent pas un réglage parfait de l'amplitude des déplacements des mors de serrage et un pilotage précis des efforts mis en jeu au cours du sertissage.
  • En outre, les installations de sertissage selon l'art antérieur ne permettent pas de réaliser très facilement et très rapidement des adaptations à des pièces de diamètres variables.
  • Dans le cas des applications dans le domaine de la construction automobile, il peut être nécessaire d'effectuer successivement le sertissage de séries de pièces dont les diamètres sont différents.
  • Il est alors souhaitable de disposer d'installations qui peuvent être rapidement modifiées et adaptées à un nouveau diamètre de pièce.
  • Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de sertissage d'une bague métallique sur un corps cylindrique, adaptable en diamètre, comprenant un bâti fixe, un bloc de sertissage solidaire du bâti et comportant lui-même un support de mors, au moins deux mors montés mobiles sur le support en direction l'un de l'autre pour effectuer le sertissage et en sens inverse pour le desserrage des mors et un vérin de déplacement des mors pour réaliser le sertissage, ce dispositif pouvant être facilement adapté à des bagues et corps cylindriques de diamètre variable et étant équipé de dispositif de réglage précis des conditions de sertissage.
  • Dans ce but, le vérin de déplacement des mors comporte un corps de vérin de forme tubulaire mobile et un piston solidaire d'une tige de vérin fixée sur le bâti, le corps de vérin délimitant une chambre dans laquelle est engagé le piston et étant monté glissant sur le piston et sur la tige de vérin,
    le support des mors de sertissage de forme générale cylindrique est fixé sur le bâti de manière amovible dans l'alignement axial de la tige du vérin et constitue avec les mors un bloc de sertissage amovible,
    et un moyen d'actionnement des mors est fixé de manière amovible à une extrémité du corps de vérin, ce moyen d'actionnement comportant une surface d'actionnement destinée à venir en prise avec une surface correspondante des mors pour leur déplacement dans une direction radiale du support, par déplacement du corps de vérin dans la direction axiale.
  • Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation du dispositif de sertissage suivant l'invention et son utilisation pour effectuer le sertissage d'une bague externe sur un raccord souple d'un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile.
  • La figure 1 est une vue en coupe d'un raccord pour conduit souple d'un circuit de refroidissement, tel que décrit et revendiqué dans la demande de brevet 93-04646 du 20 avril 1993.
  • Les figures 2A et 2B sont des vues en coupe axiale d'un dispositif de sertissage suivant l'invention, en position desserrée et en position de sertissage, respectivement.
  • La figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle du bloc de sertissage amovible du dispositif de sertissage représenté sur la figure 2.
  • Sur la figure 1, on a représenté la partie d'extrémité d'un conduit souple engagé entre une bague externe et une bague interne, avant sertissage du conduit souple entre les deux bagues, par déformation de la bague externe, dans une installation de sertissage.
  • La partie d'extrémité du conduit souple et les bagues externe et interne constituent une partie des éléments du dispositif de jonction étanche décrit dans la demande de brevet français FR-A- 93-04646.
  • Le conduit souple 1 peut être un conduit en caoutchouc ou autre matière élastomère constituant une durit d'un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile.
  • La bague externe 2 présente un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre nominal du conduit souple 1, à l'état non déformé, dans sa partie postérieure 2a à l'intérieur de laquelle le conduit souple 1 est engagé jusqu'à venir en butée sur des pattes ou ergots 3 constitués chacun par une partie de la paroi de la bague 2 repoussée vers l'intérieur.
  • La bague interne 4 présente un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur nominal du conduit souple à l'état non déformé, dans sa partie qui est engagée à l'intérieur du conduit souple 1.
  • La bague interne 4 comporte un logement dans lequel est disposé un joint d'étanchéité 5.
  • Sur la figure 1, on a représenté le conduit souple 1 et les bagues 2 et 4 dans leur position avant sertissage du conduit souple 1 entre les bagues 2 et 4, par déformation en compression radiale de la bague externe 2, dans sa zone antérieure 2a engagée sur la surface extérieure du conduit souple 1.
  • Les efforts de compression radiale nécessaires pour effectuer le sertissage de la bague externe 2 ont été représentés de manière conventionnelle par les flèches 7.
  • La position de la surface interne de la partie 2a de la bague 2 après sertissage a été représentée sur la figure 1, par les lignes 2'a en pointillés.
  • Comme décrit dans la demande de brevet français FR-A-93-04646, après sertissage de la bague externe 2 sur l'extrémité du conduit souple 1 en appui sur la bague interne 4, une agrafe est engagée dans les fentes telles que 6 traversant la paroi de la bague externe 2 suivant une partie de sa circonférence.
  • L'ensemble constitué par l'extrémité du conduit souple, les bagues 2 et 4 fixées par sertissage et l'agrafe introduite dans les fentes 6 est engagé sur la partie d'extrémité d'un embout rigide comportant une partie en saillie radiale vers l'extérieur qui est destinée à coopérer avec l'agrafe pour assurer la retenue de la bague externe 2 sur l'embout rigide. Le joint d'étanchéité 5 vient en appui sur la surface extérieure de l'embout rigide, de manière à assurer une jonction étanche.
  • Les circuits de refroidissement des véhicules automobiles de conception moderne sont soumis en service, à une pression interne du fluide de refroidissement qui est largement supérieure à la pression atmosphérique, cette pression étant toutefois généralement inférieure à 4 bars, la température correspondante du fluide de refroidissement étant de l'ordre de 117°C.
  • Il est donc nécessaire d'assurer une jonction résistante et parfaitement étanche entre les conduits souples du circuit de refroidissement et les embouts de raccordement qui sont par exemple solidaires du radiateur du véhicule. Pour assurer une parfaite sécurité de la jonction, il est nécessaire que le sertissage de la bague externe sur le conduit souple en appui sur la bague interne soit réalisé de manière à assurer une parfaite tenue lorsque le circuit de refroidissement est soumis à sa pression de service.
  • On connaît des machines de sertissage permettant l'assemblage de tuyauteries flexibles à des pièces métalliques annulaires, ces tuyauteries devant résister à de très fortes pressions de l'ordre de 50 à 200 bars. Ces dispositifs de sertissage qui sont amenés à répondre à un problème tout-à-fait différent de celui du sertissage des conduits des circuits de refroidissement de moteur de véhicule automobile sont peu adaptés au sertissage de pièces telles que représentées sur la figure 1.
  • Les machines connues sont rarement adaptées au cas du sertissage de conduits souples tels que des conduits de circuit de refroidissement de moteur.
  • En outre, les machines connues sont difficilement adaptables à la production de pièces pouvant présenter des diamètres variables.
  • Sur les figures 2A et 2B, on a représenté un dispositif de sertissage désigné de manière générale par le repère 10 qui peut être associé à une installation de montage telle que décrite dans le FR-A-93-04646 et qui est adapté pour le sertissage de la bague externe d'un dispositif de jonction tel que représenté sur la figure 1.
  • Le dispositif 10 comporte un bâti fixe 11 qui peut être constitué par une partie du bâti de l'installation de montage, un bloc de sertissage 12 amovible comportant des mors de sertissage mobiles et un vérin 13 de déplacement des mors du bloc de sertissage entre une position desserrée et une position serrée de sertissage, par l'intermédiaire d'un moyen d'actionnement 14 de forme annulaire.
  • Sur la figure 2A, les éléments du dispositif 10 ont été représentés dans la position d'ouverture des mors et sur la figure 2B, dans la position de sertissage par serrage des mors.
  • Le vérin d'actionnement 13 comporte une tige de vérin 15 de forme tubulaire qui est fixée sur le bâti 11 et qui porte le piston 16 du vérin monté à l'intérieur d'une chambre 17 ménagée à l'intérieur du corps de vérin 18 de forme annulaire.
  • La tige de vérin 15 de forme tubulaire comporte deux paliers de guidage 19a et 19b dans son alésage interne. Un manchon écrou 20 est vissé en 19c au bloc de sertissage amovible 12, de telle sorte que le manchon écrou 20 et la tige de vérin 15 soient rigidement solidaires du bâti 11.
  • Le piston 16 est vissé sur une partie filetée de la surface extérieure de la tige de vérin 15 jusqu'à venir en butée sur une partie annulaire en saillie de la tige de vérin, de telle sorte que le piston 16 se trouve fixé sur la tige de vérin 15 et solidaire du bâti 11. L'étanchéité entre le piston 16 et la tige de vérin 15 est assurée par un joint torique 21.
  • Le piston 16 est monté étanche dans la chambre 17 ménagée à l'intérieur du corps de vérin 18, grâce à des joints segments 22.
  • Le corps de vérin 18 est monté glissant et étanche sur la tige de piston 15, par l'intermédiaire de joints d'étanchéité 23, 23' et de bagues de glissement 24 et 24' et sur le piston 16, par l'intermédiaire des joints segments 22, à l'intérieur de la chambre 17.
  • Le corps de vérin 18 est constitué de trois parties 18a, 18b, 18c rapportées et fixées les unes sur les autres par l'intermédiaire de vis. Les parties 18a et 18b du corps de vérin 18 délimitent entre elles la chambre de vérin 17 dans laquelle est monté le piston 16.
  • Le moyen 14 d'actionnement des mors du bloc de sertissage 12 est fixé par des vis à l'extrémité extérieure de la partie 18c du corps de vérin 18, c'est-à-dire à l'opposé du bâti fixe 11 et de la chambre 17.
  • Sur la partie 18b du corps de vérin 18 sont fixés des ajutages 25a et 25b d'alimentation et de purge des deux parties 17a et 17b de la chambre 17 du vérin, de part et d'autre du piston 16.
  • On va maintenant décrire, en se référant à l'ensemble des figures 2A, 2B et 3, le bloc de sertissage 12 qui comporte un support de mors 26 de forme tubulaire sur lequel huit mors tels que 27a et 27b sont montés dans des positions situées à 45° les unes des autres autour de l'axe du support tubulaire 26. Les mors tels que 27a et 27b sont montés mobiles dans des directions radiales par rapport au support tubulaire 26, grâce à des glissières respectives 28a et 28b fixées sur une pièce de support 29 fixée par l'intermédiaire d'un écrou 29' vissé sur le support tubulaire 26.
  • Les mors tels que 27a et 27b comportent d'autre part une échancrure qui est engagée pour le guidage du mors correspondant sur une partie en saillie 27c du support tubulaire 26. Les mors 27a et 27b sont ainsi parfaitement guidés pendant leur déplacement dans une direction radiale, soit en direction de l'axe du support 26, soit dans le sens opposé.
  • Les mors 27a et 27b sont susceptibles de se déplacer dans la direction radiale entre une position desserrée représentée sur la figure 2A et une position correspondant à la fin d'une opération de sertissage, représentée sur la figure 2B.
  • Les mors 27a et 27b comportent des parties de sertissage respectivement 30a et 30b en saillie vers l'intérieur, en direction de l'axe du support 26. Le sertissage de la bague externe telle que représentée sur la figure 1 est réalisé par les surfaces d'appui parallèles à l'axe du support tubulaire 26 dirigées vers l'intérieur, des parties de sertissage 30a et 30b.
  • Entre le support 26 et la surface intérieure des mors tels que 27a et 27b, au fond de l'échancrure de guidage, sont disposés des moyens de rappel élastique 31 qui sont comprimés, lorsque les mors tels que 27a et 27b se déplacent vers l'intérieur vers la position de sertissage représentée sur la figure 2B et qui permettent, du fait de leur élasticité, le retour des mors 27a et 27b dans leur position desserrée telle que représentée sur la figure 2A, à l'issue de l'opération de sertissage.
  • Les mors peuvent également être rappelés en position desserrée par des ressorts intercalés entre les mors.
  • A l'une des extrémités du support tubulaire 26 est fixée, entre les mors tels que 27a et 27b, une manchette 32 de réception d'une bague externe à sertir sur un conduit souple.
  • Le support 26 comporte une partie filetée 33 et une rainure d'arrêt en rotation 34.
  • Le support 26 est fixé sur le bâti 11, par l'intermédiaire du manchon écrou 20 qui comporte une partie taraudée à son extrémité éloignée du bâti qui peut être vissée sur la partie filetée 33 du support 26 qui est bloqué en rotation autour de son axe par l'intermédiaire d'une clé 35 ou clavette engagée dans une échancrure de la tige de vérin 15 et dans la rainure 34 du support 26.
  • La tige de vérin 15, le manchon écrou 20 et le support tubulaire 26 sont disposés de manière coaxiale, leur axe commun 36 étant également l'axe d'actionnement du vérin hydraulique 13.
  • Les mors tels que 27a et 27b comportent une surface d'actionnement externe respective 37a et 37b de forme tronconique destinée à coopérer avec une surface tronconique interne du moyen d'actionnement 14 de forme annulaire solidaire de la partie d'extrémité de la partie 18c du corps de vérin 18.
  • Lors des déplacements du corps de vérin 18 par rapport à la tige de vérin 15 et au piston 16, la surface d'actionnement interne du moyen d'actionnement annulaire 14 se déplace par glissement sur les surfaces d'actionnement telles que 37a et 37b des mors de sertissage.
  • Le glissement des surfaces d'actionnement correspondantes les unes sur les autres est facilité par un dispositif de lubrification 38 permettant d'envoyer un lubrifiant sur les surfaces d'actionnement tronconiques par l'intermédiaire d'un canal 39 de direction sensiblement radiale.
  • Un ou plusieurs capteurs d'effort 40 sont disposés entre des pièces d'appui 41 et 42 intercalées entre le support 29 des mors tels que 27a et 27b et la tige de vérin 15.
  • Les pièces d'appui 41 et 42 bloquent par serrage le ou les capteurs de force par l'intermédiaire d'une pièce filetée 44 vissée sur la tige du vérin 15.
  • En outre la pièce filetée 44 permet d'obtenir une précontrainte axiale du capteur d'effort 40, précontrainte nécessaire à son fonctionnement.
  • Un capteur de déplacement 43 est fixé sur la partie supérieure du bâti 11 et comporte une tige de palpeur 43a en contact avec une butée 45 fixée par une vis sur la partie arrière du corps de vérin 18.
  • Les capteurs 40 et 43 permettent de déterminer les efforts et déplacements mis en jeu pendant le sertissage et donc de contrôler de manière très précise l'opération de sertissage.
  • On va maintenant décrire, en se référant aux figures 2A, 2B et 3, une opération de sertissage d'un tuyau souple tel que le tuyau souple 1 entre une bague externe 2 et une bague interne 4, comme représenté sur la figure 1.
  • Dans un premier temps, une bague externe telle que la bague 2 est introduite à l'intérieur de la manchette de réception 32 dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre extérieur de la bague externe 2 dans sa partie d'introduction du tuyau souple 1.
  • Une mise en place satisfaisante de la bague externe 2 dans la direction axiale est assurée par la mise en butée de l'extrémité intérieure de la bague 2 sur la face antérieure du support 26. L'extrémité postérieure 2a de la bague externe 2 destinée à recevoir le tuyau souple 1 est alors en saillie à l'avant de la manchette de réception 32, entre les parties en saillie des mors de sertissage tels que 27a et 27b.
  • Un tuyau souple tel que 1 est amené et introduit, de préférence de manière automatique, à l'intérieur de la partie postérieure de la bague externe 2, par l'extrémité antérieure du dispositif de sertissage 10, entre les mors tel que 27a et 27b.
  • En fin d'introduction et de mise en place, l'extrémité du conduit souple 1 vient en butée sur les ergots 3 de la bague externe 2 repliés vers l'intérieur.
  • Une bague interne telle que 4, éventuellement équipée d'un joint 5, peut être introduite à l'intérieur de l'alésage du manchon écrou 20, par l'extrémité postérieure du dispositif de sertissage 10 et poussée à l'intérieur de l'alésage du manchon écrou 20 et du support 26, jusqu'à venir s'engager à l'intérieur de l'extrémité du tuyau souple 1, de la manière représentée sur la figure 1.
  • Cette opération d'introduction et de mise en place de la bague interne 4 est réalisée de préférence de manière automatique. ELle peut être réalisée à l'aide d'un support de bague interne, le support traversant le manchon écrou 20 et le bloc de sertissage 12.
  • La mise en place de la bague interne 4 peut aussi être réalisée de manière automatique en dehors de la tête de sertissage et du dispositif décrit, à l'intérieur du conduit souple 1, avant son introduction à l'intérieur de la partie postérieure de la bague externe 2.
  • Le dispositif est alors prêt pour réaliser le sertissage proprement dit.
  • On alimente la partie 17a de la chambre 17 du vérin 13 située à l'arrière du piston 16 en fluide hydraulique, de façon que le corps de vérin 18 se déplace vers l'arrière entre sa position représentée sur la figure 2A et sa position représentée sur la figure 2B.
  • Pendant le déplacement du corps de vérin 18, le fluide hydraulique contenu dans la partie 17b de la chambre 17 située à l'avant du piston 16 est chassé par l'intermédiaire de l'ajutage 25a.
  • Le déplacement vers l'arrière du corps de vérin 18 et du moyen d'actionnement 14 de forme annulaire produit un déplacement dans des directions radiales et vers l'intérieur, c'est-à-dire vers l'axe 36 du support 26, des mors 27a et 27b et en particulier de leur partie de sertissage en saillie vers l'intérieur.
  • Les parties de sertissage des mors 27a et 27b en saillie vers l'intérieur viennent en contact avec la partie postérieure de la bague externe 2 et exercent des forces de compression sur cette partie postérieure, comme représenté par les flèches 7 sur la figure 1. Les forces de compression 7 de direction radiale provoquent une déformation de la partie postérieure 2a de la bague externe 2 suivant des secteurs successifs correspondant chacun à un mors de sertissage, de sorte que la surface intérieure de la partie postérieure de la bague 2 s'enfonce à l'intérieur de la matière souple du conduit 1 comme représenté par la ligne en pointillés 2'a sur la figure 1.
  • Le sertissage du conduit souple 1 est assuré par compression de ce conduit entre la bague externe déformée et la bague interne. Au cours du sertissage, l'effort exercé par les mors tels que 27a et 27b sur la bague externe 2 et sur le conduit souple 1 peut être mesuré et enregistré par le capteur d'effort 40. Le déplacement des mors qui est proportionnel au déplacement du corps de vérin 18 peut être également mesuré et enregistré grâce au capteur de déplacement 43.
  • L'opération de sertissage est ainsi parfaitement contrôlée.
  • Avant de réaliser des opérations de sertissage en série sur des pièces identiques, on peut effectuer un préréglage du dispositif de sertissage en déterminant de manière précise la force et le déplacement à mettre en oeuvre pendant l'opération de sertissage pour réaliser une fixation satisfaisante du conduit souple entre les bagues externe et interne.
  • On réalise pour cela des essais de qualification tels que des essais de tenue à la pression à chaud et à froid du raccord obtenu et des mesures d'effort à l'arrachement du conduit souple, sur différents raccords réalisés sous un effort de sertissage et avec un déplacement qui ont été mesurés. On peut ainsi définir pour une fabrication donnée, les conditions idéales de sertissage.
  • En effet, les efforts et déplacements nécessaires pour la mise en oeuvre d'un sertissage de bonne qualité dépendent de différents paramètres relatifs aux éléments du raccord à réaliser. Ces paramètres sont en particulier relatifs à la malléabilité de la bague externe métallique à sertir qui caractèrise l'aptitude à la déformation plastique de la bague externe lors du sertissage, à la structure du raccord souple à assembler, à l'épaisseur et aux variations d'épaisseurs des conduits souples dépendant de la technique de fabrication des conduits souples, par exemple par extrusion et aux caractéristiques de compression du matériau constituant le conduit souple.
  • Lorsqu'on a déterminé l'effort de sertissage et le déplacement correspondant à des conditions idéales pour la fabrication à entreprendre, on démarre la fabrication et on règle les conditions d'alimentation du vérin pour obtenir l'effort de sertissage voulu. Ce réglage peut être réalisé de manière manuelle en surveillant la valeur affichée par le capteur d'effort 40 ou encore de manière totalement automatique en utilisant des moyens de commande électronique du vérin reliés au capteur d'effort 40.
  • Le capteur de déplacement 43 permet de déterminer la position du corps de vérin 18 en fin de course de sertissage. Le capteur de force commande l'arrêt du sertissage, lorsque la valeur de consigne préalablement introduite, est atteinte en inversant le sens d'alimentation du vérin hydraulique 13. Le corps de vérin 18 revient alors vers l'avant et les mors 27a et 27b sont rappelés dans des directions radiales vers l'extérieur par les dispositifs élastiques de rappel 31.
  • Le capteur de déplacement permet de vérifier si la corrélation force et déplacement est correcte par rapport aux résultats obtenus lors de la mise au point.
  • Le raccord assemblé est éjecté, de préférence de manière automatique, par la partie antérieure du dispositif de sertissage 10.
  • Le dispositif de sertissage est prêt pour l'opération suivante de sertissage qui peut être réalisée de la façon décrite plus haut.
  • A la fin d'une fabrication, pour réaliser le sertissage de pièces présentant des caractéristiques différentes de celles de la première fabrication, on peut réaliser de nouvelles opérations d'étalonnage et de réglage pour obtenir les efforts et déplacements nécessaires à la nouvelle fabrication.
  • Dans le cas où les diamètres des pièces à sertir sont sensiblement différents d'une fabrication à la suivante, il peut être nécessaire de changer les mors de sertissage portés par le support 26.
  • On effectue alors un changement complet du bloc de sertissage 12 constitué par le support 26 et les mors tels que 27a et 27b.
  • Ce changement peut être réalisé de manière très rapide en démontant la pièce d'actionnement 14 par simple dévissage des vis de liaison à la partie antérieure 18c du corps de vérin 18.
  • On dévisse alors le manchon écrou 20 pour libérer le bloc de sertissage 12. Le bloc de sertissage 12 peut alors être extrait par simple traction dans la direction axiale 36, dans la mesure où la clé 35 est montée à glissement dans la rainure 34 assurant la retenue en rotation du support 26.
  • Un bloc de sertissage de remplacement adapté aux nouvelles cotes des pièces est alors introduit dans le dispositif 10, de manière que sa rainure 34 vienne s'engager sur la clé 35 de la tige de vérin 15.
  • Le manchon écrou 20 est remis en place par vissage à l'intérieur de l'alésage de la tige de vérin 15 et sur la partie filetée du support 26 du bloc de sertissage de remplacement.
  • Le moyen d'actionnement annulaire 14 est alors remis en place et fixé par des vis sur la partie d'extrémité antérieure du corps de vérin 18.
  • Le changement d'outillage de sertissage est donc extrêmement rapide et ne suppose aucun réglage autre que l'étalonnage habituel des conditions de sertissage pour réaliser une nouvelle fabrication.
  • Le dispositif suivant l'invention permet donc une adaptation très rapide à des fabrications concernant des pièces de diamètres différents.
  • En outre, ce dispositif présente une très grande précision et permet de réaliser le sertissage dans des conditions parfaitement définies, pour assurer des caractéristiques voulues des pièces serties.
  • L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.
  • C'est ainsi qu'on peut envisager d'utiliser des blocs de sertissage comportant un nombre variable de mors dont les formes peuvent être sensiblement différentes des formes décrites et représentées.
  • De même, la structure du vérin et de la pièce d'actionnement peut être sensiblement différente de celles qui ont été décrites.
  • On peut utiliser tout type de capteur pour mesurer les efforts et déplacements au cours du sertissage.
  • Enfin, l'invention s'applique non seulement au cas de la réalisation de raccords pour circuit de refroidissement de véhicule automobile mais encore pour réaliser tout sertissage d'une bague métallique sur un corps cylindrique, dans toute forme d'industries.

Claims (10)

1.- Dispositif de sertissage d'une bague métallique (2) sur un corps cylindrique (1), adaptable en diamètre, comprenant un bâti fixe (11), un bloc de sertissage (12) solidaire du bâti (11) et comportant lui-même un support de mors (26), au moins deux mors (27a, 27b) montés mobiles sur le support (26), en direction l'un de l'autre pour effectuer le sertissage et en sens inverse pour le desserrage des mors (27a, 27b) et un vérin (13) de déplacement des mors (27a, 27b) pour réaliser le sertissage, caractérisé par le fait que le vérin (13) de déplacement des mors (27a, 27b) comporte un corps de vérin (18) de forme tubulaire mobile et un piston (16) solidaire d'une tige de vérin (15) fixée sur le bâti (11), le corps de vérin (18) délimitant une chambre (17) dans laquelle est engagé le piston (16) et étant monté glissant sur le piston (16) et sur la tige de vérin (15),
que le support (26) des mors (27a, 27b) de sertissage de forme générale cylindrique est fixé sur le bâti (11) de manière amovible, dans l'alignement axial de la tige de vérin (15) et constitue avec les mors (27a, 27b), un bloc de sertissage amovible (12),
et qu'un moyen d'actionnement (14) des mors (27a, 27b) est fixé de manière amovible à une extrémité du corps de vérin (18), ce moyen d'actionnement (14) comportant une surface d'actionnement destinée à venir en prise avec une surface correspondante (37a, 37b) des mors (27a, 27b) pour leur déplacement dans la direction radiale du support (26), par déplacement du corps de vérin dans la direction axiale.
2.- Dispositif de sertissage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un capteur d'efforts (40) intercalé, dans un espace de direction axiale, entre le bloc de sertissage (12) et la tige de vérin (15) et un capteur de déplacement (43) fixé sur le bâti fixe (11) comportant un élément palpeur (43a) en contact avec une butée (45) solidaire du corps de vérin (18).
3.- Dispositif de sertissage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la tige de vérin (15) est réalisée sous forme tubulaire et qu'un manchon écrou (20) de forme tubulaire est monté à l'intérieur de la tige de vérin (15) et comporte à une extrémité, une partie interne taraudée (19a) pour la fixation d'une partie filetée (33) du support (26) des mors (27a, 27b), l'alésage intérieur du manchon écrou (20) et l'alésage intérieur du support (26) réalisé sous forme tubulaire se trouvant dans le prolongement l'un de l'autre.
4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le support tubulaire (26) des mors (27a, 27b) comporte une rainure (34) dans sa surface externe, pour l'engagement d'une clé de blocage en rotation (35) engagée et fixée dans la tige de vérin (15).
5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le moyen d'actionnement (14) des mors (27a, 27b) est de forme annulaire et comporte une surface intérieure de forme sensiblement tronconique, les mors (27a, 27b) comportant des surfaces d'actionnement correspondantes (37a, 37b) de forme tronconique sur leur surface externe.
6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les mors (27a, 27b) comportent une partie de sertissage (30a, 30b) en saillie vers l'intérieur, c'est-à-dire vers l'axe (36) du support (26).
7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le support (26) des mors (27a, 27b) comporte une manchette (32) de réception d'une bague métallique (2) à l'une de ses extrémités disposée entre les mors (27a, 27b).
8.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le capteur d'efforts (40) est intercalé entre la tige de vérin (15) et au moins une pièce d'appui (41, 42) bloquée par une pièce filetée (44) elle-même en appui contre le support (26) des mors (27a, 27b) assurant la précontrainte du capteur d'effort (40).
9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le moyen d'actionnement (14) des mors (27a, 27b) est fixé par des vis sur une partie d'extrémité (18c) du corps de vérin (18).
10.- Utilisation d'un dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, pour la fixation d'une extrémité d'un conduit souple (1) d'un moteur de véhicule automobile entre une bague interne (4) et une bague externe (2) qui est déformée par sertissage sur le tuyau souple (1).
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