EP1160027B1 - Pince à emboiture - Google Patents

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Publication number
EP1160027B1
EP1160027B1 EP01202022A EP01202022A EP1160027B1 EP 1160027 B1 EP1160027 B1 EP 1160027B1 EP 01202022 A EP01202022 A EP 01202022A EP 01202022 A EP01202022 A EP 01202022A EP 1160027 B1 EP1160027 B1 EP 1160027B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
buffer
shaft
stop
diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01202022A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1160027A1 (fr
Inventor
Bernard Paumier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alphacan SAS
Original Assignee
Alphacan SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alphacan SAS filed Critical Alphacan SAS
Publication of EP1160027A1 publication Critical patent/EP1160027A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1160027B1 publication Critical patent/EP1160027B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B21D41/00—Application of procedures in order to alter the diameter of tube ends
    • B21D41/02—Enlarging
    • B21D41/026—Enlarging by means of mandrels

Definitions

  • the invention relates to the connection of tubes, and more specifically, the devices for the production of sockets on plastically deformable tubes.
  • An socket designates the connection of two tubes of diameters substantially equivalents by interlocking a tube in the other or by interlocking tubes and an intermediate piece.
  • a female socket designates a slight increasing the inside diameter of a tube over a given length, which can be performed by plastic deformation.
  • the term "socket" is used to denote a female socket made by plastic deformation.
  • the socket assembly applies in particular to assembled copper tubes by welding or brazing, or synthetic tubes connected by inserts.
  • the JR company sells a pair of tilting tweezers sectors.
  • This tool stepped, type J.R clamp consists of two articulated handles and a mouthpiece.
  • the tip consists of two stacks of half-cylinders of different diameters, which are articulated at the level of a generator of their peripheral surface.
  • the socket is made by inserting the end piece into the tube to deform, then exerting successive pressure on the handles. We do thus pivot the half-cylinders together and they thus deform the tube to to form a socket.
  • This clamp can be used for different diameters but it is essentially intended for the forming of annealed annealed copper tube sockets casing and solder.
  • the instructions for use with the annealed copper tube recommend progressive action with rotation of the tip in the tube.
  • SAPER also markets multi-sector socket pliers.
  • the tip is of cylindrical shape, composed of several metal sectors deviating under the action of a cone. A set of sectors is reserved for only one diameter of the tube to be deformed. Changing to a different diameter tube requires thus the change of the complete tip. This tool proves more accurate than the previous, with a higher cost in return.
  • GB-639 103 discloses a device for forming a socket.
  • This device consists of a die, a bit and an actuating key of the mouthpiece.
  • the matrix is formed of two articulated parts defining the profile final exterior of a tube.
  • the articulated parts also define a stop for the end of the tube and a stop for the actuating key.
  • the actuation key is consisting of a cylindrical sleeve having an inner thread and a bar through the sleeve and disposed perpendicularly to the sleeve.
  • Buffer comprises a threaded cylindrical rod integral with a piston.
  • a buffer is arranged against the piston and surrounds an unthreaded portion of the rod. The rotation of the key causes compression of the buffer between the piston and the abutment of the tube. Buffer thus widens radially.
  • JP09193250 discloses a method of forming a socket.
  • the end of a polyethylene tube is heated.
  • This rod ends with a stop in contact with the buffer.
  • Another stop is brought into contact with the pad.
  • a cylinder pulls on the rod.
  • the buffer is thus compressed between the stops and widens radially.
  • Document FR-A-2,380,831 describes a tool for forming a socket comprising an expandable mandrel fitting into the tube.
  • This chuck is consisting of several segments connected to each other elastically. These segments form a conical axial passage for the passage of a conical needle. The traction of the needle causes the radial expansion of the mandrel.
  • EP-A-0 397 570 discloses a plug forming apparatus. This apparatus has a fixed handle provided with movable jaws, a mandrel with conical end and a movable handle articulated on the mandrel by a pivot. The mobile handle is further connected by a rod, offset from the axis of the mandrel, with movable handle.
  • the invention proposes a solution to these various problems; she proposes a pliers provided with an end piece making it possible to obtain at the same time a uniform deformation of the tube and high deformation precision, both in length and diameter.
  • the invention allows simplified handling during the realization of the socket.
  • the invention also improves the life of the clamp and tips.
  • the invention also allows to obtain a conical socket bottom.
  • the invention relates to a socket pliers comprising a tip having an elastomeric pad an axial stop, a traversing shaft said buffer, the shaft causing the abutment in translation to the buffer when it is stressed, a thrust washer pierced by a hole through which the shaft passes, means of traction of the shaft, opposite the hole, the traction means having a body with a handle and a through cavity formed in the body, said washer of abutment substantially closing one end of the cavity, a piston sliding in said cavity, in which are formed means for coupling the shaft, a lever mobile rotatably mounted on the handle and one end of which urges the piston.
  • the end of the lever is separable from the piston.
  • the lever is rotatably mounted on the handle by via at least one link.
  • the buffer is substantially cylindrical in shape.
  • the stop has a circular face of diameter substantially equal to the diameter of the buffer.
  • the stop is metallic.
  • the buffer comprises several elastomer washers.
  • metal washers are interposed between elastomeric washers.
  • each buffer has a hardness of between 50 and 110 Shore A.
  • the invention proposes to make a socket in a tube, to compress axially inside the tube and between two stops an elastomeric buffer, for cause its radial enlargement.
  • the radial deformation of the buffer causes the formation of the socket when the buffer comes into contact with the wall of the tube in which it is inserted.
  • the invention also proposes a device facilitating the compression buffer between the two axial stops.
  • the invention thus makes it possible to achieve a localized increase in the diameter a tube, uniform and of great precision, with simple handling tools and with a long life.
  • Tests have shown a holding of the top nozzle to 50000 maneuvers.
  • the body of the tool withstood more than 250000 maneuvers without failure.
  • FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of a socket pliers, a tip and a tube, before forming an socket according to the invention.
  • the figure shows in section a tube 1, at the end of which a tip 2 is inserted.
  • tip comprises a stop 3, a shaft 5 and an elastomer pad 4.
  • An elastomeric buffer here designates a buffer that is both incompressible, but deformable.
  • the fact that the buffer is incompressible ensures that it deforms radially when it is stressed axially in compression by the stop and the clamp, as explained below; preferably, the change in volume of the buffer, when is subjected to a pressure of 50 MPa, is less than 5%. This value ensures that the deformation of the buffer actually causes deformation of the tube in which the tip is inserted.
  • the fact that the pad is deformable ensures that it deforms radially when compressed, and that it exerts a pressure substantially constant over the entire inner surface of the tube with which it is in contact.
  • the pad has two faces, substantially perpendicular to the axis of the tip and parallels: the first face is in contact with the stop 3, the second face is a free face. In the example, it has a substantially cylindrical shape, which corresponds to the inner cross section of the tube.
  • the stop 3 is disposed against one side of the buffer 4, and extends substantially on the entire face of the stamp. Its function is to transmit an axial force of compression on the buffer.
  • the shaft 5 passes through the buffer and is connected to the stop 3 of so as to enable it to transmit to stamp 4 a force exerted on the tree. can transmit an axial force on the abutment 3.
  • the shaft 5 is a steel neck piece, which is screwed on the stop 3.
  • the traction force is transmitted to the stop.
  • the stop therefore exerts an effort on the buffer.
  • a second stop described later, against the free face of the buffer, it compresses axially the buffer between these two stops, and thus generates a radial expansion buffer.
  • the buffer is deformable, so we can vary its length.
  • a decrease in its length implies a increase of its diameter.
  • the axially compressed buffer extends radially as and when the compression imposed on it, and radially solicits the tube in which it is inserted. The radial force is exerted by the buffer on the walls of the tube against which the periphery of the buffer abuts.
  • a buffer is preferably chosen made of an elastomeric material, for its deformability and incompressibility properties, as for example a silicone derivative or a polyurethane.
  • substantially cylindrical buffers for favor the homogeneity of the deformation of generally cylindrical tubes, it is it is preferable to use substantially cylindrical buffers because the buffer thus comes directly into contact with the entire surface to be deformed.
  • the buffer section preferably corresponds to the inner section of the tube to deform, with a game allowing the introduction of the buffer in the tube.
  • the buffer can also be interesting to control the hardness of the buffer. This ensures that the buffer can thus deform the tube homogeneously during its deformation, even in the event of a defect in the tube, or in the case where the outer section of the buffer is not exactly the same as the tube. Hardness between 50 and 110 Shore A seems particularly suited. It is also better to choose a elastomer having a good resistance to time and good chemical resistance, in particular to resist the fats and solvents commonly used in construction.
  • An additional advantage of the buffer according to the invention is that because of the deformability of the elastomeric buffer, the junction 15 between the socket 16 and the rest of the tube is progressive and conical.
  • the stop 3 of the nozzle has the function of axially compressing a face of the buffer, and more specifically the face of the buffer that is embedded in the tube.
  • the stop is chosen with a circular compression face, of diameter substantially equal to the diameter of the buffer, so as to compress the most large area of the buffer possible.
  • the diameter of a cylindrical tampon used is very close to the initial diameter of the portion of tube to be deformed. So, if we uses a stop diameter close to the buffer diameter, axial flow is avoided buffer during compression, detrimental to the operation of the device.
  • the stop is metallic to allow a good transmission of compressive forces imposed on the buffer. We can finally realize a rounded advance on the free side of the stamp, to facilitate its insertion into the inside of the tube.
  • the stop has fastening means on the shaft 5, so that transmit to the elastomeric buffer the forces exerted by the shaft.
  • the function of the shaft is to transmit to the abutment a compression force of the mouthpiece. It can therefore have any form. Having it available at buffer center avoids limiting the radial deformation of the buffer.
  • the shaft has fastening means on the stop, in the example a thread of its end.
  • the rod of the screw would then serve while the head of the screw serves as a stop.
  • the invention also proposes a clamp 6 intended to exert traction on the shaft 5 of the nozzle and provide a stop complementary to the stop of the tip.
  • the structure of this clamp will appear more clearly from the following description of the operation of a tip coupled to a clamp.
  • An example of realization of a such clamp is shown in Figure 3.
  • the clamp 6 comprises a body 7 with a handle 13, a lever 8, a piston 9, a rod 10, a compression stop 11 and an ankle 17.
  • the body 7 is made of treated steel. It defines a cavity 12 crossing it from in part, and is attached to the end of a handle 13.
  • the piston 9 is shaped to slide in the cavity 12 and protrudes from one end of the cavity.
  • On a part protruding from this piston is mounted a pin 17, which serves for the attachment of the lever 8.
  • the end of the lever 8 is fork-shaped and has two ends parallel planes each with a recess into which one end of the ankle 12. The lever can thus rotate around this ankle, while training it. Conversely, the lever 8 can easily be released from the end of the piston.
  • a rod 10 pivots at one of its ends around an axis of the lever 8, which is close its end shaped fork. This rod 10 pivots at its other end around an axis of the handle 13.
  • This rod can be doubled by a second connecting rod symmetrically on the other side of the lever 8 and the handle 13.
  • handle 13 is integral with the body 7 and extends substantially radially relative to the common axis of the piston 9 and the cavity 12.
  • the second end of the cavity 12 is partially blocked by a washer 11. This washer is pierced so as to leave pass the tree 5.
  • the piston has means for fixing the free end of the shaft of a tip. It can be simply a tapped hole, allowing the assembly of the tree by screwing.
  • the operation of the clamp is as follows. A tip is attached to the piston 9, the shaft passing through the hole of the washer 11. In this position, as shown in FIG. 1, the buffer of the endpiece is in contact with the washer of the forceps of a part and the abutment on the other hand. It will be noted that for fixing the mouthpiece on the piston, the lever 8 can be disengaged from the end of the piston which protrudes from the body 7. This makes it possible to turn the piston, or to change it easily, for example if there are several types of trees with different attachment means.
  • the lever 8 is hooked on the end of the piston.
  • the tip can be introduced at the end of a tube; before, the tube if necessary cut to the right length, well perpendicularly.
  • the tip is inserted into the tube, so that the end of the tube comes into contact with the washer 11 of the clip, and that the elastomeric pad is entirely in the tube. This configuration is shown in Figure 1.
  • the shaft 5 is urged by traction, which has the effect of compressing the buffer between the stop 3 and the washer 11, and thus increase the diameter of the pad. It follows an expansion of the diameter of the tube to the right of these washers, and a plastic deformation of the tube.
  • the tubes that can be formed with the tool are in particular copper tubes annealing with a diameter of 12 mm to 20 mm, or tubes made of DN 12 synthetic materials to DN 25 in series 5, from DN 16 to DN 25 in series 3.2, tubes of minimum thickness 2mm from DN12 to DN22, or composite tubes with metal core from DN 14 to DN22. It is particularly possible to use the tubes sold by the applicant under the trademark RETUBE, which are cross-linked polyethylene tubes.
  • the socket made according to the invention reduces the risk of thinning or localized bleaching.
  • the invention makes it possible to reduce the risk of making embellings defective.
  • the socket has a uniform diameter expansion on the whole periphery of the tube, with an absence of any generator preferentially sought.
  • the gradual deformation of the pad makes it possible to create a socket bottom conical, which is particularly useful when using inserts of fitting, such as splined fitting inserts.
  • the bottom cone of nesting allows thus forming a stop for the insert. This cone also allows the jamming of this insert and thus avoids the unexpected fall of the connection during handling phases later.
  • the invention is of course not limited to the embodiments described.

Landscapes

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Description

L'invention concerne le raccordement de tubes, et plus précisément, les dispositifs pour la réalisation d'emboítures sur des tubes déformables plastiquement.
Une emboíture désigne le raccordement de deux tubes de diamètres sensiblement équivalents par emboítement d'un tube dans l'autre ou par emboítement des tubes et d'une pièce intermédiaire. Une emboíture femelle désigne une légère augmentation du diamètre intérieur d'un tube sur une longueur donnée, qui peut être réalisée par déformation plastique. Lors de la formation d'une emboíture, il est usuel de réaliser une emboíture femelle par déformation plastique effectuée sur un tube ou sur la pièce intermédiaire. Dans la suite, le terme emboíture est utilisé pour désigner une emboíture femelle réalisée par déformation plastique.
L'assemblage par emboíture s'applique notamment aux tubes de cuivre assemblés par soudure ou par brasure, ou aux tubes synthétiques raccordés par inserts.
Il est notamment connu de raccorder deux tubes de cuivre recuit par soudure ou par brasure en réalisant préalablement une emboíture sur l'un des deux tubes. On forme ainsi une emboíture sur l'un des côtés de la liaison. Cette emboíture présente un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre nominal du tube, sur une longueur d'environ une fois ce diamètre nominal. Après formation de l'emboíture et décapage des parties à souder, l'extrémité lisse de l'autre tube est introduite à fond de l'emboíture, la liaison est alors effectuée par capillarité à chaud, par soudure ou brasure.
Il est également connu d'effectuer des emboítures sur des tubes à base de matériaux de synthèse semi-rigides (polyéthylène, polyéthylène réticulé, polybutène, polypropylène...) mais aussi sur des tubes multi-couches, et en particulier les tubes à âme métallique, qui sont raccordés par des raccords mécaniques. Un des types de raccord utilisés est le raccord à compression par coulissement de bague. Un tel raccord est constitué du corps de raccord avec une partie d'insert cannelé à introduire à l'intérieur du tube, du tube, et d'une bague qui coulisse à l'extérieur du tube. Lors du glissement de la bague en superposition de l'insert, la partie du tube prisonnière entre insert et bague se trouve en compression et l'assemblage tube/raccord devient indémontable et résistant. La mise en place du raccord nécessite donc une légère augmentation du diamètre intérieur du tube afin d'y introduire l'insert cannelé sans difficulté. Cette augmentation de diamètre est obtenue par déformation plastique. Pour éviter la formation de bourrelet (qui est inesthétique et augmente l'effort de montage) lors de la mise en place de la bague, cette augmentation de diamètre doit être précise en diamètre mais surtout en longueur.
La société JR commercialise une pince à emboíture par basculement de deux secteurs métalliques.Cet outil épaulé, de type pince J.R, est constituée de deux poignées articulées et d'un embout. L'embout est constitué de deux empilements de demi-cylindres de diamètres différents, qui sont articulés au niveau d'une génératrice de leur surface périphérique. On réalise l'emboíture en introduisant l'embout dans le tube à déformer, puis en exerçant des pressions successives sur les poignées. On fait ainsi pivoter les demi-cylindres entre eux et ceux-ci déforment ainsi le tube pour former une emboíture. Cette pince peut servir pour différents diamètres mais elle est essentiellement destinée au formage d'emboítures sur tube cuivre recuit avant emboítage et brasure. Le mode d'emploi avec le tube cuivre recuit préconise une action progressive avec rotation de l'embout dans le tube. Pour les tubes en matériau de synthèse, pour obtenir certaines caractéristiques d'emboíture correspondant au besoin, telles que la longueur ou le diamètre intérieur de l'emboíture, ou encore la régularité du formage, il est nécessaire de prendre certaines précautions: il faut notamment donner des coups d'expansion en tournant mais éviter par contre d'enfoncer les mors sur toute leur longueur.
La société SAPER commercialise également une pince à emboíture multi-secteurs. L'embout est de forme cylindrique, composé de plusieurs secteurs métalliques s'écartant sous l'action d'un cône. Un jeu de secteurs n'est réservé qu'à un seul diamètre de tube à déformer. Le passage à un tube de diamètre différent nécessite ainsi le changement de l'embout complet. Cet outillage se révèle plus précis que le précédent, avec en contrepartie un coût plus élevé.
Ces solutions présentent des inconvénients. Du fait de la géométrie des secteurs, la déformation plastique est hétérogène et il peut s'ensuivre une fragilisation ou un blanchiment du tube. Cela a pour conséquences de provoquer des montages défectueux, de créer des bourrelets inesthétiques et d'occasionner des ruptures de pinces: ainsi, lors de la formation d'un bourrelet, tout effort excessif entraíne la rupture du cliquet d'avance de la pince de montage. Une emboíture de précision nécessite un embout plus complexe et donc plus coûteux. De plus, la manipulation de la pince se révèle délicate, en nécessitant notamment une rotation de l'embout dans le tube.
Le document GB-639 103 décrit un dispositif de formation d'emboíture. Ce dispositif est constitué d'une matrice, d'un embout et d'une clé d'actionnement de l'embout. La matrice est formée de deux parties articulées définissant le profil extérieur final d'un tube. Les parties articulées définissent également une butée pour l'extrémité du tube et une butée pour la clé d'actionnement. La clé d'actionnement est constituée d'un manchon cylindrique présentant un filet intérieur et d'une barre traversant le manchon et disposée perpendiculairement au manchon. Le tampon comprend une tige cylindrique filetée solidaire d'un piston. Un tampon est disposé contre le piston et entoure une partie non filetée de la tige. La rotation de la clé provoque la compression du tampon entre le piston et la butée du tube. Le tampon s'élargit ainsi radialement.
Le document JP09193250 décrit un procédé de formation d'emboíture. L'extrémité d'un tube de polyéthylène est chauffée. On utilise un outil présentant un tampon en élastomère traversé par une tige. Cette tige se termine par une butée en contact avec le tampon. Une autre butée est mise en contact avec le tampon. Un vérin tire sur la tige. Le tampon est ainsi comprimé entre les butées et s'élargit radialement.
Le document FR-A-2 380 831 décrit un outil de formation d'emboíture comprenant un mandrin expansible s'emboítant dans le tube. Ce mandrin est constitué de plusieurs segments reliés entre eux élastiquement. Ces segments forment un passage axial conique pour le passage d'une aiguille conique. La traction de l'aiguille provoque l'expansion radiale du mandrin.
Le document EP-A-0 397 570 décrit un appareil de formation d'emboítures. cet appareil présente un manche fixe muni de mâchoires mobiles, un mandrin à extrémité conique et un manche mobile articulé sur le mandrin par un pivot. Le manche mobile est en outre connecté par une biellette, décalée par rapport à l'axe du mandrin, au manche mobile.
Aucune pince de l'état de la technique ne résout l'ensemble de ces problèmes.
Il existe donc un besoin pour une pince à emboíture résolvant un ou plusieurs de ces inconvénients.
L'invention propose une solution à ces différents problèmes; elle propose une pince munie d'un embout permettant d'obtenir à la fois une déformation uniforme du tube et une précision de déformation élevée, tant en longueur qu'en diamètre. L'invention permet une manipulation simplifiée durant la réalisation de l'emboíture. L'invention améliore aussi la durée de vie de la pince et des embouts. L'invention permet en outre d'obtenir un fond d'emboíture conique.
Plus précisément, l'invention a pour objet une pince à emboíture comprenant un embout présentant un tampon élastomère une butée axiale, un arbre traversant ledit tampon, l'arbre entraínant la butée en translation vers le tampon lorsqu'il est sollicité, une rondelle de butée percée d'un trou traversé par l'arbre, des moyens de traction de l'arbre, en regard du trou, les moyens de traction présentant un corps avec une poignée et une cavité traversante ménagée dans le corps, ladite rondelle de butée obturant sensiblement une extrémité de la cavité, un piston coulissant dans ladite cavité, dans lequel sont ménagés des moyens de couplage de l'arbre, un levier mobile monté à rotation sur la poignée et dont une extrémité sollicite le piston.
Selon une variante, l'extrémité du levier est séparable du piston.
Selon une autre variante, le levier est monté à rotation sur la poignée par l'intermédiaire d'au moins une biellette.
Selon encore une variante, le tampon est de forme sensiblement cylindrique.
Selon encore une autre variante, la butée comporte une face circulaire de diamètre sensiblement égal au diamètre du tampon.
On peut également prévoir que la butée est métallique.
Selon une variante, le tampon comprend plusieurs rondelles élastomères.
Selon une autre variante, des rondelles métalliques sont intercalées entre des rondelles élastomères.
Selon encore une variante, chaque tampon a une dureté comprise entre 50 et 110 Shore A.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, qui montrent:
  • figure 1, une vue schématique en coupe d'une pince à emboíture, d'un embout et d'un tube , avant formation d'une emboíture selon l'invention;
  • figure 2, une vue schématique en coupe d'une pince à emboíture, d'un embout et d'un tube , durant la formation d'une emboíture selon l'invention;
  • figure 3, une vue schématique en coupe partielle d'une pince à emboíture et d'un embout selon l'invention.
L'invention propose pour réaliser une emboíture dans un tube, de comprimer axialement à l'intérieur du tube et entre deux butées un tampon élastomère, pour provoquer son élargissement radial. La déformation radiale du tampon provoque la formation de l'emboíture lorsque le tampon vient au contact de la paroi du tube dans lequel il est inséré. L'invention propose également un dispositif facilitant la compression du tampon entre les deux butées axiales.
L'invention permet ainsi de réaliser une augmentation localisée du diamètre d'un tube, uniforme et de grande précision, avec un outillage de manipulation simple et à durée de vie élevée. Des essais ont montré une tenue de l'embout supérieure à 50000 manoeuvres. Le corps de l'outil a résisté à plus de 250000 manoeuvres sans défaillance.
L'exemple qui suit détaille un mode de réalisation d'un embout selon l'invention. La figure 1 est une vue schématique en coupe d'une pince à emboíture, d'un embout et d'un tube , avant formation d'une emboíture selon l'invention. La figure montre en coupe un tube 1, à l'extrémité duquel est introduit un embout 2. Cet embout comprend une butée 3, un arbre 5 et un tampon élastomère 4. Est aussi représentée sur la figure une pince 6 couplée à l'embout, qui est décrite en détail plus bas.
Un tampon élastomère désigne ici un tampon à la fois incompressible, mais déformable. Le fait que le tampon soit incompressible assure qu'il se déforme radialement lorsqu'il est sollicité axialement en compression par la butée et par la pince, comme expliqué plus bas; de préférence, la variation de volume du tampon, lorsqu'il est soumis à une pression de 50 MPa, est inférieure à 5%. Cette valeur assure que la déformation du tampon provoque effectivement une déformation du tube dans lequel l'embout est inséré. Le fait que le tampon est déformable assure qu'il se déforme radialement lorsqu'il est comprimé, et qu'il exerce une pression sensiblement constante sur toute la surface intérieure du tube avec lequel il est en contact. Cette pression peut atteindre 30 Mpa, voire 40 Mpa et dépend de l'effort exercé sur les poignées. Le tampon comprend deux faces, sensiblement perpendiculaires à l'axe de l'embout et parallèles: la première face est en contact avec la butée 3, la seconde face est une face libre. Dans l'exemple, il a une forme sensiblement cylindrique, qui correspond à la section droite intérieure du tube.
La butée 3 est disposée contre une face du tampon 4, et s'étend sensiblement sur toute la face du tampon. Sa fonction est de transmettre un effort axial de compression sur le tampon. L'arbre 5 traverse le tampon et est relié à la butée 3 de sorte à lui permettre de transmettre au tampon 4 un effort exercé sur l'arbre. peut transmettre un effort axial sur la butée 3. Dans le mode de réalisation de la figure, l'arbre 5 est une pièce en acier décolleté, qui est vissé sur la butée 3.
Ainsi, par une traction axiale sur l'arbre 5, on transmet l'effort de traction à la butée. La butée exerce en conséquence un effort sur le tampon. En disposant une seconde butée, décrite ultérieurement, contre la face libre du tampon, on comprime axialement le tampon entre ces deux butées, et on génère ainsi une expansion radiale du tampon. En effet, le tampon est déformable, on peut donc faire varier sa longueur. De plus, il est incompressible, une diminution de sa longueur implique donc une augmentation de son diamètre. Le tampon comprimé axialement s'étend radialement au fur et à mesure de la compression qui lui est imposée, et sollicite radialement le tube dans lequel il est inséré. La force radiale est exercée par le tampon sur les parois du tube contre lequel la périphérie du tampon vient buter. Un effort de compression suffisant provoque ainsi une déformation plastique de la zone du tube au droit du tampon. On obtient ainsi une augmentation localisée du diamètre du tube, comme ceci est représenté sur la figure 2. En l'absence de sollicitation, le tampon élastomère revient rapidement à sa géométrie d'origine et peut donc aisément être dégagé de l'extrémité du tube après expansion.
Divers modes de réalisation particuliers de l'embout selon l'invention apportent des avantages supplémentaires. Le tampon étant une pièce destinée à être comprimée axialement pour obtenir sa dilatation radiale, on choisit de préférence un tampon réalisé dans un matériau élastomère, pour ses propriétés de déformabilité et d'incompressibilité, comme par exemple un dérivé siliconé ou un polyuréthane. De plus, pour favoriser l'homogénéité de la déformation de tubes généralement cylindriques, il est préférable d'utiliser des tampons de forme sensiblement cylindrique car le tampon vient ainsi directement au contact de l'ensemble de la surface à déformer. Plus généralement, la section du tampon correspond de préférence à la section intérieure du tube à déformer, avec un jeu permettant l'introduction du tampon dans le tube.
Il peut aussi être intéressant de contrôler la dureté du tampon. Ceci assure que le tampon peut ainsi déformer le tube de manière homogène durant sa déformation, même en cas de défaut dans le tube, ou dans le cas où la section extérieure du tampon n'est pas exactement identique à celle du tube. Une dureté comprise entre 50 et 110 Shore A semble particulièrement adaptée. Il est également préférable de choisir un élastomère ayant une bonne tenue au temps et une bonne tenue chimique, en particulier pour résister aux graisses et aux solvants couramment utilisés dans les métiers de la construction.
La description a jusqu'à présent indiqué l'utilisation d'un tampon monobloc. Il est cependant possible de faire varier le rapport entre la longueur de tube à déformer et le diamètre à obtenir en utilisant un tampon multi-bagues, composé de plusieurs rondelles élastomères empilées, entre lesquelles on peut si nécessaire intercaler des pièces non déformables, comme des rondelles métalliques 14. On enfile ainsi des rondelles acier et des rondelles élastomères sur l'arbre 5. L'introduction de rondelles élastomères n'a pas d'influence sur la qualité de l'emboíture, car du fait des propriétés de déformabilité des rondelles élastomères, celles-ci peuvent recouvrir intégralement les rondelles métalliques pour couvrir toute la surface du tube désirée. L'introduction des rondelles assure que le tampon élastomère formé des rondelles élastomères et métalliques se déforme radialement de façon homogène.
Un avantage supplémentaire du tampon selon l'invention est que du fait de la déformabilité du tampon élastomère, la jonction 15 entre l'emboíture 16 et le reste du tube est progressive et conique.
La butée 3 de l'embout a pour fonction de comprimer axialement une face du tampon, et plus spécifiquement la face du tampon qui se trouve enfoncée dans le tube. Préférentiellement, on choisit la butée avec une face de compression circulaire, de diamètre sensiblement égal au diamètre du tampon, de façon à comprimer la plus grande surface possible du tampon. De plus, le diamètre d'un tampon cylindrique utilisé est très proche du diamètre initial de la portion de tube à déformer. Ainsi, si on utilise un diamètre de butée proche du diamètre du tampon, on évite un fluage axial du tampon lors de la compression, néfaste au fonctionnement du dispositif. Selon un mode de réalisation particulier, la butée est métallique pour permettre une bonne transmission des efforts de compression imposés au tampon. On peut enfin réaliser une avancée arrondie sur la face libre du tampon, afin de faciliter son insertion à l'intérieur du tube. La butée présente des moyens de fixation sur l'arbre 5, de sorte à transmettre au tampon élastomère les efforts exercés par l'arbre.
L'arbre a pour fonction de transmettre à la butée un effort de compression de l'embout. Il peut de ce fait présenter une forme quelconque. Le fait de le disposer au centre du tampon évite de limiter la déformation radiale du tampon. A une extrémité, l'arbre présente des moyens de fixation sur la butée, dans l'exemple un filetage de son extrémité. On pourrait aussi utiliser un arbre monobloc avec la butée, et par exemple simple utiliser comme arbre et comme butée une vis: la tige de la vis servirait alors d'arbre, tandis que la tête de la vis servirait de butée.
L'invention propose aussi une pince 6 destinée à exercer une traction sur l'arbre 5 de l'embout et fournir une butée complémentaire de la butée de l'embout. La structure de cette pince apparaítra plus clairement de la description qui suit du fonctionnement d'un embout couplé à une pince. Un exemple de réalisation d'une telle pince est représenté à la figure 3. Selon cet exemple de réalisation, la pince 6 comprend un corps 7 avec une poignée 13, un levier 8, un piston 9, une biellette 10, une butée de compression 11 et une cheville 17.
Le corps 7 est réalisé en acier traité. Il définit une cavité 12 le traversant de part en part, et est fixé à l'extrémité d'une poignée 13. Le piston 9 est conformé pour coulisser dans la cavité 12 et dépasse d'une extrémité de la cavité. Sur une partie saillante de ce piston est montée une cheville 17, qui sert pour l'accrochage du levier 8. L'extrémité du levier 8 est conformée en fourche et présente deux extrémités planes parallèles avec chacune un évidement dans lequel s'insère une extrémité de la cheville 12. Le levier peut ainsi pivoter autour de cette cheville, tout en l'entraínant. Inversement, le levier 8 peut aisément être dégagé de l'extrémité du piston. Une biellette 10 pivote à une de ses extrémités autour d'un axe du levier 8, qui est proche de son extrémité conformée en fourche. Cette biellette 10 pivote à son autre extrémité autour d'un axe de la poignée 13. Cette biellette peut être doublée d'une seconde biellette placée symétriquement de l'autre côté du levier 8 et de la poignée 13. La poignée 13 est solidaire du corps 7 et s'étend sensiblement radialement par rapport à l'axe commun du piston 9 et de la cavité 12. La seconde extrémité de la cavité 12 est partiellement obturée par une rondelle 11. Cette rondelle est percée de façon à laisser passer l'arbre 5.
Le piston présente des moyens de fixation de l'extrémité libre de l'arbre d'un embout. Il peut s'agir simplement d'un trou taraudé, permettant le montage de l'arbre par vissage.
Le fonctionnement de la pince est le suivant. Un embout est fixé sur le piston 9, l'arbre traversant le trou de la rondelle 11. Dans cette position, comme représentée sur la figure 1, le tampon de l'embout est en contact de la rondelle de la pince d'une part et de la butée d'autre part. On remarquera que pour la fixation de l'embout sur le piston, le levier 8 peut être dégagé de l'extrémité du piston qui est en saillie du corps 7. Ceci permet de faire tourner le piston, ou de le changer facilement, par exemple si l'on dispose de plusieurs types d'arbres avec des moyens d'accrochage différent.
Une fois l'embout fixé, le levier 8 est accroché sur l'extrémité du piston. Dans cette position, l'embout peut être introduit à l'extrémité d'un tube; auparavant, le tube est si nécessaire coupé à la bonne longueur, bien perpendiculairement. L'embout est enfoncé dans le tube, de sorte à ce que l'extrémité du tube vienne au contact de la rondelle 11 de la pince, et que le tampon élastomère soit entièrement dans le tube. Cette configuration est représentée à la figure 1.
Par quelques pressions sur le levier 8 et les poignées 13, on sollicite l'arbre 5 en traction, ce qui a pour effet de comprimer le tampon entre la butée 3 et la rondelle 11, et d' augmenter ainsi le diamètre du tampon. Il s'ensuit une expansion du diamètre du tube au droit de ces rondelles, et une déformation plastique du tube.
Lorsque l'on relâche le levier 8, le tampon cesse d'être sollicité, et peut facilement être retiré de l'extrémité déformée du tube.
Dans le cas d'un tube en matériau de synthèse, pour un assemblage avec un insert, il est préférable d'introduire l'insert aussitôt après le retrait de la pince, du fait que l'effet mémoire du matériau tend à ramener plus ou moins rapidement la partie déformée à son diamètre d'origine. S'il existe une bague de sertissage, celle-ci est engagée sur le tube avant qu'il ne soit déformée, et elle est ramenée après déformation contre l'insert, à l'aide d'une pince de montage adaptée.
Le passage d'un diamètre à un autre s'effectue par simple remplacement de l'embout, par écartement des poignées, décrochage de l'embout en place, et accrochage du nouvel embout.
L'invention peut aussi prendre la forme d'un ensemble d'outils comprenant:
  • un ensemble d'embouts interchangeables adaptés aux différents diamètres de tubes. Ces embouts sont composés, par diamètre, d'un axe en acier décolleté sur lequel sont enfilées des rondelles acier et des bagues élastomères. Le gonflement de ces embouts permet l'expansion du diamètre intérieur des tubes aux dimensions souhaitées; pour chaque embout, la longueur de déformation peut simplement être réglée en modifiant le nombre de rondelles utilisées, lors du montage de l'embout sur la pince;
  • un corps en acier usiné traité muni de poignées et d'un système d'accrochage pour la mise en place et le maintien des embouts.
Les tubes pouvant être formés avec l'outil sont notamment les tubes en cuivre recuit de diamètre 12 mm à 20 mm, ou les tubes en matériaux de synthèse du DN 12 au DN 25 en série 5, du DN 16 au DN 25 en série 3.2, les tubes d'épaisseur minimum de 2mm du DN12 au DN22, ou encore les tubes composites à âme métallique du DN 14 au DN22. On peut notamment utiliser les tubes commercialisés par la demanderesse sous la marque RETUBE, qui sont des tubes en polyéthylène réticulé.
Le tableau suivant expose des exemples de caractéristiques de tubes à élargir, ainsi que les dimensions de ces tubes après expansion selon l'invention:
DN Série 5 Série 2 mm mini Série 3.2
DImini Dexp Lexp DImini Dexp Lexp DImini Dexp Lexp
12 9 10.85 11 7 8.75 11
16 12.2 14.05 11 11 12.85 11 10.6 12.35 11
20 15.4 17.25 11 15 16.85 11 13.4 14.95 11
25 19.4 21.8 16.4 19.4 21.8 16.4 17 18.55 16.4
DN Diamètre nominal extérieur du tube.
DImini Diamètre intérieur mini du tube.
Dexp Diamètre intérieur du tube après expansion.
Lexp Longueur du tube expansée.
Durant les cinq secondes qui suivent l'expansion, on peut constater, pour ce type de tuyaux, les relations suivantes:
  • Dexp = diamètre embout +0.2/+0.25 mm
  • Lexp=L embout +/-0.5 mm
    • L'emboíture réalisée selon l'invention diminue le risque d'amincissement ou de blanchiment localisé. L'invention permet de réduire le risque de réalisation d'emboítures défectueuses. L'emboíture présente une expansion de diamètre uniforme sur toute la périphérie du tube, avec une absence de toute génératrice préférentiellement sollicitée.
    La déformation progressive du tampon permet de réaliser un fond d'emboíture conique, ce qui se révèle particulièrement utile lors de l'utilisation d'inserts de raccord, comme des inserts de raccord cannelés. Le cône de fond d'emboíture permet ainsi de former une butée pour l'insert. Ce cône permet également le coincement de cet insert et évite ainsi la chute inopinée du raccord lors de phases de manutention ultérieures.
    L'invention n'est bien entendu pas limitée aux modes de réalisation décrits. En particulier, on peut envisager dans le cadre de l'invention, d'intégrer l'arbre de l'embout dans la pince, de réaliser une rondelle 11 de butée détachable de la pince ou de l'embout ou encore un embout intégrant les deux butées décrites.

    Claims (9)

    1. Pince à emboíture comprenant:
      un embout présentant:
      un tampon (4) élastomère;
      une butée axiale (3);
      un arbre (5) traversant ledit tampon (4), l'arbre (5) entraínant la butée (3) en translation vers le tampon lorsqu'il est sollicité;
      une rondelle de butée (11) percée d'un trou traversé par l'arbre (5);
      des moyens de traction (7, 8, 9, 10, 12, 13, 17) de l'arbre (5), en regard du trou,
      caractérisé en ce que :
         les moyens de traction présentent:
      un corps (7) avec une poignée (13) et une cavité (12) traversante ménagée dans le corps (7), ladite rondelle de butée (11) obturant sensiblement une extrémité de la cavité;
      un piston (9) coulissant dans ladite cavité (12), dans lequel sont ménagés des moyens de couplage de l'arbre;
      un levier mobile (8) monté à rotation sur la poignée (13) et dont une extrémité sollicite le piston (9).
    2. La pince à emboíture de la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité (8) du levier est séparable du piston (9).
    3. La pince de la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le levier (8) est monté à rotation sur la poignée (13) par l'intermédiaire d'au moins une biellette (10).
    4. La pince à emboíture de l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le tampon (4) est de forme sensiblement cylindrique.
    5. La pince à emboíture de l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la butée (3) comporte une face circulaire de diamètre sensiblement égal au diamètre du tampon (4).
    6. La pince à emboíture de l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la butée (3) est métallique.
    7. La pince à emboíture de l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le tampon (4) comprend plusieurs rondelles élastomères.
    8. La pince à emboíture de la revendication 7, caractérisée en ce que des rondelles métalliques (14) sont intercalées entre des rondelles élastomères.
    9. La pince à emboíture de l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque tampon (4) a une dureté comprise entre 50 et 110 Shore A.
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