FR2748415A1 - Element de raccord pour un assemblage de pieces en materiaux thermoplastiques par soudage et procede de fabrication d'un tel element - Google Patents

Element de raccord pour un assemblage de pieces en materiaux thermoplastiques par soudage et procede de fabrication d'un tel element Download PDF

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Abstract

Afin d'assembler des pièces (12) en matériaux thermoplastiques, on utilise un élément de raccord (10) comprenant un bloc (14) de matériau thermoplastique, dans lequel des organes élastiques chauffants (18) sont noyés dans un état précontraint à proximité immédiate d'une surface de jonction (16) refermée sur elle-même. Le chauffage des organes élastiques (18) leur permet de reprendre un état naturel épais dans lequel ils s'étendent de part et d'autre de la surface (16). Les organes élastiques (18) sont monoblocs et refermés sur eux-mêmes selon le pourtour de la surface de jonction. Dans leur état précontraint, ils sont globalement déformés, sans être comprimés dans le sens de l'épaisseur.

Description

ELEMENT DE RACCORD POUR UN ASSEMBLAGE DE PIECES EN
MATERIAUX THERMOPLASTIQUES PAR SOUDAGE ET PROCEDE DE
FABRICATION D'UN TEL ELEMENT.
DESCRIPTION
Domaine technique
L'invention concerne un élément de raccord conçu pour permettre l'assemblage par soudage par induction ou electrofusion d'au moins deux pièces en matériaux thermoplastiques, de mêmes natures ou de natures différentes, selon une surface de jonction refermée sur elle-meme.
L'invention concerne également un élément de raccord conçu pour permettre l'assemblage de pièces en matériaux thermoplastiques présentant des couches superficielles disparates, oxydées ou contaminées, sans nécessiter de grattage ou de nettoyage préalable des parties à assembler.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel élément de raccord.
L'élément de raccord selon l'invention peut être utilisé dans tout assemblage de pièces en matériaux thermoplastiques telles que des pièces en polyéthylène, en polypropylène ou en polybutylène. Il constitue alors l'une des pièces de cet assemblage. A titre d'illustration nullement limitative, l'élément de raccord selon l'invention peut se présenter sous la forme d'un manchon permettant de raccorder bout à bout deux tubes en matériau thermoplastique.
Etat de la technique.
On a proposé dans le document DE-A1 291 109 d'assembler bout à bout deux tuyaux en matière thermoplastique au moyen d'un manchon dans lequel sont incorporées deux pièces métalliques refermées sur elles-mêmes. L'assemblage est assuré par soudage, du fait de la fusion de la matière thermoplastique produite par l'échauffement par induction des pièces métalliques. Ces dernières peuvent notamment être incorporées dans le manchon sous précontrainte, de façon à s'introduire partiellement dans la surface du tuyau, du fait de leur contraction, lors de la fusion de la matière thermoplastique.
Dans ce document, chaque pièce métallique est constituée par un fil de forme ondulée, situé sur une surface cylindrique qui entoure coaxialement la surface de jonction du manchon. L'incorporation de ces fils ondulés dans le manchon s'effectue en les plaçant sur deux mandrins légèrement coniques vers l'extérieur et en fabriquant directement le manchon en matériau thermoplastique par surmoulage sur ces mandrins.
La solution décrite dans ce document présente un certain nombre d'inconvénients.
En premier lieu, la technique utilisée pour introduire les fils métalliques dans le raccord se traduit par l'existence d'un jeu important entre le raccord et les tuyaux, puisque la surface intérieure du raccord est légèrement conique. Cela a pour conséquence d'imposer un temps de soudage et de refroidissement particulièrement long. Cela a aussi pour conséquence de rendre aléatoire la qualité et l'étanchéité de l'assemblage. Cette observation est d'ailleurs confirmée par le fait qu'il est prévu dans ce document d'interposer entre les extrémités des tuyaux un anneau chauffant supplémentaire, également incorporé dans le raccord, lorsque l'assemblage doit être parfaitement étanche.
Du fait que le fil métallique ondulé ne présente pas d'épaisseur dans le sens radial lorsqu'il se trouve dans son état naturel ou contraint, sa rétraction intervenant lors du chauffage ne permet pas d'assurer que le fil se trouve, à la fin du soudage, à la fois dans le raccord et dans les tuyaux. La fonction de renforcement de l'assemblage n'est donc pas assurée.
De même, le brassage de la matière thermoplastique au voisinage de la surface de jonction est très aléatoire et difficilement reproductible d'un raccord à l'autre.
Par ailleurs, l'absence d'ancrage suffisant de l'élément métallique dans le raccord augmente le risque d'une sortie accidentelle, pendant la période de stockage du manchon, de l'élément métallique hors de la surface interne dudit manchon, ce qui le rendrait alors impropre à l'utilisation.
Enfin, lors de l'opération de soudage, l'élément métallique se libère immédiatement du raccord sans faire fondre une quantité de matière suffisante pour combler le jeu entre les pièces à assembler et pour assurer un brassage efficace des couches thermoplastiques.
Comme l'enseigne le document EP-A-615 091, il est connu d'assembler bout à bout deux tubes en un matériau thermoplastique au moyen d'un raccord réalisé dans le même matériau et dans lequel est noyé un organe élastique chauffant en un matériau électriquement conducteur. Plus précisément, cet organe élastique entoure la surface de jonction du raccord, dans lequel il est introduit sous contrainte. Cette introduction s'effectue en plaçant l'organe élastique sur un noyau cylindrique expansible et en le chauffant tout en le forçant à pénétrer dans le manchon par fusion locale de la matière plastique. L'organe élastique, qui se présente par exemple sous la forme d'un filet, d'un fil torsadé sur lui-meme et bobiné en spirale ou en hélice, ou d'un cône, est ainsi comprimé dans le sens de son épaisseur et dilaté radialement.
Lorsque le raccord est placé sur les tubes à assembler, l'organe élastique est relié à une source électrique extérieure, de façon à faire fondre à son voisinage le matériau thermoplastique. L'organe élastique tend alors à reprendre son état naturel, ce qui se traduit à la fois par une diminution de son diamètre et par un accroissement de son épaisseur. Lors de son changement de forme, l'organe élastique traverse la surface de jonction entre le raccord et les tubes, ce qui assure un échange macromoléculaire de la matière à ce niveau. Cette caractéristique permet d'effectuer un assemblage étanche sans que la couche superficielle de matière, oxydée et altérée par le vieillissement, qui recouvre généralement les tubes n ait à être enlevée par grattage.
Les dispositifs décrits dans le document
EP-A-615 091 présentent cependant quelques inconvénients notables.
Ainsi, du fait que l'insertion de l'organe élastique dans le manchon se traduit notamment par une compression de cet organe dans le sens de son épaisseur, son échauffement lors de la réalisation de l'assemblage a pour conséquence sa dilatation dans le sens de l'épaisseur. Il se produit donc un déplacement dans l'organe élastique vers l'intérieur du raccord aussi bien que vers le tube. Etant donné qu'il peut exister entre le manchon et le tube un jeu important, excédant parfois 1 mm sur les diamètres élevés, la réalisation de l'assemblage nécessite donc un échauffement et une fusion inutiles d'un grand volume de matière vers l'intérieur du raccord. Le temps de refroidissement de la matière est donc relativement long, d'où une augmentation d'un temps d'attente ralentissant les cadences d'installation.
Par ailleurs, du fait que l'organe élastique prend appui sur de la matière en fusion ou à la limite entre un état liquide et un état solide, lors de son insertion, l'état de compression de cet organe est variable. Par conséquent, le mouvement de l'organe élastique lors de l'assemblage est mal défini, de sorte que la reproductibilité des soudages s'avère difficile à contrôler.
De plus, dans toutes les formes de réalisation décrites, l'organe élastique n'est jamais constitué par un organe monobloc refermé sur lui-même, de sorte qu'il est fortement déformable. Cela amplifie les difficultés de réaliser une insertion contrôlée de cet organe dans le raccord et, par conséquent, la mauvaise reproductibilité des soudages. Cela empêche aussi cet organe élastique de jouer éventuellement un rôle de renfort mécanique dans la liaison par soudage établie entre les pièces.
Exposé de l'invention
L'invention a précisément pour objet un élément de raccord prévu pour être incorporé dans un assemblage de pièces en matériau thermoplastique, en assurant de façon sûre et reproductible un brassage efficace de la matière à proximité de la surface de jonction des pièces, et en renforçant mécaniquement l'assemblage de sorte qu'à la fin du soudage, un ou plusieurs organes élastiques présentant une certaine épaisseur traversent la surface de jonction de manière contrôlée et reproductible.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un élément de raccord comprenant - une première pièce en un matériau thermoplastique,
apte à être soudée par fusion à au moins une deuxième
pièce en un matériau thermoplastique, selon une sur
face de jonction refermée sur elle-même - au moins un organe élastique chauffant noyé dans la
première pièce, dans un état précontraint, à proxi
mité immédiate de la surface de jonction et sur tout
le pourtour de cette dernière, cet organe élastique
étant apte à reprendre un état naturel dans lequel il
s'étend de part et d'autre de la surface de jonction,
lorsque sa température dépasse une température de
fusion locale du matériau thermoplastique caractérisé par le fait que ledit au moins un organe élastique, dans son état précontraint, est dilaté circonférentiellement sans être comprimé dans le sens de son épaisseur, par le fait qu'il présente une structure monobloc refermée sur elle-même selon le pourtour de la surface de jonction, et par le fait qu'il pénètre dans la première pièce dans son état précontraint, jusqu'à une distance au moins égale à trois fois le diamètre du fil ou l'épaisseur de la feuille ou du ruban avec lequel l'organe élastique est fabriqué.
Du fait que l'organe élastique précontraint n est pas mis en place dans le raccord par une compression dans le sens de son épaisseur, cet état précontraint peut être défini avec précision et parfaitement reproductible d'un raccord à l'autre. De plus, le retour de l'organe élastique dans son état naturel se traduit uniquement par une déformation de cet organe vers la deuxième pièce, lors de la fusion du matériau thermoplastique. Cela permet de ne pas chauffer des surépaisseurs inutiles de matière et assure, par conséquent, des temps de refroidissement particulièrement courts permettant d'écourter sensible ment les temps d'installation et procurant un meilleur contrôle du déplacement de l'organe élastique.
Par ailleurs, du fait que l'organe élastique présente une certaine épaisseur, il demeure parfaitement dans la première pièce avant l'opération de soudage. En outre, l'obtention d'un brassage de la matière au voisinage de la surface de jonction est assurée dans tous les cas, ce qui garantit la fiabilité et l'étanchéité de l'assemblage.
Cette dernière caractéristique associée au fait que l'organe élastique se retrouve après soudage à la fois dans la première pièce et dans la deuxième pièce du raccord permet en outre d'assurer un renforcement de la liaison entre les pièces, lorsque l'assemblage est réalisé.
Dans une première forme de réalisation de l'invention, chaque organe élastique passe de son état précontraint à son état naturel, et inversement, par un mouvement global de translation selon une direction sensiblement normale à la surface de jonction.
Selon le cas, l'élément de raccord peut alors comprendre soit plusieurs organes élastiques constitués chacun par un ressort hélicoïdal refermé sur lui-même ou par un fil ondulé arqué refermé sur lui-même, soit un seul organe élastique constitué par une cage ondulée refermée sur elle-même.
Lorsque l'élément de raccord comprend des ressorts hélicoïdaux, chacun d'entre eux peut notamment présenter une section circulaire de diamètre extérieur donné. Dans ce cas, les ressorts sont séparés les uns des autres d'une distance entre axes d'enroulement au moins égale à 1,5 fois ce diamètre extérieur. Dans une variante de l'invention, les ressorts hélicoïdaux présentent une section oblongue.
Selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, chaque organe élastique passe de son état précontraint dans son état naturel, et inversement, par un mouvement global de basculement qui a pour effet une pénétration de l'organe élastique dans la première pièce et dans la deuxième pièce du raccord.
Dans cette deuxième forme de réalisation de l'invention, le brassage de la matière en fusion assuré par les organes élastiques lors du soudage présente des composantes de mouvement orientées tangentiellement par rapport à la surface de jonction. Cela assure un brassage amélioré de la matière en créant à l'intérieur de celle-ci des mouvements complexes, par exemple tourbillonnants, qui contribuent à améliorer la qualité de l'assemblage.
Dans cette deuxième forme de réalisation, l'élément de raccord peut comprendre plusieurs organes élastiques constitués chacun par un fil ondulé refermé sur lui-même, situé sensiblement dans un plan perpendiculaire à la surface de jonction dans son état naturel et sur une surface parallèle à la surface de jonction dans son état précontraint.
Dans la deuxième forme de réalisation, l'élément de raccord peut aussi comprendre plusieurs organes élastiques constitués chacun par un ressort hélicoïdal refermé sur lui-même, et présentant des spires inclinées par rapport à des plans perpendiculaires à la surface de jonction.
Dans les différentes formes de réalisation de l'invention, chacun des organes élastiques est avantageusement réalisé dans un matériau électriquement conducteur, de façon à pouvoir être chauffé par induction à l'aide d'un inducteur placé à proximité des pièces lors de l'assemblage.
L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un tel élément de raccord. Ce procédé est caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes - montage d'un support tubulaires en un matériau ther
moplastique, sur un noyau non fusible - montage d'au moins un organe élastique sur le support
tubulaire, par accroissement du diamètre interne de
cet organe - insertion au moins partielle de l'organe élastique
dans le support tubulaire par fusion locale de ce
dernier - extraction du support tubulaire muni de l'organe
élastique - montage du support tubulaire dans un moule
d'injection - réalisation de la première pièce, par surmoulage
d'une matière thermoplastique autour du support
tubulaire portant le ou les organes élastiques.
Il est à noter que ce procédé de fabrication de l'élément de raccord selon l'invention permet la mise en place des organes élastiques dans la première pièce sans qu'aucune compression ne leur soit appliquée dans le sens de l'épaisseur.
Avantageusement, on utilise un support tubulaire comportant des fentes ou des zones d'épaisseur réduite, au moins en face de l'organe élastique, afin de donner à ce support une certaine souplesse, pour faciliter sa mise en place dans le moule. Dans le même but, on peut également utiliser un support tubulaire comportant une fente longitudinale s'étendant sur toute se longueur.
Brève description des dessins
On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, différentes forme de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale représentant deux tubes assemblés bout à bout au moyen d'un manchon réalisé conformément à l'invention, les pièces étant illustrées sur la gauche dans l'état qu'elles occupent avant le soudage et sur la droite dans l'état qu'elles occupent après le soudage
- la figure 2 est une vue en perspective représentant partiellement et à plus grande échelle un organe élastique chauffant en forme de ressort hélicoï- dal, incorporés dans le manchon de la figure 1
- la figure 3 est une vue comparable à la figure 2 représentant un organe élastique chauffant en forme de fil ondulé arqué, susceptible d'être incorporé dans le manchon de la figure l ;
- la figure 4 est une vue en perspective représentant un organe élastique chauffant en forme de cage ondulée, susceptible d'être incorporé dans le manchon de la figure 1
- la figure 5 est une vue en perspective et en coupe longitudinale illustrant une deuxième forme de réalisation d'un manchon conforme à l'invention, avant son utilisation dans un assemblage
- la figure 6 est une vue comparable à la figure 5 illustrant le basculement des organes élastiques chauffants contenus dans le manchon, lorsque l'assemblage est réalisé
- la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un manchon incorporant des organes élastiques chauffants en forme de ressorts basculants, conformé ment à une variante de la deuxième forme de réalisation de l'invention ;
- la figure 8 est une vue comparable à la figure 7 illustrant la position prise par un ressort basculant lorsque l'assemblage est réalisé
- la figure 9 est une vue en coupe longitudinale illustrant une première étape de fabrication du manchon selon l'invention ;
- la figure 10 est une vue en coupe comparable à la figure 9 illustrant en trait plein une deuxième étape et en traits discontinus une troisième étape de fabrication du manchon de la figure 1 ; et
- la figure 11 est une vue en perspective représentant une variante de réalisation du support tubulaire utilisé dans le procédé de fabrication illustré sur les figures 9 et 10.
Exposé détaillé de formes de réalisation
Les différentes formes de réalisation qui vont être décrites concernent l'assemblage bout à bout de deux tubes ou tuyaux réalisés en un matériau thermoplastique, au moyen d'un élément de raccord en forme de manchon, dans lequel sont introduites les extrémités des deux tubes.
On observera cependant que l'invention n'est pas limitée à ce type d'assemblage et peut être utilisée dans tous les cas où au moins deux pièces en matériaux thermoplastiques doivent être assemblées par soudage selon une surface de jonction refermée sur elle-même. Ainsi, et uniquement à titre d'exemple, l'élément de raccord selon l'invention peut être luimême constitué par un tube dont une extrémité évasée reçoit l'extrémité d'un autre tube ou par tout assemblage dans lequel une pièce de forme quelconque entoure une autre pièce et doit être soudée sur celle-ci par fusion du matériau thermoplastique dans lequel sont formées les deux pièces.
Dans les différentes formes de réalisation décrites, le manchon qui constitue l'élément de raccord conforme à l'invention est désigné de façon générale par la référence 10. Par ailleurs, chacun des tubes qui sont assemblés par l'intermédiaire de ce manchon 10 est désigné de façon générale par la référence 12.
Dans l'exemple illustré sur la figure 1, les deux tubes 12 sont des tubes de section circulaire et de même diamètre, servant par exemple à véhiculer un gaz ou un liquide avec ou sans pression. Il est à noter que les diamètres des tubes pourraient être différents et qu'ils pourraient présenter des sections non circulaires, sans sortir du cadre de l'invention.
En revanche, il est essentiel que les tubes 12 comme le manchon 10 soient réalisés en un matériau thermoplastique de même nature ou de natures différentes, ce matériau pouvant notamment être des polyoléfines tels que polyéthylène, polypropylène, polybutylène, ou des polyamides, des fluorés, des chlorés, etc..
Le manchon 10 permettant d'assembler bout à bout les deux pièces que constituent les tubes 12 comprend principalement un bloc 14, également réalisé en un matériau thermoplastique. Le bloc 14 est prévu pour être soudé sur l'extrémité de chacun des tubes 12 selon une surface de jonction 16, de configuration cylindrique dans la forme de réalisation représentée.
La surface de jonction 16 est définie à la fois par une partie de la surface intérieure du bloc 14 et par une partie de la surface extérieure de chacun des tubes 12. La surface de jonction 16, qui présente la caractéristique d'être refermée sur elle-même autour de l'axe commun aux tubes 12 et au manchon 10, peut prendre des formes différentes lorsque les tubes et le manchon ne présentent pas une section circulaire.
Pour chacun des soudages à réaliser, c'est-à-dire dans le cas du manchon 10 pour le soudage de celui-ci sur chacun des tubes 12, ce manchon comporte au moins un organe élastique chauffant 18 noyé dans le bloc 14, dans un état précontraint, à proximité immédiate de la surface de jonction 16. Plus précisément, chaque organe élastique 18 présente une structure monobloc, refermée sur elle-même selon le pourtour de la surface de jonction 16.
Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 1, chacune des soudures est réalisée au moyen de plusieurs organes élastiques identiques 18, régulièrement espacés les uns des autres selon l'axe du manchon 10.
Dans leur état précontraint illustré sur la partie gauche de la figure 1, les organes élastiques 18 sont globalement déformés par un accroissement de leur diamètre intérieur, sans toutefois être comprimés dans le sens de leur épaisseur. Un procédé de fabrication du manchon 10 permettant d'introduire les organes élastiques 18 à l'intérieur du bloc 14 en matériau thermoplastique, dans cet état précontraint parfaitement défini, sera décrit ultérieurement en se référant aux figures 9 à 11.
Comme on l'a illustré sur la partie droite de la figure 1, lorsqu'il se produit une fusion du matériau thermoplastique formant le bloc 14, à proximité des organes élastiques 18, ces derniers reprennent leur état naturel. Cela se traduit par une réduction de leur diamètre intérieur, qui devient alors inférieur au diamètre extérieur des tubes 12. Dans cet état naturel, les organes élastiques 18 s'étendent donc de part et d'autre de la surface de jonction 16 sous l'effet du mouvement global de translation de ces organes élastiques 18 qui s'effectue alors, selon une direction sensiblement normale à la surface de jonction 16, du fait de la précontrainte emmagasinée initialement dans ces organes.
La comparaison des parties gauche et droite de la figure 1 montre clairement que le passage des organes élastiques 18 de leur état précontraint dans leur état naturel n'entraîne pratiquement pas de modification de leur épaisseur et se traduit uniquement par un déplacement global de ces organes vers les tubes 12.
Par conséquent, il n'y a pas de fusion inutile du bloc 14 de matériau thermoplastique autour des organes élastiques 18. Le refroidissement des pièces après assemblage s'effectue donc dans un temps particulièrement court.
Par ailleurs, du fait que les organes élastiques 18 sont des organes monoblocs refermés sur eux-mêmes et qu'ils traversent la surface de jonction 16 lorsque l'assemblage est réalisé, ils remplissent une fonction de renforcement mécanique des liaisons entre le manchon et les tubes 12.
En outre, du fait que les organes élastiques 18 ne sont pas comprimées dans le sens de leur épaisseur lorsqu'ils occupent leur état précontraint illustré sur la gauche de la figure 1, cet état précontraint est parfaitement maîtrisé et reproductible. On peut donc contrôler de façon fiable et reproductible le déplacement des organes élastiques lors du soudage, ce qui constitue un avantage important du fait des variations de jeux fréquemment rencontrés entre les tubes et les manchons.
Avantageusement, les organes élastiques chauffants 18 sont réalisés en un matériau électrique ment conducteur tel qu un métal (acier inoxydable, etc.) ou un matériau conducteur non métallique (polymère conducteur, etc.). Du fait de leur caractère électriquement conducteur, les organes élastiques 18 peuvent notamment être chauffés par induction à l'aide d'un inducteur 20 (figure 1) que l'on place à cet effet autour du manchon 10 lorsqu'on désire réaliser l'assemblage par soudage. L'élévation de température des organes élastiques chauffants 18 permet de faire fondre le matériau thermoplastique à proximité de ces organes.
Différentes formes de réalisation des organes élastiques 18 vont à présent être décrites à titre d'exemples.
Une première forme de réalisation des organes élastiques 18, illustrée par les figures 2 à 4, concerne le cas où leur passage de l'état précontraint à l'état naturel s'effectue par un mouvement global de translation selon une direction sensiblement normale à la surface de jonction 16.
Dans l'exemple illustré sur la figure 2, le soudage du manchon 10 sur chacun des tubes 12 est assuré au moyen de plusieurs organes élastiques 18 constitués chacun par un ressort hélicoïdal 18a refermé sur lui-même. Ce ressort est formé dans un fil dont le diamètre est compris entre 0,15 mm et 1 mm selon le diamètre du manchon. Dans l'état naturel du ressort, son pas est compris entre 0,3 mm et 3 mm. Lorsque le ressort est formé de spires circulaires, comme l'illustre la figure 2, le diamètre de chaque spire varie entre 0,5 mm et 4 mm. La forme des spires peut toutefois être non circulaire, par exemple ovale ou oblongue.
Dans le cas où les spires sont de forme circulaire, la distance minimale entre les axes d'enroulement de deux ressorts hélicoïdaux 18a voisins est égale à 1,5 fois le diamètre extérieur de chaque ressort.
Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 3, le soudage du manchon 10 sur chacun des tubes 12 est assuré également au moyen de plusieurs organes élastiques 18 constitués chacun par un fil 18b ondulé en zig zag selon une direction sensiblement parallèle à l'axe du manchon, et arqué selon une direction normale à la surface de jonction 16, de façon à présenter une certaine épaisseur selon cette direction.
Le diamètre du fil utilisé pour réaliser ces organes élastiques est compris entre 0,15 mm et 1 mm et le pas des ondulations à l'état naturel est compris entre 0,3 mm et 3 mm. En outre, la largeur du trajet en zig zag suivi par le fil 18b est comprise entre 0,5 mm et 4 mm.
Dans les exemples de réalisation des figures 2 et 3, on utilise plusieurs organes élastiques 18, dont le nombre dépend de la longueur de la soudure à réaliser et des impératifs géométriques de l'assemblage.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 4, on utilise au contraire un organe élastique unique pour chaque soudure. Cet organe élastique unique 18 est constitué par une cage ondulée 18c, refermée sur elle-même et présentant une certaine épaisseur. Cette cage 18c est réalisée à l'aide d'un grillage métallique, d'une plaque métallique perforée, de fils soudés, etc.. Elle présente des ondulations régulières dans un plan perpendiculaire à l'axe du manchon. Ces ondulations régulières peuvent être de forme sinusoïdale ou autres de façon à donner à la cage l'élasticité souhaitée ainsi que l'épaisseur désirée dans une direction perpendiculaire à la surface de jonction 16.
Dans une deuxième forme de réalisation de l'invention illustrée sur les figures 5 à 8, les organes élastiques 18 passent de leur état précontraint dans leur état naturel, et inversement, par un mouvement global de basculement qui a pour effet de les faire pénétrer dans l'épaisseur du tube et du manchon.
Par rapport à la seule rétraction radiale qui se produit dans le cas de la première forme de réalisation de l'invention, ce mouvement de basculement des organes élastiques 18 créé des mouvements de brassage plus complexes du matériau thermoplastique à proximité de la surface de jonction lors de l'assemblage. Par conséquent, la qualité de la soudure ainsi que l'étanchéité de l'assemblage s'en trouvent améliorées.
Dans le cadre de cette deuxième forme de réalisation de l'invention, l'exemple de la figure 5 concerne le cas où le raccord 10 comporte plusieurs organes élastiques 18 constitués chacun par un fil ondulé 18d refermé sur lui-même. Dans son état naturel illustré sur la figure 6, le fil ondulé est situé sensiblement dans un plan perpendiculaire à la surface de jonction 16, de telle sorte que chaque ondulation du fil traverse cette surface lorsque l'assemblage est réalisé.
Au contraire, lorsque le fil ondulé 18 est dans son état précontraint illustré sur la figure 5, il est situé sur une surface légèrement conique, de façon à entourer la surface de jonction 16, à pouvoir basculer ultérieurement dans une direction pré-établie et à parfaire l'ancrage.
La comparaison de l'état précontraint du fil ondulé illustré sur la figure 5 et de son état naturel illustré sur la figure 6 montre que le passage d'un état à l'autre s'effectue par un mouvement de basculement du fil 18d autour d'un cercle virtuel médian.
Comme dans les autres cas, l'état précontraint du fil ondulé 18d, illustré sur la figure 5, est obtenu par un accroissement de son diamètre intérieur, sans qu'aucun effort de compression soit appliqué à ce fil dans une direction perpendiculaire à la surface de jonction 16.
Les figures 7 et 8 illustrent un deuxième exemple de la deuxième forme de réalisation de l'invention. Dans ce cas, le manchon 10 comprend plusieurs organes élastiques 18 constitués chacun par un ressort hélicoïdal 18e refermé sur lui-même et présentant des spires inclinées dans le sens circonférentiel par rapport à des plans perpendiculaires à la surface de jonction 16. Dans l'état précontraint du ressort 18e, ces spires sont jointives ou pratiquement jointives et très inclinées comme l'illustre la figure 7. Cet état est obtenu comme précédemment par un accroissement du diamètre intérieur du ressort 18e, sans exercer aucune compression de celui-ci dans le sens de son épaisseur.
Dans son état naturel illustré sur la figure 8, les spires du ressort 18e basculent vers l'intérieur autour d'axes orientés selon les génératrices de la surface de jonction 16. Ce basculement se traduit par une diminution du diamètre intérieur du ressort 18e sans augmentation de son diamètre extérieur. Le ressort traverse ainsi la surface et s'étend de part et d'autre de celle-ci à la fois dans le tube 12 et dans le manchon 10.
De façon générale et quelle que soit la forme de réalisation, l' fil ou l'épaisseur de la feuille, de la grille ou du ruban dans lequel il est fabriqué.
Dans l'état naturel de chacun des organes élastiques, la pénétration minimale de cet organe dans chacun des tubes 12 est au moins égale au diamètre du fil, ou à l'épaisseur de la feuille ou de la grille qui le constitue ou au moins égale à 0,3 mm si le diamètre du fil ou l'épaisseur de la feuille ou de la grille est inférieur à cette valeur. D'autre part, cette pénétration est au plus égale au tiers de l'épaisseur du tube 12.
Par ailleurs, même si l'organe élastique 18 change d'épaisseur dans la deuxième forme de réalisation décrite en référence aux figures 5 à 8, son état précontraint est toujours obtenu par une déformation globale, sans aucune compression ni aucun compactage dans le sens de son épaisseur. Par conséquent, l'organe élastique 18 se déplace dans toute son épaisseur uniquement vers l'intérieur, c'est-à-dire vers les tubes 12, lors du soudage.
Compte tenu de la forme généralement ondulée ou en spirale des organes élastiques 18, dont on a vu qu'ils sont toujours refermés sur eux-mêmes, le chemin électrique le plus court balayant une circonférence de la surface de soudure est toujours supérieur à cette circonférence. Dans la pratique, le rapport entre ce chemin électrique le plus court et la circonférence de la surface de soudure est compris entre 1 et 10.
Par ailleurs, chaque organe élastique 18 passe de son état précontraint à son état naturel par une diminution de 5 % à 15 % de son diamètre intérieur.
Quelle que soit la structure de l'organe élastique 18, il est également important d'observer que cet organe peut être refermé sur lui-même par tout moyen tel que par soudage, par brasage ou à l'aide d'une simple liaison mécanique par crochet. Cette fermeture de l'organe élastique sur lui-même assure également la fermeture du circuit électrique passant par cet organe, pour le chauffage par induction.
On décrira à présent, en se référant aux figures 9 à 11, la fabrication d'un manchon 10 conforme à l'invention. Bien que cette fabrication soit illustrée dans le cas où les organes élastiques 18 sont constitués par des ressorts hélicoïdaux 18a tels qu'illustrés sur la figure 2, on comprendra aisément que le procédé décrit peut être utilisé quelle que soit la forme prise par les organes élastiques.
Dans un premier temps, on fabrique un support tubulaire 22 en un matériau thermoplastique. Ce support tubulaire est destiné à faire partie intégrante du manchon 10 que l'on désire fabriquer. Plus précisément, sa surface intérieure formera la surface intérieure du manchon au droit des organes élastiques 18.
On place le support tubulaire 22 sur un noyau 24 en un matériau non fusible et électriquement isolant. Ce noyau 24 est destiné à maintenir le diamètre intérieur du support tubulaire 22 à la valeur désirée. Comme l'illustre la figure 9, on place ensuite les organes électriques 18 sur le support tubulaire 22, en prenant soin d'aménager entre chacun d'entre eux l'écartement désiré.
On chauffe ensuite, de préférence par induction, les organes élastiques 18 afin de provoquer la fusion locale du support tubulaire 22. Etant donné que les organes élastiques 18 ont été placés sur le support tubulaire 22 dans un état précontraint, ils tendent à revenir vers leur état naturel en s'incrus- tant dans le support tubulaire 22. Cette situation est illustrée en trait plein sur la figure 10.
Selon les conditions de chauffage, le mouvement des organes élastiques 18 peut se poursuivre jusqu'à ce qu'ils arrivent en contact avec le noyau 24 ou s'interrompre avant, comme l'illustre la figure 10.
Compte tenu, par ailleurs, des épaisseurs du support 22 et des organes élastiques 18, ces derniers sont noyés alors totalement ou partiellement dans le support 22.
Dans l'un et l'autre cas, la pénétration des organes élastiques 18 dans le support 22 doit être suffisante pour qu'ils y soient solidement ancrés.
Le support tubulaire 22 est ensuite refroidi, soit naturellement soit à l'aide de moyens de refroidissement qui peuvent éventuellement être intégrés dans le noyau 24. Le support tubulaire est alors extrait du noyau et placé dans un moule d'injection, puis l'on procède ensuite à une opération de surmoulage, illustrée en traits mixtes sur la figure 10. A la fin de cette opération, les organes élastiques 18 sont noyés dans le bloc 14 de matériau thermoplastique, dont fait alors partie le support 22, pour former le manchon 10.
Il est important d'observer que l'état des organes élastiques 18 illustré sur la figure 10 correspond à l'état de précontrainte de ces organes défini précédemment. Cela signifie que ces organes sont encore sous contrainte et capables de se rétracter davantage ultérieurement lors du soudage du manchon 10 sur les tubes 12.
Comme on l'a illustré en variante sur la figure 11, le support tubulaire 22 sur lequel les organes élastiques 18 sont placés, puis incrustés, peut avantageusement comporter des fentes 26 ou des régions d'épaisseur réduite. Ces fentes 26 ou ces régions d'épaisseur réduite donnent au manchon ainsi fabriqué une certaine souplesse qui facilite le montage du man chon 22 sur le noyau du moule de surmoulage. En effet, il peut arriver que le support 22 effectue un retrait après qu'il ait été démonté du noyau 24, en raison du retrait de la matière thermoplastique et surtout d'un fluage causé par l'action des organes élastiques 18, en particulier dans la zone où ces organes sont implantés.
C'est pourquoi les fentes 26 ou les zones de moindre épaisseur sont placées de préférence dans les régions où sont implantés les organes élastiques.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Elément de raccord comprenant - une première pièce (14) en un matériau thermoplasti
que, apte à etre soudée par fusion à au moins une
deuxième pièce (12) en un matériau thermoplastique,
selon une surface de jonction (16) refermée sur
elle-meme ; - au moins un organe élastique chauffant (18) noyé dans
la première pièce (14), dans un état précontraint, à
proximité immédiate de la surface de jonction (16) et
sur tout le pourtour de cette dernière, cet organe
élastique étant apte à reprendre un état naturel dans
lequel il s'étend de part et d'autre de la surface de
jonction (16), lorsque sa température dépasse une
température de fusion locale du matériau
thermoplastique caractérisé par le fait que ledit au moins un organe élastique (18), dans son état précontraint, est dilaté circonférentiellement sans être comprimé dans le sens de son épaisseur, par le fait qu'il présente une structure monobloc refermée sur elle-même selon le pourtour de la surface de jonction (16), et par le fait qu'il pénètre dans la première pièce dans son état précontraint, jusqu'à une distance au moins égale à trois fois le diamètre du fil ou l'épaisseur de la feuille ou du ruban avec lequel l'organe élastique est fabriqué.
2. Elément de raccord selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque organe élastique (18) passe de son état précontraint à son état naturel, et inversement, par un mouvement global de translation selon une direction sensiblement normale à la surface de jonction.
3. Elément de raccord selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs organes élastiques (18) constitués chacun par un ressort hélicoïdal (18a) refermé sur lui-même.
4. Elément de raccord selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les ressorts hélicoïdaux (18a) sont séparés les uns des autres d'une distance entre axes d'enroulement au moins égale à 1,5 fois le diamètre extérieur de ces ressorts.
5. Elément de raccord selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs organes élastiques (18) constitués chacun par un fil ondulé arqué (18b) refermé sur lui-même.
6. Elément de raccord selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un organe élastique (18) constitué par une cage ondulée (18c) refermée sur elle-même.
7 Elément de raccord selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque organe élastique (18) passe de son état précontraint dans son état naturel, et inversement, par un mouvement de basculement.
8. Elément de raccord selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs organes élastiques (18) constitués chacun par un fil ondulé (18d) refermé sur lui-meme, situé sensiblement dans un plan perpendiculaire à la surface de jonction dans son état naturel et sur une surface légèrement conique de façon à entourer la surface de jonction dans son état précontraint.
9. Elément de raccord selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs organes élastiques (18) constitués chacun par un ressort hélicoïdal (18e) refermé sur lui-même, présen tant des spires inclinées par rapport à des plans perpendiculaires à la surface de jonction (16).
10. Elément de raccord selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe élastique (18) est réalisé dans un matériau électriquement conducteur apte à être chauffé par induction.
11. Procédé de fabrication d'un élément de raccord selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes - montage d'un support tubulaire (22), en un matériau
thermoplastique, sur un noyau (24) non fusible - montage d'au moins un organe élastique (18) sur le
support tubulaire, par accroissement du diamètre in
terne de cet organe - insertion au moins partielle de l'organe élastique
(18) dans le support tubulaire (22) par fusion locale
de ce dernier - extraction du support tubulaire muni de l'organe
élastique - montage du support tubulaire dans un moule
d'injection - réalisation de la première pièce (10), par surmoulage
d'une matière thermoplastique autour du support
tubulaire (22) portant les organes élastiques.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'on utilise un support tubulaire (22) comportant des fentes (26) ou des zones d'épaisseur réduite.
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