FR3107847A1 - Procédé et dispositif d’assemblage entre un tube et une platine, boîte à eau et descente d’eau exploitant un tel assemblage. - Google Patents

Procédé et dispositif d’assemblage entre un tube et une platine, boîte à eau et descente d’eau exploitant un tel assemblage. Download PDF

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Abstract

Titre de l'invention : PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D’ASSEMBLAGE ENTRE UN TUBE ET UNE PLATINE, BOÎTE À EAU ET DESCENTE D’EAU EXPLOITANT UN TEL ASSEMBLAGE.  L’invention concerne un procédé d’assemblage entre un tube (200) et une platine (100) ou équivalent, remarquable en ce qu’il comprend les opérations suivantes : – perçage de la platine (100) – création d’un bourrelet extérieur (211) d’appui – engagement de la platine (100) percée sur la première extrémité (210) du tube (200) pour mise en appui contre le bourrelet (211), – pré-sertissage par amorce du pliage d’une première portion (213) à des fins de création d‘une collerette extérieure (212) pour la rabattre sur la platine (100), – sertissage par finalisation du pliage de la collerette (212) au moyen d’un autre outil. L’invention concerne également un dispositif permettant de mettre en œuvre ledit procédé ainsi que la boîte à eau et la descente d’eaux pluviales obtenues par un tel procédé. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D’ASSEMBLAGE ENTRE UN TUBE ET UNE PLATINE, BOÎTE À EAU ET DESCENTE D’EAU EXPLOITANT UN TEL ASSEMBLAGE.
DOMAINE D’APPLICATION DE L’INVENTION
La présente invention a trait au domaine de la collecte des eaux pluviales et notamment aux adaptations permettant d’obtenir dans les meilleures conditions l’étanchéité de la liaison entre les éléments constitutifs d’une descente d’eau ou d’une boîte à eau.
DESCRIPTION DE L’ART ANTÉRIEUR
Les descentes d’eau concernées par l’invention sont des dispositifs d’évacuation des eaux pluviales destinés aux toitures plates qui se composent d’un tube associé à une platine venant en appui sur ladite toiture.
Les boîtes à eaux concernées par l’invention sont des dispositifs d’évacuation des eaux pluviales pouvant être disposés en amont des descentes ci-dessus décrites et qui se fixent aux façades des habitations à toiture plate et qui récupèrent à l’intérieur d’un volume creux (ou boîte) lesdites eaux pour l’évacuer par un tube associé au fond de ladite boîte.
Ces dispositifs requièrent que l’étanchéité soit garantie entre le tube et la platine pour la descente et entre le tube et le fond de la boîte pour la boîte à eau. Le fond de boîte est classiquement une partie plane équivalente à ladite platine.
Il existe pour les descentes d’eau pluviale une technique d’assemblage d’une platine souple à un tube aluminium. Ce type de technique requiert l’ajout d’une ou plusieurs pièces supplémentaires. L’assemblage comprend par exemple deux œillets (un œillet intérieur et un œillet extérieur) qui permettent par expansion de sertir les deux œillets sur le tube aluminium en emprisonnant le tapis souple. Le tapis emprisonné entre les œillets permet d’assurer l’étanchéité. Cette technique n’est néanmoins applicable qu’aux situations où la platine peut être réalisée dans un matériau souple.
L’étanchéité est également garantie lorsque ces éléments sont réalisés en une seule et même pièce par exemple par moulage plastique.
Elle peut aussi être mise en oeuvre par ajout de matière de type joint, colle ou cordon de soudure. Ainsi, il existe des descentes d’eau pluviale ou des boîtes à eau où la platine (ou le fond de boîte) sont soudés sur le tube. La platine et le tube peuvent alors être dans un même matériau. Néanmoins, la soudure constitue une opération d’assemblage supplémentaire onéreuse, technique, dont l’étanchéité doit être vérifiée et qui est susceptible d’évoluer dans le temps.
BRÈVE DESCRIPTION DE L’INVENTION
Ce que constatant, la demanderesse a mené des recherches visant à proposer un assemblage sans les inconvénients de l’art antérieur.
Ces recherches ont abouti à la conception et à la réalisation d‘un assemblage d’un tube à une platine ou équivalent, de même matériau, sans apport de matière ou ajout d’un composant supplémentaire, en exploitant une technique de sertissage laquelle est améliorée de façon à ce que l’étanchéité soit garantie.
Un objet de l’invention est donc un procédé d’assemblage entre un tube et une platine ou équivalent comprenant les opérations suivantes:
– perçage de la platine,
– création d’un bourrelet extérieur d’appui par pliage vers l’extérieur d’une portion de tube située à proximité d’une première extrémité du tube de sorte que ledit bourrelet soit disposé entre deux portions de tubes, une première portion circulaire située entre la première extrémité et le bourrelet, une deuxième portion circulaire située entre le bourrelet et la deuxième extrémité,
– engagement de la platine percée sur la première extrémité du tube pour mise en appui contre le bourrelet,
– pré-sertissage par amorce du pliage de la première portion à des fins de création d‘une collerette extérieure pour la rabattre sur la platine en appui sur le bourrelet et pour rapprocher une partie de la première portion située dans le trou de la platine de la surface intérieure du trou de la platine,
– sertissage par finalisation du pliage de la collerette au moyen d’un autre outil.
La succession de ces opérations permet de réaliser un sertissage amélioré garant de l’étanchéité de la liaison sans soudure ni collage. En effet, le rapprochement réalisé lors de l’opération de pré-sertissage assure un rapprochement des surfaces optimisant l’étanchéité. La matière de la platine et celle du bourrelet viennent se matricer l’une contre l’autre.
De plus, la finalisation du pliage conduit à renforcer la solidité du sertissage et augmente l’effet de matriçage du bourrelet contre la platine, les pièces frottant entre elles et créant des microsoudures contribuant à l’étanchéité.
Un autre objet de l’invention concerne le dispositif permettant de mettre en œuvre le procédé d’assemblage ci-dessus décrit.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l’invention, ce dispositif est remarquable en ce qu’il comprend pour mettre en œuvre l’opération de pré-sertissage, un outil présentant une portion de diamètre lui permettant de s’engager par la première extrémité du tube et de coulisser dans ce dernier et présentant une portion avec un diamètre supérieur de façon à former une surface périphérique s’évasant vers l’extérieur venant en contact avec la première portion de tube, les plus petits diamètres de cette surface de contact assurant le rapprochement du tube avec la surface intérieure du trou, les plus grands diamètres assurant l’amorce du pliage.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l’invention, le dispositif comprend une matrice, un poinçon et un manchon intérieur à des fins de création du bourrelet,
ladite matrice étant préformée pour offrir une zone d’accueil cylindrique creuse, la zone d’accueil cylindrique creuse étant dimensionnée de telle sorte qu’une fois le tube installé dans la matrice, son extrémité soit en saillie par rapport à la matrice,
l’âme creuse du tube étant occupée par le manchon intérieur,
le poinçon venant en vis-à-vis de l’extrémité en saillie et étant ménagé d’un volume creux permettant d’accueillir et d’épouser une portion de l’extrémité en saillie.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l’invention, le dispositif comprend en outre un outil de sertissage final se positionnant contre l’extrémité pliée et présentant un plan d’appui qui vient finaliser le pliage des différentes parties en les écrasant.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l’invention, la platine et le tube sont en aluminium.
Plus précisément, selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l’invention, la platine est fournie en alliage d’aluminium de nuance 1050 et un état «o» recuit, le tube est en aluminium de nuance 6060 avec un traitement T5 ou T6. La malléabilité de l’alliage de la platine assure un bon sertissage et l’étanchéité. La résistance à l’arrachement est particulièrement élevée. Ainsi, en restant avec des pièces d’un même matériau (ici l’aluminium) mais en sélectionnant les bons alliages, le sertissage est optimisé pour atteindre ou améliorer l’étanchéité recherchée.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, d’autres matériaux sont possibles et sélectionnés selon la liste suivante:
– platine et tube en acier galvanisé,
– tube en aluminium et platine en zinc.
De plus, selon une autre caractéristique, le tube est extrudé ce qui lui permet d’être précis.
Selon une autre caractéristique, l’opération de perçage est réalisée par poinçonnage. Cette technique de perçage assure un état de surface à la surface intérieur du trou contribuant à l’étanchéité durant le contact entre les pièces.
Un autre objet de l’invention est la descente d’eau et la boîte à eau obtenues au moyen de ce procédé d’assemblage.
La descente d’eau est formée d’une platine plane en aluminium de forme carrée aux angles arrondis à laquelle est sertie l’extrémité d’un tube en aluminium.
La boîte à eau est formée d’une pièce parallélépipédique en aluminium ouverte sur sa face supérieure et dont la face inférieure est reliée à un tube en aluminium. Avant pliage, la boîte est formée d’une pièce plane constituée d’une portion rectangulaire dont les côtés sont reliés chacun à une autre portion rectangulaire. C’est dans cette position déployée plane que le sertissage est réalisé. Les portions rectangulaires supplémentaires sont destinées à être pliées à angle droit le long dudit côté de façon à former ladite boîte. Les côtés qui deviennent contigus après pliage sont ensuite soudés.
Les concepts fondamentaux de l’invention venant d’être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d’autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d’exemples non limitatifs, des modes de réalisation d’un dispositif d’assemblage, d’une descente d’eau pluviale et d’une boîte à eau, conformes à l’invention.
La figure 1 est un dessin schématique d’une vue en perspective extérieure d’un mode de réalisation conforme à l’invention d’une descente d’eau;
La figure 2 est un dessin schématique d’une vue en perspective extérieure d’un mode de réalisation conforme à l’invention d’une boîte à eau;
La figure 3 est un dessin schématique d’une vue extérieure de côté le l’extrémité du tube sertie à la platine (ou au fond de la boîte);
La figure 4 est un dessin schématique d’une vue de côté en coupe de l’extrémité du tube sertie à la platine (ou au fond de la boîte);
Les figures 5 à 16 sont des dessins schématiques illustrant la succession d’opérations et les outils d’assemblagecommuns aux descentes d’eau et aux boîtes à eau;
La figure 17 est un dessin schématique illustrant une phase dédiée à la fabrication de la boîte à eau.
DESCRIPTION EN APPUI DES DESSINS
Comme illustrée par la figure 1, la descente d’eau référencée D dans son ensemble est en aluminium et se compose d’une platine plane 100 et d’un tube 200. La platine 100 est ménagée d’un trou central dans lequel est sertie l’extrémité 210 du tube 200.
Comme illustrés par la figure 2, la boîte à eau référencée B dans son ensemble est en aluminium et se compose d’un volume parallélépipédique 300 ouvert sur une face et d’un tube 400. La face 310 dudit volume 300 constituant le fond de la boîte est ménagée d’un trou dans lequel est sertie l’extrémité 410 du tube 400.
L’opération de sertissage est la même que ce soit pour la descente D ou pour la boîte à eau B.
Les figures de 3 à 18 illustrent le sertissage du tube 200 à la platine 100 mais peuvent s’appliquer tout aussi bien au sertissage du tube 400 sur le fond 310 de la boîte 300.
Les figures 3 et 4 illustrent le sertissage une fois terminé.
Comme illustré par ces figures, la platine 100 est ménagée d’un trou 110 dans lequel est sertie l’extrémité 210 du tube 200.
Conformément à l’invention, la liaison obtenue entre le tube 200 et la platine 100 est étanche. De plus, selon les essais réalisés, elle peut résister à une contrainte à la traction supérieure à 1300 Newtons.
Le sertissage consiste à serrer la platine entre deux parties formées à cet effet à l’extrémité 210 du tube 200 lors de l’opération de sertissage. Ces deux parties sont constituées par un bourrelet 211 et par une collerette 212.
Les figures 5 à 16 permettent d’expliquer leur formation.
Comme illustré par la figure 5, le tube 200 est placé avant déformation dans un outil ou matrice 500 qui est préformée pour offrir une zone d’accueil cylindrique creuse.
La zone d’accueil cylindrique creuse est dimensionnée de telle sorte qu’une fois le tube 200 installé dans la matrice 500, son extrémité 210 est en saillie par rapport à la matrice 500. L’âme creuse du tube 200 est occupée par un manchon intérieur 510 et un poinçon 520 vient en vis-à-vis de l’extrémité 210.
Comme illustré plus en détail par la figure 6, le poinçon 520 est ménagé d’un volume creux 521 permettant d’accueillir et d’épouser une portion de l’extrémité 210. Le poinçon 520 est mu en translation selon la flèche F1.
Comme illustré par la figure 7, sous l’action de la contrainte exercée par le mouvement du poinçon 520 (flèche F1) qui se rapproche de la matrice 500 et du fait de la présence du manchon intérieur 510 qui empêche toute déformation vers l’intérieur, la portion située entre le poinçon 520 et la matrice 500 de l’extrémité 210 commence à se plier vers l’extérieur.
Le résultat final obtenu est illustré par les figures 8 et 9 à savoir la création du bourrelet 211. La partie 213 de l’extrémité 210 épousée par le poinçon 520 est restée intacte. Le tube 200 reste dans la matrice 500, le poinçon 520 est éloigné, le manchon intérieur 510 est retiré.
Comme illustré par la figure 10, le bourrelet 211 sert de surface d’appui à la platine 100 préalablement poinçonnée pour être ménagée d’un trou 110 autorisant la platine 100 à venir en appui contre le bourrelet 211 en s’emmanchant sur la partie intacte 213.
Comme illustré par les figures 11 à 14, un outil de pré-sertissage 530 est engagé dans l’extrémité 210 du tube resté dans la matrice 500.
Cet outil 530 comprend une tige 531 et une tête 532 de diamètre plus important avec une portion de liaison 533 entre les deux diamètres qui forme un raccord arrondi.
La tige 531 présente un diamètre lui permettant de glisser dans le tube 200, la portion de liaison 533 et le diamètre de la tête 532 assure le pliage de la portion 213 du tube 200 sur la platine 100 lorsqu’une pression selon la flèche F2 est exercée.
La portion de liaison 213 démarre avec un diamètre égal à celui de la tige et s’évase selon une courbe formant une surface périphérique de contact et donc de formage pour la portion 213 du tube 200. Comme illustrée, la portion 213 vient se déformer vers l’extérieur en s’arrondissant autour du bord périphérique du trou 110 ménagé dans la platine 100 jusqu’à ce que l’extrémité de la portion 213 touche ladite platine 100 et que la surface extérieure de cette portion 213 vienne en contact avec ladite platine (cf. figures 13 à 14).
Comme illustrée, la forme évasée de la portion de liaison 533 exerce également une contrainte sur la base de la portion 213 pour l’amener à être en contact étroit avec la surface intérieure du trou 110. C’est sur la hauteur de ce trou que l’étanchéité est principalement mise en œuvre. L’étanchéité est également présente au niveau de la courbure du bourrelet et de la portion de liaison. Ce contact étroit voit l’apparition de microsoudures optimisant l’étanchéité.
L’outil de pré-sertissage 530 est retiré. Le tube 200 avec la platine 100 pré-sertie à son extrémité reste en position dans la matrice.
Un outil de sertissage final 540 est posé contre l’extrémité pliée et une contrainte selon la flèche F3 est exercée (cf. figures 15 et 16). Cet outil 540 présente un plan d’appui 541 qui vient finaliser le pliage des différentes parties en les écrasant pour notamment augmenter l’aire des zones de contact de façon à optimiser l’étanchéité. Le pli du bourrelet 211 créé maintient après son écrasement, la mise en place d’une tension installée optimisant l’étanchéité.
Les différentes phases de fabrication permettent une liaison étanche entre un tube et une platine.
La figure 17 illustre une opération supplémentaire de pliage dédiée à la fabrication des boîtes à eau. Cette opération consiste au pliage après sertissage des portions de la pièce plane sertie correspondant aux faces de la boîte à eau B.
Les bords verticaux sont ensuite soudés.
Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés aux exemples ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

Claims (10)

  1. Procédé d’assemblage entre un tube (200) et une platine (100) ou équivalent, CARACTÉRISÉ EN CE QU’il comprend les opérations suivantes:
    – perçage de la platine (100) à des fins de création d ‘un trou (110),
    – création d’un bourrelet extérieur (211) d’appui par pliage vers l’extérieur d’une portion de tube (200) située à proximité d’une première extrémité (210) du tube (200) de sorte que ledit bourrelet (211) soit disposé entre deux portions de tubes, une première portion circulaire (213) située entre la première extrémité (210) et le bourrelet (211), une deuxième portion circulaire située entre le bourrelet (211) et la deuxième extrémité,
    – engagement de la platine (100) percée sur la première extrémité (210) du tube (200) pour mise en appui contre le bourrelet (211),
    – pré-sertissage par amorce du pliage de la première portion (213) à des fins de création d‘une collerette extérieure (212) pour la rabattre sur la platine (100) en appui sur le bourrelet (211) et pour rapprocher une partie de la première portion située dans le trou (110) de la platine (100) de la surface intérieure du trou (110) de la platine (100),
    – sertissage par finalisation du pliage de la collerette (212) au moyen d’un autre outil.
  2. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE la platine (100) est fournie en alliage d’aluminium de nuance 1050 et un état «o» recuit,.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, CARACTÉRISÉ EN CE QUE le tube (200) est en aluminium de nuance 6060 avec un traitement T5 ou T6.
  4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, CARACTÉRISÉ EN CE QUE le tube (200) est extrudé.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, CARACTÉRISÉ EN CE QUE l’opération de perçage est réalisée par poinçonnage.
  6. Dispositif permettant de mettre en œuvre le procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU’il est remarquable en ce qu’il comprend pour mettre en œuvre l’opération de pré-sertissage, un outil (530) présentant une portion de diamètre (531) lui permettant de s’engager par la première extrémité (210) du tube (200) et de coulisser dans ce dernier et présentant une portion avec un diamètre supérieur (532) de façon à former une surface périphérique (533) s’évasant vers l’extérieur venant en contact avec la première portion (213) de tube (200), les plus petits diamètres de cette surface de contact assurant le rapprochement du tube (200) avec la surface intérieure du trou (100), les plus grands diamètres assurant l’amorce du pliage de ladite première portion (213).
  7. Dispositif selon la revendication 6, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU’il comprend une matrice (500), un poinçon (520) et un manchon intérieur (510) à des fins de création du bourrelet (211),
    ladite matrice (500) étant préformée pour offrir une zone d’accueil cylindrique creuse, la zone d’accueil cylindrique creuse étant dimensionnée de telle sorte qu’une fois le tube (200) installé dans la matrice (500), son extrémité soit en saillie par rapport à la matrice (500),
    l’âme creuse du tube (200) étant occupée par le manchon intérieur (510),
    le poinçon (520) venant en vis-à-vis de l’extrémité (210) en saillie du tube (200) et étant ménagé d’un volume creux permettant d’accueillir et d’épouser une portion de l’extrémité (210) en saillie.
  8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU’il comprend un outil de sertissage final (540) se positionnant contre la portion pliée (213) et présentant un plan d’appui qui vient finaliser le pliage des différentes parties en les écrasant.
  9. Descente d’eau (D) obtenue au moyen du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
  10. Boîte à eau (B) obtenue au moyen du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
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