CH626695A5

CH626695A5 -

Info

Publication number: CH626695A5
Application number: CH313878A
Authority: CH
Inventors: David N Tally
Original assignee: Gates Rubber Co
Priority date: 1977-05-09
Filing date: 1978-03-22
Publication date: 1981-11-30
Also published as: SE7805013L; CA1086667A; ES235892U; BE866663A; IT1095706B; DE2819328A1; ZA782617B; ES235892Y; BR7802748A; US4327775A; JPS53138513A; MX147004A; FR2390661A1; IT7822906A0; GB1594427A

Description

La présente invention concerne une armature susceptible d'être mise en forme et un tuyau souple dans lequel est placée cette armature.

Les tuyaux souples sont très utilisés dans l'industrie de l'automobile pour les radiateurs et les appareils de chauffage. Un tuyau souple de radiateur assure la circulation d'un fluide de refroidissement entre un bloc-moteur et un radiateur, tandis qu'un tuyau souple d'appareil de chauffage permet à des fluides chauds de circuler entre le bloc-moteur et un élément chauffant disposé dans le compartiment des passagers. Certains tuyaux souples de radiateur et d'appareil de chauffage sont moulés de façon à avoir des courbes complexes qui répondent aux exigences de circulation des fluides imposées par les fabricants d'automobiles. Il arrive souvent que ces tuyaux souples (en particulier ceux qui sont destinés aux radiateurs) doivent être moulés de façon à comporter plusieurs courbes complexes et des extrémités de diamètre différent. Les formes courbes complexes des tuyaux souples sont souvent nécessaires pour contourner des éléments du moteur, tels que des courroies trapézoïdales, des alternateurs, des compresseurs de climatisation ou des pompes de direction assistée. La forme courbe d'un tuyau souple lui est donnée en plaçant manuellement un tuyau brut sur un mandrin courbe, puis en le chauffant pour lui imposer une déformation permanente pendant qu'il est courbé. Les tuyaux souples dont la longueur axiale est supérieure, d'une manière générale, à 90 cm ne peuvent être produits par ce procédé, car il est difficile de les placer manuellement sur le mandrin courbe et de les en enlever. Bien entendu, la difficulté que l'on éprouve pour placer un tuyau souple sur un mandrin et pour l'enlever dépend du nombre de ses courbes composites et de leur degré de courbure.

Bien qu'un tuyau souple courbé ou préformé permette au fabricant d'un équipement original de résoudre des problèmes de montage, il soulève des difficultés après la vente chez un concessionnaire ou un distributeur. Un tel distributeur (par exemple un poste de distribution d'essence) peut trouver qu'il n'est pas rentable d'emmagasiner des tuyaux souples courbés pour toutes les applications. Chez un revendeur, les tuyaux souples courbés sont remplacés d'habitude par des tuyaux souples ondulés, car il lui suffit de conserver en magasin des tuyaux souples ondulés qui peuvent remplacer de nombreux tuyaux souples courbés et de formes différentes. Un tronçon de tuyau ondulé peut, par exemple, remplacer efficacement des tuyaux souples à dix courbures ou davantage.

Un tuyau souple ondulé comprend d'habitude deux manchons d'extrémité, ou manchettes, qui sont reliés par une paroi ondulée. Les ondulations peuvent avoir la forme de spires hélicoïdales ou d'anneaux. Elles permettent à la paroi du tuyau de se plier sans se plisser. Cependant, certaines formes courbes nécessitent une armature qui s'oppose à l'aplatissement et qui est disposée à proximité des ondulations. Une telle armature peut avoir, par exemple, la forme d'un ressort hélicoïdal qui est disposé à l'intérieur ou à l'extérieur de la paroi du tuyau souple ou qui peut être noyé dans ses ondulations. Dans un tuyau souple dont les ondulations sont de forme annulaire, il peut être nécessaire que des boucles de fils métalliques soient disposées soit à l'intérieur, soit à l'extérieur des ondulations, ou qu'elles soient noyées complètement dans la paroi du tuyau. Des exemples de tuyau souple ondulé sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos 2936812,3050087,3194705 et 3379805 qui sont incorporés à titre de référence au présent mémoire.

Bien qu'un tuyau souple ondulé puisse remplacer un tuyau souple courbé de manière admissible dans de nombreuses applications, il ne peut le remplacer dans toutes celles-ci. Un tuyau ondulé a tendance à prendre une forme courbe symétrique lorsque ses extrémités sont parallèles et/ou obliques. Un tuyau souple peut, par exemple, être courbé de façon à avoir la forme d'un S, mais les deux boucles du S ont tendance à avoir le même rayon de courbure. Dans de nombreuses applications, les tuyaux souples doivent avoir des formes courbes non symétriques pour contourner des éléments du moteur. Dans ce cas, un tuyau »ndulé peut ne pas convenir, car il ne peut pas se supporter facilement de lui-même dans des courbes composites de divers rayons de courbure autour d'un obstacle.

Divers éléments rapportés ou armatures ont été réalisés pour empêcher le plissement d'un tuyau souple ou pour permettre de l'enrouler. Des exemples de ces armatures sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos 2640502 et 3610289. Ils permettent au tuyau de conserver un rayon de courbure constant dans le cas d'un tuyau souple extensible et enroulé ou ils l'empêchent de se plisser lorsqu'on le fait fléchir et qu'on lui donne divers rayons de courbure. Bien que ces armatures soient connues, elles ne sont pas destinées à maintenir un tuyau souple dans une forme déterminée droite ou courbe.

La présente invention concerne donc une armature susceptible d'être mise en forme et destinée à un tuyau souple, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux anneaux espacés qui sont sensiblement coaxiaux et qui sont destinés à porter contre une partie annulaire interne du tuyau souple, une tige de poussée interposée entre les anneaux étant fixée à chacun d'eux, la tige et les anneaux étant destinés à être disposés à l'intérieur des limites du contour du

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canal d'un tuyau souple, une nouvelle forme de poussée pouvant être donnée à la tige par déformation au-delà de sa limite d'élasticité.

La présente invention concerne également un tuyau souple ondulé, comprenant des manchettes d'extrémité, une paroi interne et une armature selon l'invention.

Un avantage de la disposition de l'invention est le fait qu'elle permet de courber un tronçon de tuyau souple de façon à lui donner une forme voulue qui comprend diverses courbes composites dont les rayons de courbure sont différents.

Un autre avantage de l'invention est le fait que l'armature permet de réaliser facilement des coudes prononcés dont les rayons de courbure sont différents sur un tuyau souple.

Un autre avantage de l'invention est le fait qu'un détaillant peut n'emmagasiner que quelques tronçons de tuyau souple ondulé équipés d'une armature selon l'invention, au lieu de plusieurs tronçons de tuyaux souples courbes de contours divers.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples et sur lesquels:

— la fig. 1 est une vue en perspective de l'armature selon l'invention qui est destinée à un tuyau souple et qui peut être mise en forme à volonté;

— la fig. 2 est une vue en perspective partielle représentant une autre forme d'armature selon l'invention;

— la fig. 3 est une vue en perspective partielle représentant une autre forme d'armature selon l'invention;

— la fig. 4 est une vue en perspective partielle représentant une autre forme d'armature selon l'invention;

— la fig. 5 est une coupe longitudinale d'un tuyau souple de type ondulé en hélice et dans lequel est disposée l'armature de l'invention;

— la fig. 6 est une coupe longitudinale d'un ensemble à tuyau souple et armature selon l'invention, qui a été courbé à partir d'une forme droite;

— la fig. 7 est une vue semblable à celle de la fig. 6 et représente l'armature disposée dans un tuyau souple destiné à un appareil de chauffage;

— la fig. 8 représente schématiquement l'ensemble d'un tuyau souple et d'une armature selon l'invention monté sur le moteur d'une automobile, et

— la fig. 9 est une coupe longitudinale partielle représentant l'armature de l'invention disposée dans un tuyau souple comprenant un élément rapporté de maintien.

La fig. 1 représente une armature 10 destinée à un tuyau souple et comprenant deux anneaux alignés coaxialement 12,14, reliés par une tige de poussée 18 interposée. Les anneaux peuvent comprendre une ou plusieurs spires de fil métallique. Le diamètre extérieur de chaque anneau est choisi de façon à correspondre au diamètre interne du canal d'un tuyau souple choisi. Il est inutile que les anneaux aient le même diamètre D car, dans le cas d'un tuyau ondulé, une première manchette d'extrémité peut avoir un plus grand diamètre que l'autre. De plus, leurs diamètres peuvent être choisis de façon que l'armature puisse être placée facilement dans le canal d'un tuyau souple de la manière expliquée plus loin. Les anneaux 12,14 ont de préférence une certaine élasticité, de manière que leur diamètre puisse être réduit élastiquement de façon qu'ils puissent être introduits dans un tuyau souple, ou qu'ils puissent conserver une certaine élasticité après avoir été mis en forme afin que leur diamètre augmente après qu'ils ont été mis en place à l'intérieur d'un tuyau. D'autres anneaux 20 de même diamètre ou de diamètre différent et, de préférence, plus petits peuvent être placés facultativement entre les deux anneaux d'extrémité 12,14. Bien entendu, chaque anneau peut ne pas avoir la forme d'une spire complète, mais cependant il est préférable qu'il constitue la plus grande partie de la spire d'un ressort afin qu'il puisse venir au contact de la paroi interne d'un tuyau souple de manière appropriée lorsque ce dernier est équipé d'une armature.

Comme le montrent les fig. 2 et 3, il est inutile qu'un anneau fasse partie intégrante d'une tige de poussée. Il est possible de prévoir un anneau séparé 22 en forme de ressort plat. L'anneau 22 peut comprendre une boucle 24 qui permet de le fixer sur une partie décentrée 26 de la tige de poussée. Un anneau 27 en fil métallique peut être réuni à une tige de poussée par des maillons de jonction 28, 30 analogues à ceux d'une chaîne. Les fig. 2 et 3 représentent aussi un exemple d'anneau qui a la forme d'une grande partie de la spire d'un ressort. La fig. 4 représente un anneau 32 qui comprend plusieurs spires du type ressort qui sont façonnées sur une tige de poussée 34 et qui sont fixées à celle-ci.

La tige de poussée est fixée aux deux anneaux entre lesquels elle est interposée. Elle peut faire partie intégrante d'une armature (fig. 1 et 4) ou la tige et les anneaux peuvent être des éléments séparés qui sont assujettis les uns aux autres (fig. 2 et 3). La tige peut relier les anneaux le long de n'importe quel trajet choisi entre des anneaux espacés. Il est inutile que la tige soit coaxiale à un élément cylindrique situé entre les anneaux ou qu'elle constitue cet élément. Cependant, la tige est orientée d'une façon générale dans la même direction que l'axe des anneaux (par exemple à l'intérieur du diamètre D).

La tige maintient les anneaux à l'espacement voulu. Elle peut être de n'importe quel matériau approprié, tel qu'un fil métallique qui peut être déformé au-delà de sa limite d'élasticité, de façon à lui donner une nouvelle forme et une position de poussée. Chaque anneau est, de préférence, en un matériau qui peut être déformé au-delà de sa limite d'élasticité pour être élargi. Un matériau qui convient par exemple pour une tige de poussée reliée à des anneaux d'un diamètre extérieur de 44,5 mm et dont elle fait partie intégrante est un fil métallique de 4 mm dont la limite d'élasticité est comprise entre 1750 x 105 Pa environ et 4550 x 105 Pa environ. Un fil métallique à faible teneur en carbone, tel qu'une baguette de soudage en acier doux, présente des caractéristiques physiques qui sont comprises d'une façon générale dans cette plage.

L'armature 10 est placée dans le canal d'un tuyau comme le montrent les fig. 5 à 9. Elle peut être mise facilement en place dans le canal du tuyau lorsque le diamètre extérieur de ses anneaux est plus faible que le diamètre intérieur du tuyau. Un dispositif d'expansion, tel que celui qui est bien connu et qui est utilisé pour provoquer l'expansion de la tige d'un raccord de tuyau souple, peut être utilisé pour élargir chaque anneau et l'appliquer contre la paroi interne du tuyau, près de chacune de ses extrémités. Il est inutile d'élargir l'anneau intermédiaire qui est situé entre les anneaux d'extrémité. Inversement, le diamètre initial de chaque anneau peut être plus grand que le diamètre intérieur du canal du tuyau. Dans ce cas, on peut utiliser un outil en forme d'entonnoir pour comprimer l'anneau et réduire son diamètre de façon qu'il puisse être introduit facilement. Lorsque l'outil, non représenté, est enlevé, l'anneau porte contre la paroi annulaire du tuyau.

Dans le cas d'un tuyau souple dont le canal 36 a un diamètre interne de 25 mm ou plus, il est préférable de prévoir des anneaux 20 intermédiaires et espacés pour donner au tuyau la forme voulue.

Pour un tuyau particulier quelconque, l'espacement S voulu peut être déterminé simplement par l'expérimentation. Cependant, on a trouvé qu'un espacement compris entre 3 et 10 fois le diamètre extérieur moyen de l'anneau (par exemple D) donne satisfaction d'habitude. Cependant, dans certains cas, il peut être avantageux de ne prévoir que deux anneaux tels que ceux qui sont introduits dans le tuyau souple 38 d'un appareil de chauffage représenté sur la fig. 8.

Les ondulations du tuyau 40 des fig. 5 et 6 sont hélicoïdales, de sorte qu'il est possible d'utiliser un ressort hélicoïdal 42 (représenté partiellement pour rendre la figure plus claire) pour s'opposer à l'aplatissement du tuyau. Le ressort hélicoïdal 42 évite sensiblement tout plissement du tuyau lorsque celui-ci est courbé pour être mis à la forme voulue.

Pour utiliser le tuyau, on saisit sa périphérie et on le courbe suivant les rayons voulus 44,46,48,50 comme le montrent les fig. 6 et 7. Pendant que le tuyau est courbé, la tige 18 qui est déformée au-delà de sa limite d'élasticité prend une nouvelle forme. Du fait de la poussée que la tige exerce, le tuyau conserve la forme courbe voulue. Les anneaux portent contre la paroi annulaire interne du tuyau au voisinage de ses manchettes 52, 54 ou de ses extrémités 56,58, de sorte que la tige, dont l'axe est maintenu à distance de la paroi,

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conserve sa forme courbe. On peut donner au tuyau des combinaisons voulues de parties droites et de coudes de divers rayons.

L'anneau intermédiaire 20 contribue à supporter les parties du tuyau qui sont horizontales et à les empêcher de tomber par gravité lorsque le tuyau n'est supporté qu'à ses extrémités, par exemple par deux s raccords. Le tuyau ainsi mis en forme peut alors être mis en service et installé par exemple dans l'appareillage de refroidissement d'un moteur.

La forme courbe qui a été donnée au tuyau 40 de la fig. 8 lui permet de contourner des éléments dii moteur, tels que des poulies 60 et des courroies 62 d'une transmission avant par courroie. L'arma- io ture pousse le tuyau 40 et le maintient dans une forme courbe telle qu'un espace de sécurité est ménagé entre lui et les éléments du moteur qui pourraient le détériorer.

De même, le tuyau souple 38 de l'appareil de chauffage est courbé de façon à avoir la forme voulue, puis il est monté sur l'appareillage 15

d'un moteur. Le tuyau dont une première extrémité est reliée au bloc-moteur passe ensuite autour des éléments du moteur qui pourraient constituer des obstacles.

Un tuyau 64 peut comporter des éléments spéciaux de logement de l'armature afin de la maintenir à une position relative déterminée par rapport au tuyau. Comme le montre la fig. 9, une gorge annulaire 66 moulée le long du canal interne d'un tuyau souple est destinée à loger une partie d'un anneau dont le diamètre extérieur est plus grand que le diamètre intérieur du tuyau. La gorge annulaire conserve une relation mécanique déterminée avec les anneaux. Plusieurs éléments annulaires 66 peuvent être prévus facultativement pour constituer les ondulations de la paroi du tuyau souple. Dans ce cas, il peut être avantageux que des éléments annulaires 68 séparés empêchent le tuyau de se plisser dans des courbes d'un faible rayon de courbure inférieur au diamètre du tuyau.

1 feuille dessins

Claims

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I. Armature susceptible d'être mise en forme et destinée à un tuyau souple, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux anneaux espacés qui sont sensiblement coaxiaux et qui sont destinés à porter contre une partie annulaire interne du tuyau souple, une tige de poussée interposée entre les anneaux étant fixée à chacun d'eux, la tige et les anneaux étant destinés à être disposés à l'intérieur des limites du contour du canal d'un tuyau souple, une nouvelle forme de poussée pouvant être donnée à la tige par déformation au-delà de sa limite d'élasticité.

. 2. Armature selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un des anneaux au moins peut être sensiblement élargi par déformation au-delà de sa limite d'élasticité.
3. Armature selon la revendication 1, caractérisée en ce que les anneaux constituent chacun la majeure partie de la spire d'un ressort.
4. Armature selon la revendication 1, caractérisée en ce que les anneaux et la tige sont façonnés à partir d'un même tronçon de fil métallique.
5. Armature selon la revendication 1, caractérisée en ce que la limite d'élasticité du fil métallique est comprise entre 1750 x 105 et 4550 x 10s Pa.
6. Tuyau souple du type ondulé, comprenant des manchettes d'extrémité, une paroi interne et une armature selon la revendication 1.
7. Tuyau souple selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un anneau porte contre sa paroi interne à chaque manchette d'extrémité.
8. Tuyau souple selon la revendication 7, caractérisé en ce que les anneaux sont poussés contre une paroi interne des manchettes d'extrémité.
9. Tuyau souple suivant la revendication 8, caractérisé en ce que des anneaux situés entre les anneaux des manchettes et espacés de ceux-ci sont plus petits que des anneaux qui sont situés entre les manchettes d'extrémité et qui en sont espacés.
10. Tuyau souple suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est armé d'un fil de forme hélicoïdale destiné à s'opposer à son aplatissement.
II. Tuyau souple suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'armature susceptible d'être mise en forme est un fil métallique.
12. Tuyau souple suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la limite d'élasticité du fil métallique est comprise entre 1750 x 105 et 4550 x 105 Pa.
13. Tuyau souple suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'espacement entre les anneaux est compris entre trois et dix fois leur diamètre extérieur.