FR2797024A1 - Conduit de raccordement souple, a zone elastiquement deformable - Google Patents

Abstract

Ce conduit (1), en caoutchouc ou matériau similaire, destiné à transporter un fluide chaud sous pression, comporte au moins une zone (10, 11) de sa paroi comportant des ondulations transversales (2) conformées de manière à pouvoir se déformer élastiquement dans le sens d'une extension longitudinale sous l'effet de la pression interne générée par le fluide transporté.Ce type de conduit est particulièrement adapté pour équiper les circuits de refroidissement des moteurs de véhicule automobile.

Description

La présente invention concerne un conduit de raccordement souple, en caoutchouc ou en matériau similaire, et plus particulièrement un conduit destiné à transporter un fluide chaud sous pression.

Comme application possible de l'objet de l'invention, pour laquelle elle a été conçue, on mentionnera, à titre non limitatif, un conduit de raccordement pour le passage de l'eau de refroidissement d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, tel que le tuyau assurant la liaison entre la culasse du moteur et le radiateur.

Ce genre de conduit n'est généralement pas rectiligne. Au contraire, il présente une ou plusieurs parties coudées de sorte qu'il peut contourner et éviter certains organes qui se trouvent dans le compartiment moteur, tels que le filtre à air ou l'alternateur notamment. De plus, grâce à ses coudes, le conduit peut absorber les débattements dûs aux vibrations et autres mouvements du moteur lorsqu'il est en fonctionnement.

En cours d'utilisation, le conduit a généralement tendance à se déformer, d'une part sous l'effet de son propre poids, et du fait du ramollissement de la matière causé par la chaleur, d'autre part sous l'effet de la pression du liquide présent dans le conduit.

II en résulte des risques d'interférence avec les organes voisins, ce qui peut causer l'usure prématurée, voire la destruction localisée de la paroi du conduit dans sa zone de contact avec l'obstacle.

L'invention vise à résoudre ce problème.

A cet effet, au moins une zone de la paroi du conduit est conformée de manière à pouvoir se déformer élastiquement dans le sens d'une extension longitudinale sous l'effet de la pression interne générée par le fluide chaud transporté.

Par extension longitudinale on entendra une extension qui se fait sensiblement suivant la direction axiale du conduit.

Cette zone longitudinalement extensible est localisée de telle manière que la déformation compense, au moins partiellement, la déformation en sens inverse qui va se produire en cours d'utilisation, de telle sorte que le conduit conserve pratiquement sa forme initiale, ce qui résout les problèmes d'interférence évoqués ci-dessus. Avantageusement, la zone élastiquement déformable s'étend sur une portion seulement du pourtour de la paroi du conduit.

Il en résulte que, du côté de cette portion du pourtour, la paroi a tendance à s'allonger par rapport à la zone de la paroi qui se trouve de l'autre côté, ce qui naturellement influe sur l'angle de courbure à cet endroit du conduit.

Selon un certain nombre de caractéristiques possibles de l'invention - le conduit a une section sensiblement circulaire ; - le conduit est coudé ; - la zone élastiquement déformable est située dans la partie extérieure (convexe) du coude ; - la zone élastiquement déformable est constituée de plusieurs ondulations formées dans la paroi et disposées transversalement par rapport à la direction longitudinale du conduit ; - les ondulations comprennent des cuvettes qui sont dirigées vers l'intérieur du conduit ; - les ondulations comprennent des bossages qui font saillie vers l'extérieur du conduit.

Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, il s'agit d'un conduit de raccordement souple, en caoutchouc ou matériau similaire, destiné à transporter un liquide chaud sous pression, en particulier le liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, ce conduit comportant une paroi tubulaire de section sensiblement circulaire et présentant au moins une paire de coudes qui lui confèrent la configuration générale d'une manivelle comprenant deux tronçons rectilignes sensiblement parallèles reliés par lesdits coudes à un tronçon transversal intermédiaire, également rectiligne.

Ce conduit est remarquable par le fait que, conformément à l'invention, la zone extérieure (convexe) de chacun des coudes présente une série d'ondulations transversales, en creux ou en relief, qui s'étendent sur une portion seulement de sa circonférence, de telle sorte que lesdites zones peuvent se déformer élastiquement sous l'effet de la pression interne générée par le liquide chaud et sous pression qui y circule, en provoquant une diminution de la valeur des angles que forme ledit tronçon intermédiaire avec les autres tronçons.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés qui en représentent, à simple titre d'exemple non limitatif, des modes de réalisation possibles. Sur les dessins - les figures 1 et 2 sont des schémas représentant un conduit souple, qui montrent l'emplacement d'un tel conduit sur un véhicule automobile, et qui sont destinés à illustrer le problème à la base de l'invention ; - la figure 3 est une vue de côté d'un mode de réalisation possible d'un conduit conforme à l'invention, doublement coudé ; - la figure 4 est une vue en coupe de l'un des coudes de ce conduit ; - la figure 4A est une section du conduit, coupé par le plan transversal A-A de la figure 4 ; - la figure S est une vue analogue à la figure 4, qui illustre la déformation du conduit sous l'effet d'une pression interne ; - les figures 6 et 7 sont des schémas expliquant la déformation du conduit en cours d'utilisation ; - la figure 8 est une vue similaire à la figure 3, qui représente une variante du conduit ; - la figure 8A est une section transversale du conduit de la figure 8, coupé par le plan A-A ; - la figure 9 est une vue de dessus d'un tronçon de conduit qui fait l'objet d'un autre mode de réalisation de l'invention ; -les figures 10 et 11 sont des schémas illustrant l'intérêt de l'invention lorsqu'elle est mise en oeuvre avec le conduit de la figure 9 ; - la figure 12 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation possible de l'invention.

Sur les figures 1 et 2, on a désigné par la référence M un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. La culasse du moteur et le radiateur sont référencés respectivement C et R.

Le refroidissement de la culasse est assuré par le radiateur. Sur la figure 1, seul le conduit 1 reliant la culasse au radiateur est représenté.

II s'agit d'un conduit de section circulaire, en caoutchouc ou en matériau similaire souple, doublement coudé, affectant dans cet exemple la forme générale d'une manivelle.

On a désigné par les références la, 1 c les parties rectilignes parallèles du conduit, lesquelles se raccordent respectivement en des points P, et PZ, respectivement au radiateur R et à la culasse C. On a désigné par la référence lb le tronçon rectiligne intermédiaire, qui est perpendiculaire à 1 a et 1 c.

Les parties coudées, sensiblement à angle droit, par lesquelles le tronçon central 1 b se raccorde aux tronçons 1 a et I c, sont désignées respectivement par 10 et 11.

On a désigné par la référence FA un élément mécanique qui se trouve présent dans le compartiment moteur, dans la zone séparant les points Pl et P2- Il s'agit par exemple du filtre à air équipant le véhicule.

La forme doublement courbée du conduit 1 lui permet de contourner cet obstacle FA.

De plus, les coudes 10, 11 autorisent une certaine déformation élastique du conduit en cours de fonctionnement, lui permettant d'absorber les oscillations du moteur, lesquelles engendrent un déplacement vibratoire du point PZ.

Sur la figure 2, les oscillations, ou battements, du moteur M sont symbolisées par la double flèche B.

Toutefois, en cours d'utilisation, sous les effets conjugués de la pression du liquide de refroidissement et de la chaleur engendrée dans la paroi du conduit par ce liquide, le conduit 1 a tendance à se déformer, en se dépliant, les angles droits de chacun des coudes 10 et 11 ayant tendance à s'ouvrir.

Sur la figure 2, on a représenté en traits interrompus la forme initiale du conduit, référencé 1, et en traits pleins le conduit ainsi déformé, référencé l'.

La simple observation de cette figure permet de comprendre que par suite de ce dépliement de son contour en forme de manivelle, une zone du conduit va se rapprocher de l'obstacle constitué par le filtre à air FA.

Or, sur un véhicule, pour des raisons d'encombrement, les intervalles séparant les différents organes logés sous le capot du moteur sont en général calculés au plus juste, de sorte que se pose le risque de mise en contact du conduit avec cet obstacle FA.

Le même problème, qui n'est pas illustré sur les dessins, se pose par suite de la déformation liée au ramollissement de la matière du conduit et inhérente à son propre poids, qui peut entraîner une déformation vers le bas de certaines zones du conduit, zones qui risquent également d'entrer en contact avec une pièce présente à proximité. Le conduit 1 conforme à l'invention et représenté sur les figures 3 à 7 permet de pallier cette difficulté.

A cet effet, il est prévu dans la portion externe de chacun des coudes 10, 11, plusieurs ondulations parallèles 2 disposées transversalement.

Dans l'exemple illustré, il s'agit d'une série de trois cuvettes ou renfoncements, formés en creux dans la paroi du conduit, c'est-à-dire faisant saillie à l'intérieur de celui-ci, et disposés côte à côte.

Sous l'effet de la pression interne régnant à l'intérieur du conduit, et du ramollissement de la matière engendré par la chaleur, ces ondulations vont se déformer, par un phénomène de gonflage, ce qui a pour effet d'augmenter la longueur effective de la paroi du côté extérieur.

Cette situation est illustrée sur la figure 5 où les parties 100 sont des bouchons obturateurs schématiquement représentés, qui simulent la fermeture des extrémités du conduit dans lequel règne une pression intérieure p; développée par le liquide chaud qui y circule.

A titre indicatif, s'agissant de l'eau de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, la pression est de l'ordre de 1,4 bar et la température de l'ordre de 90 C.

On a désigné par a la valeur de l'angle du coude 10 (voir figure 4), cette valeur étant en l'occurrence de 90 , ou voisine de 90 ; la déformation des ondulations 2, référencée 2' sur la figure 5, provoque une diminution de cet angle devenu a'.

Cette diminution est naturellement fonction du nombre et de la profondeur des ondulations 2.

Ces paramètres sont déterminés pour compenser la déformation naturelle liée à l'utilisation du conduit, utilisation qui tend au contraire à augmenter l'angle a.

Ce phénomène est illustré sur les figures 6 et 7.

Sur la figure 6, on a représenté le conduit 1 en forme de manivelle, avant mise en service.

Sous l'effet conjugué de la pression et de la chaleur, la manivelle a tendance, en cours d'utilisation, à se déplier, par ouverture des angles des coudes 10 et 11.

Cependant, grâce à l'invention, ces angles ont tendance à se refermer, comme symbolisé par la ligne l' sur la figure 7. Les deux déformations se compensent, et la configuration, désignée en traits mixtes et référencée<B>1",</B> est la même - ou pratiquement la même - que la configuration initiale 1 de la figure 6.

I1 est à noter cependant que la déformation telle qu'illustré à la figure 7 ne se produit que si les extrémités P1 et P2 du conduit 1 sont obturées. Si le conduit est raccordé au radiateur et à la culasse, le phénomène est beaucoup moins marqué et la forme de manivelle tend à être conservée. Il n'en demeure pas moins que les dispositions de l'invention permettent de compenser le phénomène parasite illustré à la figure 2.

Par ailleurs, si la description ci-dessus a été faite dans le cas d'un conduit en forme de manivelle ne présentant que deux coudes, l'invention s'applique également à des conduites de forme plus complexe, présentant un nombre de coudes supérieur à deux et où la forme de manivelle, au niveau d'une paire de coudes, adjacents, est moins marquée.

Sur la figure 8, les ondulations affectent non pas la forme de cuvettes en creux, mais de bossages, référencés 3, qui font saillie vers l'extérieur de la paroi du conduit.

La fonction des bossages 3 est la même que celle des cuvettes 2 du mode de réalisation précédemment décrit, la série d'ondulations ayant tendance à s'approcher d'une configuration rectiligne sous l'effet de la pression interne et de la chaleur, provoquant une augmentation de la longueur de paroi dans sa zone externe convexe, et provoquant par conséquent la fermeture de l'angle du coude.

Sur la figure 9 on a représenté, vu de dessus, un tronçon de conduit 4 formant un coude 41.

Dans ce mode de réalisation, les ondulations, référencées 5, qui peuvent être soit des creux, soit des reliefs, sont formées non pas dans la courbure de la paroi, mais sur le dessus du conduit.

La figure 10 illustre quel intérêt peut avoir un tel agencement.

Le conduit 4 est disposé dans un plan sensiblement horizontal, entre deux points Pl et P2, et il passe à faible distance au-dessus d'un organe mécanique O.

Par suite de l'action conjuguée de la chaleur et de la pression interne, en cours de service, le conduit 4 a tendance à s'affaisser, risquant de venir en contact avec l'obstacle O.

Cependant, grâce à la présence, sur le dessus de sa paroi, des ondulations élastiquement déformables 5, la zone des génératrices supérieures du conduit a tendance à s'étendre longitudinalement dans la zone qui comporte les ondulations 5.

Cette augmentation de longueur de ladite zone a pour effet de provoquer un léger cintrage du conduit vers le haut, pour l'écarter de l'obstacle O, en compensant le phénomène d'affaissement indésirable.

Ce phénomène est illustré sur la figure 11 où la référence 4' représente le cintrage du conduit, tandis que la référence 4" (traits interrompus) représente la configuration du conduit en service, l'affaissement et le cintrage s'étant mutuellement compensés.

En fonction de la situation des différents obstacles, il sera possible de prévoir sur le même conduit des zones déformables, situées dans des emplacements correspondant aux points critiques dans lesquels un contact avec un obstacle est susceptible de survenir de manière inopinée.

Ainsi, sur la figure 12, on a représenté un tronçon de conduit sinueux 6 comportant deux zones distinctes, chacune élastiquement déformable en direction longitudinale.

L'une de ces zones, référencée 60, est formée de plusieurs ondulations transversales telles que des cuvettes 7 creusées dans la partie externe convexe d'une courbe.

L'autre zone 61 est formée de plusieurs ondulations transversales, telles que des cuvettes 8, creusées sur le dessus du conduit 6.

I1 convient de mentionner que la réalisation de conduits courbes se fait généralement par mandrinage.

Cette opération consiste à enfiler le conduit, initialement rectiligne et présentant une certaine souplesse, sur un mandrin courbe qui a sensiblement la forme définitive que l'on souhaite conférer au conduit.

La paroi du conduit est d'abord plaquée sur le mandrin en vue et pendant l'opération de vulcanisation, puis est écartée de celui-ci pour en être enlevée (démandrinage).

Les mandrins sont généralement des tubes creux percés d'orifices permettant de faire le vide pour plaquer le conduit sur le mandrin en vue de la vulcanisation, et d'insuffler du gaz pour écarter la paroi en vue du démandrinage.

Lorsque, conformément à l'invention, les ondulations sont réalisées en creux (cuvettes), il est possible de conserver ce mode opératoire traditionnel. En effet, l'insufflation de gaz pour le démandrinage permet de gonfler le conduit pour déformer les cuvettes vers l'extérieur et permettre l'enlèvement du conduit.

En revanche, lorsque les ondulations sont des bossages, le conduit doit être fabriqué par moulage.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Conduit de raccordement souple, en caoutchouc ou matériau similaire, destiné à transporter un fluide chaud sous pression, caractérisé par le fait qu'au moins une zone (10, 11 ; 40 ; 60, 61) de sa paroi est conformée de manière à pouvoir se déformer élastiquement dans le sens d'une extension longitudinale sous l'effet de la pression interne (p;) générée par le fluide transporté.

2. Conduit de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite zone élastiquement déformable s'étend sur une portion seulement du pourtour de sa paroi.

3. Conduit de raccordement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il a une section sensiblement circulaire.

4. Conduit de raccordement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est coudé.

5. Conduit de raccordement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite zone élastiquement déformable est située dans la partie extérieure (convexe) du coude<B>(10, 11).</B>

6. Conduit de. raccordement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ladite zone élastiquement déformable est constituée de plusieurs ondulations formées dans la paroi et disposées transversalement par rapport à la direction longitudinale du conduit.

7. Conduit de raccordement selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lesdites ondulations comprennent des cuvettes (2 ; 5 ; 7 ; 8) qui sont dirigées vers l'intérieur du conduit (1 ; 4 ; 6).

8. Conduit de raccordement selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lesdites ondulations comprennent des bossages (3) qui font saillie vers l'extérieur du conduit (1).

9. Conduit de raccordement souple, en caoutchouc ou matériau similaire, destiné à transporter un liquide chaud sous pression, en particulier le liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, qui comporte une paroi tubulaire de section sensiblement circulaire, et présente au moins une paire de coudes (10, 11) qui lui confèrent la configuration générale d'une manivelle comprenant deux tronçons rectilignes (la, 1c) sensiblement parallèles reliés par lesdits coudes (10, 11) à un tronçon transversal intermédiaire (lb), également rectiligne, caractérisé par le fait que la zone extérieure (convexe) de chacun des coudes (10, 11) présente une série d'ondulations transversales en creux (2) ou en relief (3), qui s'étendent sur une portion seulement de sa circonférence, de telle sorte que lesdites zones peuvent se déformer élastiquement sous l'effet de la pression interne générée par le liquide chaud et sous pression qui y circule, en provoquant une diminution de la valeur des angles que forme ledit tronçon intermédiaire (1b) avec les autres tronçons (la, 1c).