FR2817607A1

FR2817607A1 - Coupling for fluid pipe, especially used for motor vehicle engine coolant, has a nipple with annular teeth to grip the inner layer of the pipe

Info

Publication number: FR2817607A1
Application number: FR0015802A
Authority: FR
Inventors: Morgane Barbier
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2002-06-07
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: FR2817607B1

Abstract

The coupling comprises a nipple (E) with annular teeth (7a, 7b, 7c) around the outer cylindrical surface, to engage with the inner surface of a two-layer pipe (T). The pipe has a composite structure made from different materials. It has an inner layer (1) of 0.2-2 mm thick plastic and an outer layer (3) of a more supple 0.5-3 mm thick material. The pipe is fitted into place by pushing it onto the nipple, where it is held by the annular teeth. It needs no other fixing.

Description

SYSTEME DE RACCORDEMENT D'UN TUYAU DE TRANSPORT D'UN FLUIDE, EN PARTICULIER D'UN LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT DE
MOTEUR DE VEHICLE AUTOMOBILE. SYSTEM FOR CONNECTING A PIPE FOR TRANSPORTING A FLUID, PARTICULARLY A COOLING LIQUID
MOTOR VEHICLE ENGINE.

L'invention concerne un système de raccordement d'un tuyau pour le transport d'un fluide, en particulier d'un liquide de refroidissement de moteur de véhicule automobile. The invention relates to a system for connecting a pipe for transporting a fluid, in particular a motor vehicle engine coolant.

D'une manière générale, un tuyau de transport d'un liquide dans un circuit de refroidissement d'un moteur doit notamment satisfaire à des exigences, parmi lesquelles on peut notamment citer : une compatibilité avec le liquide de refroidissement, une résistance à la pression et à la température du liquide, une résistance mécanique, thermique et chimique vis-à-vis de l'environnement extérieur, et une certaine souplesse pour permettre des prises de rayon. In general, a pipe for transporting a liquid in an engine cooling circuit must in particular meet requirements, among which there may be mentioned in particular: compatibility with the coolant, resistance to pressure and at the temperature of the liquid, mechanical, thermal and chemical resistance with respect to the external environment, and a certain flexibility to allow taking of shelves.

Par ailleurs, un tuyau répondant à ces exigences doit pouvoir être monté sur des embouts généralement en queue de sapin pour assurer son raccordement aux autres éléments composant le circuit de refroidissement, sachant que les raccords doivent être étanches et présenter une tenue mécanique suffisante à l'arrachement et aux vibrations. In addition, a pipe meeting these requirements must be able to be mounted on end fittings generally in the tail of a fir tree to ensure its connection to the other elements making up the cooling circuit, bearing in mind that the fittings must be leaktight and have sufficient mechanical strength to tearing and vibration.

On peut envisager la réalisation d'un tuyau tout caoutchouc ou tout plastique. We can consider the realization of a hose all rubber or all plastic.

Si on réalise un tuyau entièrement en caoutchouc, on va notamment être confronté au problème de l'étanchéité au niveau de son raccordement sur un embout en queue de sapin. Pour pallier ce problème, une solution consiste à assurer l'étanchéité de la liaison en réalisant un surmoulage plastique ou caoutchouc, un sertissage ou encore la pose d'un collier, ce qui nécessite donc d'avoir recours à au moins un élément supplémentaire. If a pipe is made entirely of rubber, we will in particular be faced with the problem of sealing at the level of its connection to a tip in the shape of a fir tree tail. To overcome this problem, one solution consists in ensuring the tightness of the connection by carrying out a plastic or rubber overmolding, a crimping or even the fitting of a collar, which therefore requires having recourse to at least one additional element.

Dans le cas d'un tuyau entièrement plastique, si son épaisseur est trop faible, on va être confronté au problème de l'étanchéité au niveau de son raccordement sur l'embout en queue de sapin d'une part, et à celui du risque de son déchirement à son passage sur les dents de l'embout d'autre part. Par contre, si son épaisseur est trop importante, on va être confronté au problème d'un manque de souplesse d'une part, et à celui de la difficulté pour l'engager sur l'embout d'autre part. Par ailleurs, un tuyau In the case of an entirely plastic pipe, if its thickness is too small, we will be confronted with the problem of tightness at the level of its connection on the end piece of fir tree on the one hand, and that of the risk from its tearing to its passage on the teeth of the tip on the other hand. On the other hand, if its thickness is too great, we will be faced with the problem of a lack of flexibility on the one hand, and with that of the difficulty in engaging it on the end piece on the other hand. By the way, a pipe

entièrement en plastique va être soumis à un phénomène de fluage de la matière avec la température. entirely plastic will be subjected to a phenomenon of creep of the material with the temperature.

Un but de l'invention est de concevoir un système de raccordement d'un tuyau de transport d'un fluide qui soit à même de pallier les inconvénients des solutions évoquées ci-dessus. An object of the invention is to design a system for connecting a pipe for transporting a fluid which is capable of overcoming the drawbacks of the solutions mentioned above.

A cet effet, l'invention propose un système de raccordement d'un tuyau de transport d'un fluide, en particulier d'un liquide de refroidissement de moteur de véhicule automobile, ce système comprenant un embout à queue de sapin présentant au moins une dent périphérique annulaire, système qui est caractérisé en ce que le tuyau présente une structure composite réalisée à partir de matériaux différents et comprenant au moins une couche interne constituée à partir d'une matière plastique et une couche externe constituée à partir d'un matériau plus souple que celui de la couche interne, et en ce que l'étanchéité entre tuyau et embout d'une part, et la tenue mécanique du tuyau sur l'embout d'autre part, sont assurées par un simple emmanchement du tuyau sur l'embout sans avoir recours à un quelconque moyen supplémentaire. To this end, the invention provides a system for connecting a pipe for transporting a fluid, in particular a motor vehicle engine coolant, this system comprising a fir-tailed end piece having at least one annular peripheral tooth, system which is characterized in that the pipe has a composite structure made from different materials and comprising at least one inner layer made from a plastic material and an outer layer made from a more material flexible than that of the internal layer, and in that the tightness between pipe and end piece on the one hand, and the mechanical strength of the pipe on the end piece on the other hand, are ensured by a simple fitting of the pipe on the tip without having to use any additional means.

La couche interne du tuyau peut être réalisée à partir d'une matière thermoplastique tel qu'un polyamide 12, alors que sa couche externe peut être réalisée à base de caoutchouc, en particulier un mélange caoutchouc/EPDM, sachant que le matériau ou le mélange utilisé peut être différent mais à condition de présenter une certaine souplesse comme celle du caoutchouc, par exemple. The inner layer of the pipe can be made from a thermoplastic material such as polyamide 12, while its outer layer can be made from rubber, in particular a rubber / EPDM mixture, knowing that the material or the mixture used may be different but provided that it has a certain flexibility like that of rubber, for example.

D'une manière générale, la première dent qui est rencontrée par le tuyau lors de son emmanchement sur l'embout, assure l'étanchéité du raccord et, à cet effet, le diamètre extérieur de cette dent est de l'ordre de 15 à 35% supérieur au diamètre intérieur du tuyau. In general, the first tooth which is encountered by the pipe during its fitting on the end piece, seals the fitting and, for this purpose, the outside diameter of this tooth is of the order of 15 to 35% greater than the inside diameter of the pipe.

L'épaisseur du tuyau étant notamment fonction de son diamètre intérieur qui peut varier entre 4 et 40mm, la couche interne du tuyau peut être de l'ordre de 0,2 à 2mm, alors que l'épaisseur de sa couche externe peut être de l'ordre de 0,5 à 3mm. The thickness of the pipe being in particular a function of its internal diameter which can vary between 4 and 40mm, the internal layer of the pipe can be of the order of 0.2 to 2mm, while the thickness of its external layer can be of around 0.5 to 3mm.

L'invention a également pour objet la structure du tuyau qui est notamment destiné à être monté sur un embout à queue de sapin selon un système de raccordement évoqué ci-dessus. The invention also relates to the structure of the pipe which is in particular intended to be mounted on a fir-tailed end piece according to a connection system mentioned above.

Un tuyau composite selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport à un tuyau entièrement en caoutchouc et parmi lesquels on peut notamment citer : - un encombrement et une masse réduits pour un même diamètre Intérieur, une variation de diamètre inférieure sous l'action de la pression du fluide, et - aucun moyen supplémentaire pour assurer l'étanchéité de son raccordement sur un embout. A composite pipe according to the invention has many advantages compared to a pipe entirely made of rubber and among which we can notably cite: - reduced overall dimensions and mass for the same internal diameter, a smaller diameter variation under the action of the pressure of the fluid, and - no additional means for ensuring the tightness of its connection on a nozzle.

Le tuyau selon l'invention présente également des avantages par rapport à un tuyau tout en plastique et parmi lesquels on peut notamment citer : - une souplesse plus importante, une meilleure tenue mécanique aux vibrations et aux débattements angulaires, - une meilleure tenue en température du fait de la présence de la couche externe en caoutchouc, une meilleure tenue au fluage par la présence de la couche externe qui vient gainer par serrage la couche interne et ainsi limiter le phénomène de fluage, - une atténuation acoustique améliorée par la présence de la couche de caoutchouc qui absorbe davantage les vibrations que le plastique, et - une limitation de l'épaisseur du plastique tout en assurant l'étanchéité de la liaison entre le tuyau et l'embout sur lequel il est emmanché. The pipe according to the invention also has advantages compared to a pipe made entirely of plastic and among which there may be mentioned: - greater flexibility, better mechanical resistance to vibrations and angular deflections, - better temperature resistance of the made of the presence of the outer rubber layer, better creep resistance by the presence of the outer layer which closes the inner layer by tightening and thus limit the creep phenomenon, - an acoustic attenuation improved by the presence of the layer of rubber which absorbs vibrations more than plastic, and - a limitation of the thickness of the plastic while ensuring the tightness of the connection between the pipe and the end piece on which it is fitted.

Par ailleurs, un tuyau composite peut être fabriqué par extrusion selon un procédé tel que décrit dans le document FR-A-1 222 154 auquel il suffira de se reporter, si nécessaire. Furthermore, a composite pipe can be manufactured by extrusion according to a process as described in document FR-A-1 222 154 to which it will suffice to refer, if necessary.

D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortiront du complément de description qui va suivre en référence au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et qui est une vue en coupe d'un tuyau composite conforme à l'invention avec son raccordement sur un embout à queue de sapin. Other advantages, characteristics and details of the invention will emerge from the additional description which follows with reference to the appended drawing, given solely by way of example and which is a sectional view of a composite pipe according to the invention with its connection on a fir-tail end.

Sur le dessin, on a illustré un tuyau T à structure composite pour assurer le transport d'un fluide, en particulier d'un liquide de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile par exemple. In the drawing, a pipe T is illustrated with a composite structure for transporting a fluid, in particular a coolant for a motor vehicle engine for example.

Ce tuyau présente une structure composite avec au moins deux couches interne 1 et externe 3. This pipe has a composite structure with at least two internal layers 1 and external 3.

La couche interne 1 doit notamment présenter les caractéristiques suivantes : être compatible avec le liquide de refroidissement, et résister à la pression et à la température de ce liquide. La couche interne 1 est réalisée à partir d'une matière thermoplastique qui est composée, à titre d'exemple, d'un polyamide 12. The internal layer 1 must in particular have the following characteristics: be compatible with the coolant, and resist the pressure and the temperature of this liquid. The internal layer 1 is produced from a thermoplastic material which is composed, for example, of a polyamide 12.

La couche externe 3 doit notamment présenter les propriétés suivantes : conférer au tuyau une certaine souplesse et assurer des protections chimique, mécanique et thermique vis-à-vis de l'environnement extérieur. Cette couche externe 3 est réalisée à partir d'un matériau souple qui est composé, à titre d'exemple, d'un mélange caoutchouc/EPDM. The outer layer 3 must in particular have the following properties: give the pipe a certain flexibility and provide chemical, mechanical and thermal protection against the external environment. This outer layer 3 is made from a flexible material which is composed, for example, of a rubber / EPDM mixture.

Dans un circuit de refroidissement moteur, le liquide utilisé peut être un mélange glycol/eau, avec une pression et une température du liquide qui sont respectivement de quelques bars pour la pression et 110 C pour la température, et une température extérieure de l'ordre de 125OC mais qui peut monter jusqu'à au moins 150oC sous le capot moteur. In an engine cooling circuit, the liquid used can be a glycol / water mixture, with a pressure and a temperature of the liquid which are respectively a few bars for the pressure and 110 C for the temperature, and an outside temperature of the order 125OC but which can go up to at least 150oC under the engine hood.

Par ailleurs, dans un circuit de refroidissement, le diamètre intérieur des tuyaux peut varier de l'ordre de 4 à 40mm, sachant qu'à l'heure actuelle les diamètres de l'ordre de 13,5mm et 16mm sont privilégiés. Furthermore, in a cooling circuit, the inside diameter of the pipes can vary from around 4 to 40mm, knowing that at present diameters of around 13.5mm and 16mm are preferred.

Compte-tenu de la variation du diamètre intérieur du tuyau, l'épaisseur de sa couche interne 1 peut varier entre 0,2 et 2mm environ, et sa couche externe de 0,5 à 3mm environ. Given the variation in the internal diameter of the pipe, the thickness of its internal layer 1 can vary between 0.2 and 2mm approximately, and its external layer from 0.5 to 3mm approximately.

A titre d'exemple, pour un tuyau dont le diamètre intérieur est de l'ordre de 13,5mm, son épaisseur sera de l'ordre de 1,2mm avec une couche interne 1 d'une épaisseur de l'ordre de 0,7mm et une couche externe 3 d'une épaisseur de l'ordre de 0, 5mm et la dent 7a a un diamètre extérieur de l'ordre de 17, 4mm. Par contre, pour un tuyau dont le diamètre intérieur est de l'ordre de 16mm, son épaisseur sera de l'ordre de 2mm avec une couche interne 1 et une couche externe 3 ayant chacune une épaisseur de l'ordre de 1 mm, et la dent 7a a un diamètre extérieur de l'ordre de 19,9mm. For example, for a pipe whose internal diameter is of the order of 13.5 mm, its thickness will be of the order of 1.2 mm with an internal layer 1 with a thickness of the order of 0, 7mm and an outer layer 3 with a thickness of the order of 0.5mm and the tooth 7a has an outer diameter of the order of 17.4mm. On the other hand, for a pipe whose internal diameter is of the order of 16mm, its thickness will be of the order of 2mm with an internal layer 1 and an external layer 3 each having a thickness of the order of 1 mm, and tooth 7a has an outside diameter of around 19.9mm.

La structure du tuyau T selon l'invention et telle que décrite précédemment permet de satisfaire à ces conditions et avec les avantages tels qu'énoncés en préambule. The structure of the pipe T according to the invention and as described above makes it possible to satisfy these conditions and with the advantages as stated in the preamble.

Le tuyau T doit pouvoir être raccordé sur des embouts tubulaires, le plus souvent en queue de sapin, sachant que ces embouts The pipe T must be able to be connected to tubular end pieces, most often at the tail end, knowing that these end pieces

peuvent constituer une partie d'un dispositif de connexion intermédiaire pour raccorder deux tuyaux entre eux par exemple.

may constitute part of an intermediate connection device for connecting two pipes together for example.

L'embout E illustré sur le dessin peut être réalisé en un matériau quelconque, généralement en plastique, et présente une queue de sapin 5 avec au moins une dent périphérique annulaire 7a, deux dents 7a et 7b ou trois dents 7a, 7b et 7c qui sont par exemple régulièrement espacées les unes des autres. The end piece E illustrated in the drawing can be made of any material, generally plastic, and has a fir tail 5 with at least one annular peripheral tooth 7a, two teeth 7a and 7b or three teeth 7a, 7b and 7c which are for example regularly spaced from each other.

La dent 7a qui est la première rencontrée par le tuyau T lors de son emmanchement sur l'embout E, est très importante car c'est elle qui a pour fonction d'assurer l'étanchéité du raccord. D'une manière générale, le diamètre extérieur de cette dent 7a doit être de 15 à 35% supérieur au diamètre intérieur du tuyau T. En effet, en dessous de cette dimension, l'étanchéité et la tenue mécanique du raccord ne seraient pas assurées. Par contre, au-dessus de cette dimension, l'emmanchement du tuyau T sur l'embout E s'avèrerait difficile avec en plus un risque de déchirement de la couche interne de plastique. The tooth 7a which is the first encountered by the pipe T during its fitting on the end piece E, is very important because it is it which has the function of ensuring the tightness of the fitting. Generally, the outside diameter of this tooth 7a must be 15 to 35% greater than the inside diameter of the pipe T. In fact, below this dimension, the seal and the mechanical strength of the fitting would not be ensured . On the other hand, above this dimension, the fitting of the pipe T onto the end piece E would prove to be difficult with, in addition, a risk of tearing of the internal plastic layer.

La liaison mécanique du raccord est essentiellement fonction du nombre des dents de l'embout, et ce nombre est défini à partir de la tenue mécanique recherchée (arrachement, tenue aux vibrations,...), un nombre de dents de l'ordre de trois étant généralement suffisant. The mechanical connection of the connector is essentially a function of the number of teeth of the endpiece, and this number is defined on the basis of the desired mechanical strength (tearing, resistance to vibrations, etc.), a number of teeth of the order of three being generally sufficient.

A titre d'exemple, le tuyau T est emmanché sur l'embout sur une longueur qui est de l'ordre de : 13mm avec la présence d'une seule dent 7a, - 20mm avec la présence de deux dents 7a et 7b, et - 27mm dans le cas du dessin annexé avec la présence de trois dents 7a, 7b et 7c, sachant que chaque dent s'étend sur une longueur axiale de l'ordre de 3mm, que deux dents sont séparées l'une de l'autre par un plat de l'ordre de 4mm, que la première dent 7a se situe à environ 4mm de l'extrémité du tuyau T par laquelle il est emmanché, et que la dernière dent rencontrée par le tuyau se prolonge par un plat de l'ordre de 6mm.. By way of example, the pipe T is fitted onto the end piece over a length which is of the order of: 13mm with the presence of a single tooth 7a, - 20mm with the presence of two teeth 7a and 7b, and - 27mm in the case of the appended drawing with the presence of three teeth 7a, 7b and 7c, knowing that each tooth extends over an axial length of the order of 3mm, that two teeth are separated from each other by a flat of the order of 4mm, that the first tooth 7a is located about 4mm from the end of the pipe T by which it is fitted, and that the last tooth encountered by the pipe is extended by a flat of the order of 6mm ..

Ces valeurs d'emmanchement du tuyau T sur l'embout sont notamment valables pour un tuyau T dont le diamètre intérieur est de l'ordre de 13,5mm ou 16mm. These fitting values of the pipe T on the endpiece are notably valid for a pipe T whose internal diameter is of the order of 13.5 mm or 16 mm.

A partir du mode de réalisation décrit en référence au dessin, on peut envisager des variantes. From the embodiment described with reference to the drawing, it is possible to envisage variants.

La couche interne 1 du tuyau peut être réalisée en une matière plastique différente du polyamide 12, et être éventuellement composée de plusieurs couches ayant des natures différentes. Quant à la couche externe 3 du tuyau T, des mélanges caoutchouc autres que caoutchouc/EPDM pourraient être utilisés pour répondre à des exigences spécifiques, en particulier une meilleure tenue à la température, sachant que ces mélanges doivent de préférence présenter des propriétés de souplesse similaires à celles du caoutchouc. The internal layer 1 of the pipe can be made of a plastic material different from polyamide 12, and can optionally be composed of several layers having different natures. As for the outer layer 3 of the pipe T, rubber mixtures other than rubber / EPDM could be used to meet specific requirements, in particular better resistance to temperature, knowing that these mixtures should preferably have similar flexibility properties to those of rubber.

Claims

CLAIMS 1. System for connecting a pipe for transporting a fluid, in particular a coolant for a motor vehicle engine, this system comprising a nozzle (E) with a fir tail (5) having at at least one annular peripheral tooth (7a), characterized in that the pipe (T) has a composite structure made from different materials and comprising at least one inner layer (1) made from a plastic material and an outer layer (3) made from a more flexible material than that of the inner layer (1), and in that the seal between pipe (T) and end piece (E) on the one hand, and the mechanical strength of the pipe (T) on the end piece (E) on the other hand, are ensured by a simple fitting of the pipe (T) on the end piece (E) without having to resort to any additional means.

2. Connection system according to claim 1, characterized in that the outside diameter of the tooth (7a) of the end piece is of the order of 15 to 35% greater than the inside diameter of the pipe.

3. Connection system according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the internal layer (1) of the pipe is of the order of 0.2 to 2mm, while the thickness of its external layer ( 3) is of the order of 0.5 to 3mm, these thicknesses being a function of the internal diameter of the pipe (T).

4. Connection system according to any one of the preceding claims, characterized in that the internal diameter of the pipe is within a range of values from 4 to 40mm.

5. Connection system according to claim. 4, characterized in that the internal diameter of the pipe (T) is of the order of 13.5mm, in that the pipe (T) has a total thickness of the order of 1.2mm, in that its layer internal (1) has a thickness of the order of 0.7mm, in that its external layer (3) has a thickness of the order of 0.5mm, and in that the tooth (7a) of the end piece (E) has an outside diameter of around 17.4mm.

6. Connection system according to claim 4, characterized in that the internal diameter of the pipe (T) is of the order of 16mm, in that the pipe (T) has a total thickness of the order of 2mm, in that its internal layer (1) has a thickness of the order of 1 mm, in that its

outer layer (3) has a thickness of around 1mm, and in that the tooth (7a) of the end piece (E) has an outside diameter of around 19.9mm.

7. Connection system according to any one of the preceding claims, characterized in that the end piece has several teeth (7a, 7b, 7c) regularly spaced from one another, and in that the seal between the pipe (T ) and the nozzle (E) is provided by the first tooth (7a) encountered by the pipe (T) during its fitting on the nozzle (E).

8. Connection system according to claim 7, characterized in that the end piece (E) has three teeth (7a, 7b, 7c), and in that the pipe (T) is fitted onto the end piece (E) on a length of the order of 27mm, knowing that each tooth extends over an axial length of the order of 3mm, and that two teeth are separated from each other by a distance of the order of 4mm .

9. Pipe for transporting a fluid, in particular a motor vehicle engine coolant, characterized in that the pipe (T) has an internal diameter of between 4 and 40mm, and in that it has a composite structure with at least one internal layer (1) made from a plastic material and having a thickness of the order of 0.2 to 2 mm, and a flexible external layer (3) having a thickness of the order from 0.5 to 3mm.

10. Pipe according to claim 9, characterized in that the internal diameter of the pipe (T) is of the order of 13.5mm, in that the pipe (T) has a total thickness of the order of 1.2mm , in that its inner layer (1) has a thickness of about 0.7mm, in that its outer layer (3) has a thickness of about 0.5mm, and in that the tooth ( 7a) of the end piece (E) has an outside diameter of the order of 17.4mm.

11. Pipe according to claim 9, characterized in that the internal diameter of the pipe (T) is of the order of 16mm, in that the pipe (T) has a total thickness of the order of 2mm, in that its inner layer (1) has a thickness of around 1mm, in that its outer layer (3) has a thickness of around 1mm, and in that the tooth (7a) of the end piece (E ) has an outside diameter of around 19.9mm.

12. Pipe according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the internal layer (1) is made of polyamide 12.

13. Pipe according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the outer layer is a rubber / EPDM mixture.