FR2896573A1

FR2896573A1 - Motor vehicle`s combustion gas exhausting pipe for automobile industry, has slit situated in axial alignment of another slit so that end portion of former slit covers region of third slit, where end portion is deformed by driving push rod

Info

Publication number: FR2896573A1
Application number: FR0650205A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Rigollet; Fabrice Prevot; Eric Mesnard
Original assignee: Etablissements Caillau SAS
Current assignee: Caillau SAS
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-07-27
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: FR2896573B1

Abstract

The pipe has an axial slit (10) located in a locking zone (5), and another axial slit (12) shifted axially and angularly with respect to the slit (10) so that an end portion (12a) of the slit (12) covers a region (10a) of the slit (10). An axial slit (14) is situated in the axial alignment of the slit (12) so that an end portion (14b) of the slit (14) angularly covers a region (10b) of the slit (10). The end portions of the slits are deformed by driving a push rod which crushes a median region (10i) of the slit (10) during the locking of a collar (6). An independent claim is also included for a tube connection comprising an internal tube.

Description

L'invention concerne un tuyau déformable localement par un collier deThe invention relates to a hose which can be deformed locally by a collar of

serrage entourant une portion de celui-ci, et un raccord de tuyau comprenant un tuyau interne et un tuyau externe du type précité, engagés l'un dans l'autre à leurs extrémités, et un collier de serrage. tightening surrounding a portion thereof, and a pipe fitting comprising an inner pipe and an outer pipe of the aforementioned type, engaged one into the other at their ends, and a clamping collar.

De tels raccords sont utilisés tout particulièrement dans le domaine de l'automobile pour relier entre eux des tuyaux du système d'échappement des gaz de combustion du moteur. Ces raccords doivent présenter une tenue mécanique suffisante pour maintenir les tuyaux assemblés malgré les vibrations du moteur, les contraintes liées au déplacement de l'automobile et la dilation des tuyaux d'échappement sous l'effet des gaz chauds qui y circulent. En outre, la liaison assurée par ces raccords doit être étanche pour limiter et, de préférence, éviter les fuites de gaz d'échappement. Le document US 4,113,289 décrit un raccord de ce type dans lequel le tuyau externe présente sur sa portion d'extrémité plusieurs zones de déformation réparties régulièrement à sa périphérie. Chacune des zones de déformation est constituée de deux fentes : une première fente axiale, située dans la zone de serrage du collier de serrage utilisé pour le raccord ; et une deuxième fente axiale décalée angulairement et axialement vers l'extrémité du tuyau, par rapport à la première fente, et qui débouche à l'extrémité du tuyau. La réduction du diamètre du tuyau lors du serrage du collier est obtenue par déformation de la première fente. La deuxième fente sert à éviter que l'extrémité du tuyau se gondole lors du serrage du collier. Dans la pratique, il est difficile d'obtenir une bonne étanchéité avec un tel raccord. En effet, on constate que lesdites premières fentes axiales se déforment difficilement lors du serrage du collier et donc que le tuyau externe n'épouse pas suffisamment le contour du tuyau interne. Pour surmonter cette difficulté, on peut essayer d'augmenter le serrage du collier, mais se pose alors le problème de la résistance de ce collier et du choix des outils utilisés pour le serrage. Such connectors are used particularly in the automotive field to connect together the pipes of the exhaust system of the combustion gases of the engine. These connections must have sufficient mechanical strength to maintain the pipes assembled despite the engine vibrations, the constraints related to the movement of the automobile and the expansion of the exhaust pipes under the effect of hot gases circulating there. In addition, the connection provided by these connections must be sealed to limit and, preferably, prevent the escape of exhaust gas. Document US 4,113,289 describes a connection of this type in which the outer pipe has on its end portion a plurality of deformation zones distributed regularly around its periphery. Each of the deformation zones consists of two slots: a first axial slot, located in the clamping zone of the clamp used for the connection; and a second axial slot angularly offset and axially towards the end of the pipe, relative to the first slot, and which opens at the end of the pipe. The reduction of the diameter of the pipe during clamping of the collar is obtained by deformation of the first slot. The second slot is used to prevent the end of the pipe gondola when tightening the collar. In practice, it is difficult to obtain a good seal with such a fitting. Indeed, it is found that said first axial slots are deformed with difficulty when tightening the collar and therefore that the outer pipe does not sufficiently marry the contour of the inner pipe. To overcome this difficulty, one can try to increase the tightening of the collar, but then raises the problem of the resistance of this collar and the choice of tools used for tightening.

L'invention vise à proposer un tuyau déformable localement par un collier de serrage, plus facile à déformer que le tuyau de US 4,113,289. Pour atteindre ce but, l'invention a pour objet un tuyau déformable localement, généralement au voisinage de son extrémité, par un collier de serrage entourant une portion du collier, cette portion formant une zone de serrage, ledit tuyau présentant une première fente axiale située dans ladite zone de serrage et une deuxième fente axiale décalée axialement et angulairement par rapport à la première fente de manière à être en recouvrement angulaire avec une première région de la première fente, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième fente axiale située sensiblement dans l'alignement axial de la deuxième fente, en recouvrement angulaire avec une deuxième région de la première fente. Ainsi, lors du serrage du collier, les deuxième et troisième fentes se déforment et la partie de tuyau située entre ces fentes (qui, elle, ne se déforme pas) fait office de poussoir et vient écraser une région de la première fente. On obtient ainsi un effet de concentration des efforts de serrage sur une région limitée de la première fente, ce qui favorise l'écrasement de celle-ci. Pour que ladite partie de tuyau, située entre les deuxième et troisième fentes, puisse jouer pleinement son rôle de poussoir, elle présente avantageusement une longueur axiale supérieure ou égale à la distance, mesurée selon la périphérie du tuyau, séparant la première fente de la deuxième fente, ou de la troisième. Avantageusement encore, cette partie de tuyau est en recouvrement angulaire avec la région médiane de la première fente, car c'est généralement la région la plus facilement déformable de cette fente. A l'inverse, les extrémités de la première fente forment généralement des régions relativement rigides autour desquelles les deuxième et troisième fentes se déforment, et les deuxième et troisième fentes se déforment d'autant plus facilement qu'elles s'étendent (axialement) au-delà des extrémités de la première fente. De manière à pouvoir se déformer plus facilement, la troisième fente se prolonge donc axialement au-delà de la première fente et, de préférence, au moins la moitié de la longueur axiale de la troisième fente se prolonge axialement au-delà de la première fente (i.e. n'est pas en recouvrement angulaire avec la première fente). De même, de manière à pouvoir se déformer plus facilement, la deuxième fente se prolonge axialement audelà de la première fente et, de préférence, débouche à l'extrémité du tuyau, ce qui évite, en outre, à cette extrémité de se gondoler lors du serrage du collier. L'invention a également pour objet un raccord comprenant un tuyau externe du type précité. The invention aims to provide a locally deformable hose with a clamp, easier to deform than the US 4,113,289 pipe. To achieve this object, the invention relates to a locally deformable pipe, generally near its end, by a clamping collar surrounding a portion of the collar, this portion forming a clamping zone, said pipe having a first axial slot located in said clamping zone and a second axial slot offset axially and angularly with respect to the first slot so as to be angularly overlapping with a first region of the first slot, characterized in that it comprises a third axial slot located substantially in the axial alignment of the second slot, in angular overlap with a second region of the first slot. Thus, during clamping of the collar, the second and third slots are deformed and the portion of pipe located between these slots (which itself does not deform) acts as a pusher and crushes a region of the first slot. This gives a concentration effect clamping forces on a limited region of the first slot, which promotes crushing thereof. So that said portion of pipe, located between the second and third slots, can fully play its role of pusher, it advantageously has an axial length greater than or equal to the distance, measured along the periphery of the pipe, separating the first slot from the second slot, or third. Advantageously, this pipe portion is in angular overlap with the median region of the first slot, since it is generally the most easily deformable region of this slot. Conversely, the ends of the first slot generally form relatively rigid regions around which the second and third slots deform, and the second and third slots deform the more easily they extend (axially) to the beyond the ends of the first slot. In order to be able to deform more easily, the third slot thus extends axially beyond the first slot and, preferably, at least half of the axial length of the third slot extends axially beyond the first slot. (ie is not in angular overlap with the first slot). Similarly, so as to be able to deform more easily, the second slot extends axially beyond the first slot and, preferably, opens at the end of the pipe, which further avoids at this end to buckle when tightening the collar. The invention also relates to a coupling comprising an external pipe of the aforementioned type.

L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, donnée à titre illustratif et non limitatif. Cette description fait référence aux planches de figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue en élévation montrant un exemple de tuyau selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en élévation montrant un raccord de tuyau comprenant le tuyau de la figure 1, un autre tuyau, et un collier de serrage. Sur cette figure, le collier de serrage est desserré. Un écorché est réalisé dans le collier pour visualiser une partie du tuyau sous-jacent. - la figure 3 est une vue en élévation analogue à la figure 2, qui montre le raccord en position serrée du collier de serrage. L'exemple de tuyau représenté sur la figure 1 est utilisé pour l'échappement des gaz de combustion d'une automobile. Il est destiné à être raccordé à un autre tuyau, de diamètre inférieur, par sa portion d'extrémité et, à cet effet, un collier de serrage est serré autour de cette portion. The invention and its advantages will be better understood on reading the detailed description which follows, given by way of illustration and not limitation. This description refers to the plates of annexed figures in which: - Figure 1 is an elevational view showing an example of pipe according to the invention; Figure 2 is an elevational view showing a hose coupling including the hose of Figure 1, another hose, and a hose clamp. In this figure, the clamp is loosened. A cut is made in the necklace to visualize part of the underlying pipe. - Figure 3 is an elevational view similar to Figure 2, which shows the connection in the tight position of the clamp. The example of pipe shown in Figure 1 is used for the exhaust of the combustion gases of an automobile. It is intended to be connected to another pipe, of smaller diameter, by its end portion and, for this purpose, a clamp is clamped around this portion.

La portion d'extrémité de ce tuyau 2 est cylindrique, de section circulaire et d'axe A. Sur cette portion d'extrémité sont ménagées deux séries de trois fentes. Ces deux séries sont respectivement situées sur deux côtés opposés du tuyau. Plus précisément, une série est l'image de l'autre par une rotation de 180 autour de l'axe A. The end portion of this pipe 2 is cylindrical, of circular section and of axis A. On this end portion are provided two series of three slots. These two series are respectively located on two opposite sides of the pipe. More precisely, one series is the image of the other by a rotation of 180 about the axis A.

On notera que le tuyau de l'invention comprend au moins une série de trois fentes. Lorsqu'il comprend plus d'une série, comme dans l'exemple, celles-ci sont disposées, de préférence, de façon régulière à la périphérie du tuyau 2 de manière à obtenir une déformation uniforme du tuyau 2 suivant différentes directions angulaires, lorsqu'un collier de serrage est serré autour d'une portion de celui-ci. Chaque série de fentes comprend une première 10, une deuxième 12, et une troisième 14 fentes axiales. Ces fentes traversent la paroi du tuyau 2 et sont dites axiales, car elles sont orientées sensiblement suivant l'axe A du tuyau. It will be noted that the pipe of the invention comprises at least one series of three slots. When it comprises more than one series, as in the example, these are preferably arranged in a regular manner at the periphery of the pipe 2 so as to obtain a uniform deformation of the pipe 2 in different angular directions, when a clamp is tightened around a portion thereof. Each series of slots comprises a first 10, a second 12, and a third 14 axial slots. These slots pass through the wall of the pipe 2 and are called axial because they are oriented substantially along the axis A of the pipe.

La deuxième fente 12 est décalée angulairement par rapport à la première fente 10 (i.e. elle n'est pas dans l'alignement de celle-ci). Sur la figure 2, la deuxième fente 12 est décalée vers le haut par rapport à la première fente 10. En outre, la deuxième fente 12 est décalée axialement vers l'extrémité du tuyau 2 par rapport à la première fente 10 de sorte qu'une région d'extrémité 12a de la deuxième fente 12 est en recouvrement angulaire avec une première région 10a de la première fente 10. En outre, la deuxième fente 12 débouche à l'extrémité du tuyau 2. La troisième fente axiale 14 est située sensiblement dans l'alignement axial de la deuxième fente 12 et, une région d'extrémité 14b de cette deuxième fente 14 est en recouvrement angulaire avec une deuxième région 10b de la première fente. La troisième fente axiale 14 est décalée axialement par rapport à la première fente 10 en s'éloignant de l'extrémité du tuyau 2. Les régions d'extrémité 12a, 14b des deuxième et troisième fentes 12, 14, délimitent entre elles une partie de tuyau faisant office de poussoir 13 car c'est elle qui pousse ou appuie contre la première fente 10 lors du serrage du collier 6, de manière à écraser cette fente 10. La partie poussoir 13 est en recouvrement avec la première fente 10 et, plus particulièrement, avec la région la plus facilement déformable de la première fente 10, en l'occurrence sa région médiane 10i. Les fentes 10, 12 et 14 sont oblongues et leurs bords latéraux sont parallèles entre eux. Ces fentes peuvent être de même largeur et les fentes 12 et 14 peuvent être identiques. A l'exception de l'extrémité ouverte de la fente 12, les extrémités des fentes sont de forme arrondie de sorte que le contour des fentes ne pas présente pas d'arête, les arêtes étant souvent des zones de fissuration privilégiées. Selon un exemple de réalisation du tuyau 2, la portion d'extrémité de ce tuyau présente un diamètre externe d'environ 50 mm et une épaisseur e de paroi comprise, environ, entre 1 et 1,5 mm. Les fentes 10 et 14 présentent une largeur de 3 mm et une longueur de 17 mm. La fente 12 présente une largeur de 3 mm et une longueur de 10,5 mm. Les fentes 12 et 14 sont distantes axialement d'une distance d de 3 mm, et les fentes 12 ou 14 sont distantes de la fente 10 d'une distance d' de 2,25 mm (mesurée selon la périphérie du tuyau). Le rayon de courbure retenu pour les extrémités arrondies des fentes 10, 12, 14 est de 1,5 mm. Les fentes 10, 12 et 14 peuvent être réalisées par poinçonnage dans la paroi du tuyau 2. Dans ce cas, pour faciliter le poinçonnage on choisit, avantageusement, la distance d entre les fentes 12 et 14 au moins égale à l'épaisseur de paroi e et, de préférence, au moins 1,5 fois plus grande que e. De même, on choisit la distance d' entre les fentes 12 et 10, au moins égale à l'épaisseur de paroi e et, de préférence, au moins 1,5 fois plus grande que e. Par ailleurs, dans l'exemple donné, on vérifie bien que la longueur axiale de la partie poussoir, qui correspond à la distance d, est supérieure ou égale à la distance d' entre les fentes 10 et 12 (ou 10 et 14). Les figures 2 et 3 représentent un raccord de tuyaux (ou assemblage de tuyaux) comprenant un tuyau interne 4, un tuyau externe 2 qui correspond au tuyau de la figure 1, et un collier de serrage 6. Les tuyaux 2 et 4 sont engagés l'un dans l'autre à leurs extrémités sur une zone de recouvrement 3. A cet effet, le diamètre intérieur du tuyau externe 2 est légèrement supérieur au diamètre extérieur du tuyau interne 4. En outre, le tuyau externe 2 présente une réduction de diamètre intérieur qui forme un épaulement interne 20 servant de butée lors de l'engagement du tuyau 4. On limite ainsi la profondeur d'engagement du tuyau 4. Cette profondeur correspond à la longueur axiale de la zone de recouvrement 3. Le collier de serrage 6 est disposé autour du tuyau externe 2, dans la zone de recouvrement 3. La portion de tuyau entourée par le collier est appelée zone de serrage 5. Cette zone de serrage 5 est comprise dans la zone de recouvrement 3. Les fentes 10, 12 et 14 se situent dans la zone de recouvrement 3. La première fente 10 se situe dans la zone de serrage 5 du collier. La deuxième fente 12 peut se situer seulement en partie dans la zone de serrage 5, sa portion d'extrémité ouverte pouvant être en dehors de la zone de serrage. The second slot 12 is angularly shifted with respect to the first slot 10 (i.e. it is not in alignment with it). In FIG. 2, the second slot 12 is shifted upwards with respect to the first slot 10. In addition, the second slot 12 is axially offset towards the end of the pipe 2 relative to the first slot 10 so that an end region 12a of the second slot 12 is angularly overlapped with a first region 10a of the first slot 10. In addition, the second slot 12 opens at the end of the pipe 2. The third axial slot 14 is located substantially in the axial alignment of the second slot 12 and an end region 14b of the second slot 14 is angularly overlapped with a second region 10b of the first slot. The third axial slot 14 is offset axially with respect to the first slot 10 away from the end of the pipe 2. The end regions 12a, 14b of the second and third slots 12, 14, delimit between them a portion of pipe acting as a pusher 13 because it is it that pushes or presses against the first slot 10 when clamping the collar 6, so as to crush the slot 10. The pusher portion 13 is in overlap with the first slot 10 and, more particularly, with the most easily deformable region of the first slot 10, in this case its median region 10i. The slots 10, 12 and 14 are oblong and their side edges are parallel to each other. These slots may be of the same width and the slots 12 and 14 may be identical. With the exception of the open end of the slot 12, the ends of the slots are of rounded shape so that the contour of the slots does not present any edge, the edges often being preferred cracking areas. According to an embodiment of the pipe 2, the end portion of this pipe has an outer diameter of about 50 mm and a wall thickness of approximately between 1 and 1.5 mm. Slots 10 and 14 have a width of 3 mm and a length of 17 mm. The slot 12 has a width of 3 mm and a length of 10.5 mm. The slots 12 and 14 are spaced axially by a distance d of 3 mm, and the slots 12 or 14 are spaced from the slot 10 by a distance of 2.25 mm (measured along the periphery of the pipe). The radius of curvature retained for the rounded ends of the slots 10, 12, 14 is 1.5 mm. The slots 10, 12 and 14 can be made by punching in the wall of the pipe 2. In this case, to facilitate the punching is advantageously chosen, the distance d between the slots 12 and 14 at least equal to the wall thickness e and preferably at least 1.5 times larger than e. Similarly, the distance between the slots 12 and 10 is chosen, at least equal to the wall thickness e, and preferably at least 1.5 times greater than e. Furthermore, in the example given, it is verified that the axial length of the pusher portion, which corresponds to the distance d, is greater than or equal to the distance between the slots 10 and 12 (or 10 and 14). FIGS. 2 and 3 show a pipe connection (or pipe assembly) comprising an inner pipe 4, an outer pipe 2 which corresponds to the pipe of FIG. 1, and a pipe clamp 6. Pipes 2 and 4 are engaged In this respect, the inside diameter of the outer pipe 2 is slightly greater than the outside diameter of the inner pipe 4. In addition, the outer pipe 2 has a diameter reduction. inside which forms an internal shoulder 20 serving as a stop when the hose 4 is engaged. This limits the depth of engagement of the hose 4. This depth corresponds to the axial length of the overlap zone 3. The clamp 6 is located around the outer pipe 2, in the overlap zone 3. The pipe portion surrounded by the collar is called clamping zone 5. This clamping zone 5 is included in the overlap zone 3. The slots 10, 12 and 14 s The first slot 10 is in the clamping zone 5 of the collar. The second slot 12 may be located only partially in the clamping zone 5, its open end portion may be outside the clamping zone.

Les efforts de serrage exercés par le collier 6 sont plus importants dans le plan médian du collier que sur les bords de celui-ci. Par conséquent, du gaz risque de passer entre la paroi extérieure du tuyau interne 4 et la paroi intérieure du tuyau externe 2 et de parvenir jusqu'à la troisième fente 14. Avantageusement, pour éviter une fuite de gaz au niveau de la troisième fente 14 et garantir l'étanchéité du raccord, celle-ci est entièrement recouverte par le collier de serrage 6, c'est-à-dire que la troisième fente 14 se situe (entièrement) dans la zone de serrage 5. Plusieurs types de colliers de serrage 6 peuvent être envisagés pour serrer (i.e. plaquer) le tuyau externe 2 contre le tuyau interne 4. Selon un exemple simple de réalisation de collier de serrage 6, celui-ci comprend une boucle ouverte 7 avec deux extrémités libres 8 s'étendant vers l'extérieur de la boucle 7, suivant une direction plutôt radiale. Le collier 6 comprend, en outre, un ensemble vis-écrou. La vis 9 traverse les extrémités libres 8 et le io vissage de l'écrou sur la vis 9 permet de rapprocher les extrémités libres 8 l'une de l'autre. En référence à la figure 3, lors du serrage du collier 6, les portions d'extrémité 12a et 14b des deuxième et troisième fentes 12, 14 se déforment vers le bas en entraînant la partie poussoir 13 qui écrase alors la région 15 médiane 10i de la première fente 10. Grâce à l'invention, on concentre les efforts de serrage sur une région limitée (la région médiane 10i) de la fente 10, qui, par ailleurs, est choisie pour être facilement déformable. Ainsi, la fente 10 s'écrase facilement lors du serrage du collier 6. The clamping forces exerted by the collar 6 are greater in the median plane of the collar than on the edges thereof. Therefore, gas may pass between the outer wall of the inner pipe 4 and the inner wall of the outer pipe 2 and reach the third slot 14. Advantageously, to prevent gas leakage at the third slot 14 and to guarantee the tightness of the coupling, which is entirely covered by the clamping collar 6, that is to say that the third slot 14 is located (entirely) in the clamping zone 5. Several types of clamps 6 may be considered to clamp (ie flatten) the outer pipe 2 against the inner pipe 4. According to a simple embodiment of the collar 6, it comprises an open loop 7 with two free ends 8 extending towards the outside of the loop 7, in a rather radial direction. The collar 6 further comprises a screw-nut assembly. The screw 9 passes through the free ends 8 and the screwing of the nut on the screw 9 makes it possible to bring the free ends 8 closer to each other. With reference to FIG. 3, during clamping of the collar 6, the end portions 12a and 14b of the second and third slots 12, 14 deform downwardly by driving the pusher portion 13 which then crushes the median region 10i of the first slot 10. Thanks to the invention, the clamping forces are concentrated on a limited region (the median region 10i) of the slot 10, which, moreover, is chosen to be easily deformable. Thus, the slot 10 crushes easily when clamping the collar 6.

Claims

1. Pipe locally deformable by a clamp (6) surrounding a portion thereof, this portion forming a clamping zone (5), said pipe (2) having a first axial slot (10) located in said zone of clamping and a second axial slot (12) offset axially and angularly with respect to the first slot (10), so as to be angularly overlapped with a first region (10a) of the first slot, characterized in that it comprises a third axial slot (14) located substantially in axial alignment with the second slot (12), in angular overlap with a second region (10b) of the first slot.

2. Pipe according to claim 1, characterized in that the second and third slots (12, 14) define between them a portion of pipe (13) which is angularly overlapping with a median region (10i) of the first slot.

3. Pipe according to claim 1 or 2, characterized in that the axial length (d) of the pipe portion (13) delimited by the second and third slots is greater than or equal to the distance (d '), measured according to the periphery. pipe, separating the first slot (10) from the second slot (12), or the third (14).

4. Pipe according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the second slot (12) opens at the end of the pipe (2).

5. Pipe according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the third slot (14) extends axially beyond the first slot (10).

6. Pipe according to claim 5, characterized in that at least half the axial length of the third slot (14) extends axially beyond the first slot (10).

7. Pipe according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the third slot (14) is in the clamping zone (5) of the collar (6).

8. Pipe according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it has two series of slots each comprising the three slots (10, 12, 14) above, these series respectively being located on two opposite sides of the pipe (2). i0

9. Hose connection, comprising an inner pipe (4) and an outer pipe (2) engaged one at the other at their ends on a covering zone (3), and a clamping collar (6) placed around it external pipe, in the overlap area, adapted to clamp the outer pipe against the inner pipe, characterized in that the outer pipe (2) is a pipe according to any one of the preceding claims.

A pipe coupling according to claim 9, characterized in that said clamp (6) comprises an open loop (7), with two free ends (8), a nut and a screw (9) passing through said free ends , screwing the nut on the screw to bring the free ends to one another.5