FR2911945A1

FR2911945A1 - Protective sheath for e.g. tubular shaped petrol feed pipe, of motor vehicle, has annular section including starred section with support parts that are provided to be in contact with cylindrical outer surface of feed pipe to be protected

Info

Publication number: FR2911945A1
Application number: FR0700519A
Authority: FR
Inventors: Joel Possamai
Original assignee: MGI Coutier SA
Current assignee: Akwel SA
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-08-01
Anticipated expiration: 2027-01-25
Also published as: FR2911945B1

Abstract

The sheath (2) has an annular section including a starred section (4) with a set of contact zones or points (5) that is provided in contact with a cylindrical outer surface (10) of a tubular shaped fluid e.g. petrol, feed pipe (7) to be protected, where the sheath is made of a thermoplastic-elastomer i.e. plastified PVC, and is enclosed with loads. The pipe has an inner layer (8) that is covered by a layer (9), where the layers of the pipe are made of polymetre and thermoplastic polyurethane, respectively.

Description

La présente invention concerne, de façon générale, le domaine desThe present invention relates, in a general manner, to the field of

canalisations pour le transport de fluide, par exemple pour le transport du carburant dans les véhicules automobiles à moteur thermique. Cette invention se rapporte, plus particulièrement, à une gaine de protection pour une telle canalisation de transport de fluide. Elle vise aussi le produit composé, constitué par une telle canalisation de transport de fluide et par sa gaine de protection. D'une manière générale, les canalisations de transport de fluide doivent être réalisées en tenant compte de contraintes variées, notamment de type physico-chimique, thermique et 'mécanique. En prenant ici pour exemple illustratif les canalisations automobiles, en particulier les canalisations de transport de carburant, ces contraintes sont principalement les suivantes : En premier lieu, il importe que la canalisation soit compatible, d'un point de vue physico-chimique, avec le fluide à transporter, en particulier du carburant tel qu'essence ou gazole. pipelines for the transport of fluid, for example for transporting fuel in motor vehicles with a combustion engine. This invention relates, more particularly, to a protective sheath for such a fluid transport pipe. It also relates to the composite product consisting of such a fluid transport pipe and its protective sheath. In general, the fluid transport pipes must be made taking into account various constraints, including physicochemical, thermal and mechanical. Taking here as an illustrative example the automobile pipelines, in particular fuel transport pipelines, these constraints are mainly the following: First, it is important that the pipeline is compatible, from a physico-chemical point of view, with the fluid to be transported, in particular fuel such as gasoline or diesel.

La canalisation est en outre exposée au dégagement de chaleur du moteur du véhicule, ou d'autres organes très chauds associés à ce moteur, et ainsi elle doit résister à des températures atteignant 125 à 150 C, voire 175 C. En raison de l'architecture très encombrée des motorisations actuelles, il existe aussi des contraintes de contact des canalisations entre elles ou entre une canalisation et des organes du moteur tels qu'un couvre-culasse ou un radiateur. En fonctionnement, les vibrations du moteur sont transmises, par l'intermédiaire de ces organes, aux canalisations qui se trouvent ainsi soumises à un risque d'abrasion auxquelles elles doivent également résister. The pipe is further exposed to the heat of the vehicle engine, or other hot organs associated with the engine, and so it must withstand temperatures of 125 to 150 C or 175 C. Due to the very crowded architecture of the current engines, there are also constraints of the pipes between them or between a pipe and engine parts such as a cylinder head cover or a radiator. In operation, the vibrations of the motor are transmitted via these organs to the pipes which are thus subject to a risk of abrasion which they must also resist.

Les canalisations sont aussi soumises à des chocs de violence variable, qui peuvent être des chocs de faible énergie tels que ceux résultant d'une projection de gravillons, ou des chocs très violents tels que ceux résultant d'un phénomène d'impact lors d'un accident subi par le véhicule. II existe aussi des contraintes réglementaires, à caractère officiel ou propres à certains constructeurs automobiles, telles que l'interdiction d'incorporation de métaux lourds, ou la proscription d'autres produits afin de faciliter le recyclage. Des exigences complémentaires également rencontrées sont : la tenue au feu, la tenue au contact extérieur avec divers fluides (carburant, liquide de refroidissement, liquide de frein, liquide de lave-vitre,....), la tenue à l'humidité, la résistance à la corrosion notamment par le brouillard salin, et enfin la tenue aux débattements, c'est-à-dire aux déplacements potentiels de la canalisation et de sa protection sous l'effet des vibrations du moteur et des chocs. Au regard des contraintes principales, réglementaires et complémentaires exposées ci-dessus, les fournisseurs de canalisations de transport de fluide pour véhicules automobiles sont très souvent amenés à protéger de telles canalisations, de façon localisée ou sur toute leur longueur. En particulier, pour assurer une protection en cas de chocs très violents, typiquement les phénomènes d'impact observés en cas d'accidents comme évoqué plus haut, la solution actuellement la plus couramment utilisée consiste à prévoir des parties de canalisation en acier dans les zones critiques. L'ajout de telles parties métalliques crée une contrainte supplémentaire, vis-à-vis de canalisations qui sont réalisées actuellement essentiellement en matière plastique. The pipes are also subject to shocks of variable violence, which can be low energy shocks such as those resulting from a projection of gravel, or very violent shocks such as those resulting from an impact phenomenon during an accident to the vehicle. There are also regulatory constraints, official or specific to some car manufacturers, such as the prohibition of incorporation of heavy metals, or the proscription of other products to facilitate recycling. Additional requirements also encountered are: resistance to fire, resistance to external contact with various fluids (fuel, coolant, brake fluid, washer fluid, ....), resistance to moisture, resistance to corrosion including salt spray, and finally the resistance to deflections, that is to say the potential displacement of the pipe and its protection under the effect of engine vibration and shocks. In view of the main, regulatory and complementary constraints set out above, suppliers of motor vehicle fluid transport pipelines are very often required to protect such pipelines, in a localized manner or over their entire length. In particular, to provide protection in the event of very violent shocks, typically the impact phenomena observed in the event of accidents as mentioned above, the solution currently most commonly used consists in providing portions of steel pipe in the zones criticism. The addition of such metal parts creates an additional constraint, vis-à-vis pipes that are currently made essentially plastic.

La présente invention vise à fournir un moyen simple, économique et efficace, non métallique, capable d'assurer la protection locale ou continue de canalisations de transport de fluide, notamment pour conférer à de telles canalisations des qualités de résistance aux chocs les plus violents, dans la mesure où la canalisation elle-même est déjà conçue pour tenir compte des autres contraintes. A cet effet, l'invention a pour objet une gaine de protection pour canalisation de transport de fluide, par exemple pour le transport de carburant pour véhicule automobile, cette gaine de protection étant essentiellement caractérisée par le fait que, étant conçue pour être placée autour d'une canalisation à protéger, elle est réalisée en thermoplastique élastomère, et possède une section de forme générale annulaire avec, intérieurement, des points ou zones de contact avec la surface extérieure de canalisation à protéger. Ainsi, l'idée inventive consiste à réaliser une gaine de protection en matière thermoplastique, notamment en polychlorure de vinyle (PVC) plastifié, qui est rapportée et notamment enfilée sur la canalisation à protéger. Cette gaine de protection peut notamment posséder, intérieurement, un profil de type étoilé avec une pluralité de parties d'appui saillant intérieurement et venant, en utilisation, en contact avec la surface extérieure de la canalisation, ces parties d'appui étant séparées par des dégagements en forme de lobes. Une épaisseur suffisante, typiquement de plusieurs millimètres, est donnée à la gaine de protection pour assurer sa propre tenue et son efficacité au sens de la protection contre les chocs. Par "gaine" on entend ici soit un élément continu de longueur indéfinie, soit un élément de longueur limitée du genre manchon, soit encore un élément court du genre bague. Dans tous les cas, la gaine de protection peut être obtenue par extrusion grâce à une filière étoilée, puis par tronçonnage à la longueur souhaitée. La mise en place de cette gaine autour de la canalisation à protéger est réalisable aisément, de façon manuelle ou automatisée, en enfilant simplement la gaine autour de la canalisation. La gaine de protection se trouvera ainsi maintenue en place autour de la canalisation, par le contact des parties d'appui, sans couche ou matière de liaison intermédiaire. Les dégagements en forme de lobes facilitent l'enfilement de la gaine de protection sur la canalisation, et ils contribuent aussi à l'absorption de l'énergie des chocs. The present invention aims to provide a simple, economical and effective, non-metallic, capable of providing local or continuous protection of fluid transport pipes, in particular to give such pipes the most violent impact resistance qualities, insofar as the pipeline itself is already designed to take other constraints into account. For this purpose, the subject of the invention is a protective sheath for a fluid transport pipeline, for example for the transport of fuel for a motor vehicle, this protective sheath being essentially characterized by the fact that, being designed to be placed around of a pipe to be protected, it is made of elastomer thermoplastic, and has a generally annular section with internally points or areas of contact with the outer surface of the pipe to be protected. Thus, the inventive idea is to make a protective sheath of thermoplastic material, especially plasticized polyvinyl chloride (PVC), which is reported and in particular strung on the pipe to be protected. This protective sheath may in particular have, internally, a star-shaped profile with a plurality of bearing parts protruding internally and coming, in use, in contact with the outer surface of the pipe, these bearing portions being separated by clearances in the form of lobes. A sufficient thickness, typically several millimeters, is given to the protective sheath to ensure its own strength and effectiveness in the sense of protection against shocks. By "sheath" is meant here either a continuous element of indefinite length, a member of limited length of the sleeve type, or a short element of the kind ring. In all cases, the protective sheath can be obtained by extrusion through a starry die, then by cutting to the desired length. The implementation of this sheath around the pipeline to be protected is easily achievable, manually or automated, simply threading the sheath around the pipe. The protective sheath will thus be held in place around the pipe, by contact of the bearing parts, without layer or intermediate connecting material. The lobe-shaped clearances facilitate the donning of the protective sheath on the pipe, and they also contribute to the absorption of shock energy.

Sans changer sa nature chimique principale, cette gaine de protection peut encore renfermer des charges, par exemple pour améliorer sa tenue au feu ou à l'abrasion. L'invention a aussi pour objet une canalisation protégée contre les chocs pour le transport de fluide, par exemple une canalisation de transport de carburant pour véhicule automobile, la canalisation proprement dite comprenant au moins une première couche interne revêtue d'une deuxième couche, la première couche étant réalisée en particulier en au moins un polymère compatible avec le transport de fluide chaud et la deuxième couche étant réalisée avantageusement en polyuréthane thermoplastique (TPU), cette deuxième couche étant elle-même entourée par une gaine de protection, notamment en polychlorure de vinyle. (PVC), telle que précédemment définie. On obtient ainsi, en particulier, une canalisation de carburant comprenant au moins deux couches superposées et une gaine de protection rapportée, cette canalisation étant par sa couche interne compatible avec la nature du carburant ou autre fluide à transporter, étant protégée déjà à un premier niveau (chocs de faible énergie) par la couche de recouvrement, et étant de surcroît efficacement protégée vis-à-vis des chocs de forte énergie par la gaine rapportée. On notera ici les performances particulièrement remarquables, du point de vue de la résistance aux chocs, résultant de la combinaison de la couche de revêtement en polyuréthane thermoplastique (TPU) et de la gaine de protection en polychlorure de vinyle (PVC) plastifiée. L'invention sera de toute façon bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, des formes d'exécution de cette gaine de protection et d'une canalisation de transport de fluide incorporant ladite gaine. Figure 1 est une vue en perspective d'une gaine de protection conforme à la présente invention, avec indication sommaire d'une canalisation entourée par cette gaine ; Figure 2 est une vue en coupe transversale de l'ensemble constitué par la canalisation et sa gaine de protection. La gaine de protection, désignée par le repère 2 et visible notamment sur la figure 1, est une gaine extrudée en polychlorure de vinyle (PVC) plastifié. Cette gaine 2 possède une section de forme générale annulaire, délimitée extérieurement par un contour circulaire 3, et présentant intérieurement un profil étoilé 4, avec une succession de parties d'appui 5, par exemple six ou huit parties de ce genre, régulièrement espacées angulairement et saillant vers l'intérieur. Chaque partie d'appui 5 peut présenter un profil arrondi (figure 1) ou formant une pointe (figure 2). Without changing its main chemical nature, this protective sheath can still contain charges, for example to improve its resistance to fire or abrasion. The subject of the invention is also a line protected against shocks for the transport of fluid, for example a fuel transport pipe for a motor vehicle, the pipe itself comprising at least a first inner layer coated with a second layer, the first layer being made in particular of at least one polymer compatible with the hot fluid transport and the second layer being advantageously made of thermoplastic polyurethane (TPU), this second layer being itself surrounded by a protective sheath, in particular polyvinyl chloride, vinyl. (PVC) as previously defined. Thus, in particular, a fuel pipe comprising at least two superimposed layers and a protective sheath reported, this pipe being by its inner layer compatible with the nature of the fuel or other fluid to be transported, being protected already at a first level (low energy shocks) by the cover layer, and is also effectively protected vis-à-vis the high energy shocks by the reported sheath. It will be noted here the particularly remarkable performance, from the point of view of impact resistance, resulting from the combination of the thermoplastic polyurethane (TPU) coating layer and the plasticized polyvinyl chloride (PVC) protective sheath. The invention will in any case be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing showing, by way of examples, embodiments of this protective sheath and a transport pipe. fluid incorporating said sheath. Figure 1 is a perspective view of a protective sheath according to the present invention, with a summary indication of a pipe surrounded by this sheath; Figure 2 is a cross-sectional view of the assembly constituted by the pipe and its protective sheath. The protective sheath, designated by the reference 2 and visible in particular in Figure 1, is an extruded sheath of plasticized polyvinyl chloride (PVC). This sheath 2 has a section of generally annular shape, delimited externally by a circular contour 3, and internally having a star-shaped profile 4, with a succession of support portions 5, for example six or eight parts of this kind, regularly spaced angularly. and protruding inwards. Each bearing portion 5 may have a rounded profile (Figure 1) or forming a tip (Figure 2).

Les parties d'appui 5 sont séparées les unes des autres par des dégagements du genre lobes 6. Comme l'illustre la figure 1, la gaine 2 forme un élément protecteur du genre manchon, placé autour d'une canalisation 7 de transport de fluide. La canalisation 7, de forme tubulaire, cornprend comme montré sur la figure 2 une première couche interne 8 qui est revêtue d'une deuxième couche 9. La première couche 8 est notamment une couche de polyamide, compatible avec le transport de fluide chaud. La deuxième couche 9 est réalisée en polyuréthane thermoplastique (TPU), éventuellement translucide. La gaine 2 entre en contact avec la surface extérieure cylindrique 10 de la canalisation 6, plus particulièrement de la deuxième couche 9 de cette canalisation 7 par ses parties d'appui 5, et elle forme ainsi une troisième couche à fonction protectrice. D'une manière non représentée mais aisément concevable, la canalisation 7 peut encore posséder, à l'intérieur de la première couche 8, une quatrième couche réalisée notamment en polyamide rendu électriquement conducteur par l'ajout de charges à base de carbone, pour éviter tout problème dû à une accumulation de charges électrique. D'une manière également non représentée, la deuxième couche 9 de la canalisation 7 peut inclure un treillis de renfort, notamment en aramide, noyé dans cette couche. Celle-ci adhère directement à la première couche interne 8, sans couche de liaison intermédiaire. Quant à la gaine de protection 2, constituant ici la troisième couche, celle-ci peut aussi renfermer des charges, par exemple pour améliorer sa tenue au feu ou à l'abrasion. The bearing portions 5 are separated from each other by lobes 6 like clearances. As illustrated in Figure 1, the sheath 2 forms a protective element of the sleeve type, placed around a pipe 7 of fluid transport . The pipe 7, of tubular shape, comprises as shown in Figure 2 a first inner layer 8 which is coated with a second layer 9. The first layer 8 is in particular a polyamide layer, compatible with the hot fluid transport. The second layer 9 is made of thermoplastic polyurethane (TPU), optionally translucent. The sheath 2 comes into contact with the cylindrical outer surface 10 of the pipe 6, more particularly the second layer 9 of this pipe 7 by its bearing portions 5, and thus forms a third layer with a protective function. In a manner not shown but easily conceivable, the pipe 7 may also have, inside the first layer 8, a fourth layer made in particular of polyamide made electrically conductive by the addition of carbon-based charges, to avoid any problem due to an accumulation of electrical charges. Also not shown, the second layer 9 of the pipe 7 may include a reinforcement mesh, including aramid, embedded in this layer. This adheres directly to the first inner layer 8 without intermediate bonding layer. As for the protective sheath 2, here constituting the third layer, it can also contain charges, for example to improve its resistance to fire or abrasion.

A titre d'exemple, le dimensionnement de la canalisation 7 et de sa gaine de protection 2 peut être le suivant : - La première couche intérieure 8 de la canalisation 7 possède une épaisseur el comprise entre 0,9 et 2,0 mm, - La deuxième couche 9 de la canalisation 7 possède une 15 épaisseur e2 comprise entre 0,2 et 4,0 mm, de préférence une épaisseur de 1 mm pour un diamètre intérieur (de la canalisation) de 6 mm. - La gaine de protection 2, qui constitue la troisième couche, possède une épaisseur maximale E (mesurée au droit d'une partie d'appui 5) pouvant varier entre 3 et 9 mm, de préférence une épaisseur de 5 mm pour un 20 diamètre intérieur (de la canalisation) de 6 mm. Des essais effectués par le déposant, avec une canalisation 7 et une gaine de protection 2 possédant les dimensions préférentielles indiquées ci-dessus, ont conduit aux résultats suivants : Les essais ont été effectués à l'aide d'une certaine masse, plus 25 particulièrement un mobile de choc présentant un biseau d'angle égal à 60 avec un rayon de l mm sur la tranche, qui tombe d'une hauteur de 1 mètre sur la canalisation testée, et ils permettent de définir une énergie de "non casse" qui est l'énergie maximale de choc qui ne perce pas la canalisation. L'énergie de non-casse pour un tube d'un diamètre extérieur de 30 8 mm et d'une épaisseur de 1 mm, formé par la seule couche interne 8 (sans la deuxième couche) était seulement de 4 joules. L'énergie de non-casse pour la canalisation proprement dite 7, c'est-à-dire l'ensemble formé par la première couche interne 8 et par la deuxième couche 9, atteignait 11 joules au minimum. For example, the dimensioning of the pipe 7 and its protective sheath 2 may be as follows: the first inner layer 8 of the pipe 7 has a thickness e1 of between 0.9 and 2.0 mm; The second layer 9 of the pipe 7 has a thickness e2 of between 0.2 and 4.0 mm, preferably a thickness of 1 mm for an inside diameter (of the pipe) of 6 mm. - The protective sheath 2, which constitutes the third layer, has a maximum thickness E (measured at the right of a bearing portion 5) which can vary between 3 and 9 mm, preferably a thickness of 5 mm for a diameter. inside (of the pipe) of 6 mm. Tests carried out by the applicant, with a pipe 7 and a protective sheath 2 having the preferred dimensions indicated above, led to the following results: The tests were carried out using a certain mass, more particularly a shock mobile having an angle bevel equal to 60 with a radius of 1 mm on the wafer, which falls from a height of 1 meter on the pipe tested, and they allow to define an energy of "no casse" which is the maximum shock energy that does not pierce the pipe. The non-breakage energy for a tube with an outside diameter of 8 mm and a thickness of 1 mm, formed by the only inner layer 8 (without the second layer) was only 4 joules. The non-breaking energy for the actual pipe 7, that is to say the assembly formed by the first inner layer 8 and the second layer 9, reached a minimum of 11 joules.

35 L'énergie de non-casse pour la même canalisation 7 recouverte de la gaine de protection 2 était de 26;,5 joules au minimum. On apprécie ainsi l'amélioration de la résistance aux chocs apportée par l'ajout de la gaine de protection 2 sur la canalisation 7. A titre comparatif, l'énergie mise en jeu pour écraser un tube en acier d'un diamètre extérieur de 8 mm et d'une épaisseur de 1 mm, utilisé pour le transport de carburant, est de 24 joules. Cette valeur est une référence significative pour le type d'essai réalisé, car elle fixe le niveau d'impact à partir duquel la canalisation en acier devient non fonctionnelle, c'est-à-dire ne permet plus la circulation du fluide à transporter. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de la gaine de protection et de la canalisation de transport de fluide qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - en modifiant les formes de détail de la gaine de protection, en particulier le nombre et la forme des parties intérieures du genre lobes ; - en adaptant les dimensions de cette gaine de protection, en particulier sa longueur, une gaine plus courte du genre bague étant ainsi envisageable ; - en réalisant cette gaine de protection en toute matière thermoplastique élastomère équivalente au polychlorure de vinyle (PVC) ; - en effectuant la mise en place de la gaine de protection autour de la canalisation par tout procédé approprié y compris le cas échéant par co-extrusion; - en montant cette gaine de protection sur des canalisations pouvant posséder toutes structures et compositions, par exemple une canalisation dont la couche extérieure est réalisée en alliage de type PP-EPDM en lieu et place du polyuréthane thermoplastique (TPU); - en destinant cette gaine à la protection de canalisations destinées au transport de tous fluides, liquides ou gazeux, qu'il s'agisse de carburant ou analogues (essence, gazole, vapeurs ou gaz de combustion recyclés) ou d'autres types de fluides.The non-breaking energy for the same line 7 covered with the protective sheath 2 was at least 26 joules. It is thus preferred to improve the impact resistance provided by the addition of the protective sheath 2 to the pipe 7. For comparison, the energy used to crush a steel tube with an outside diameter of 8 mm and a thickness of 1 mm, used for the transport of fuel, is 24 joules. This value is a significant reference for the type of test performed, because it sets the level of impact from which the steel pipe becomes non-functional, that is to say no longer allows the circulation of the fluid to be transported. It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments of the protective sheath and the fluid transport pipe which have been described above, by way of examples; it embraces, on the contrary, all variants of implementation and application respecting the same principle. Thus, in particular, one would not depart from the scope of the invention: - by modifying the forms of detail of the protective sheath, in particular the number and shape of the inner parts of the lobes; - By adapting the dimensions of this protective sheath, in particular its length, a shorter sheath of the kind ring is thus possible; by making this protective sheath of any thermoplastic elastomer material equivalent to polyvinyl chloride (PVC); - carrying out the installation of the protective sheath around the pipe by any appropriate method, including if necessary by coextrusion; - By mounting this protective sheath on pipes that may have any structures and compositions, for example a pipe whose outer layer is made of PP-EPDM type alloy instead of thermoplastic polyurethane (TPU); - by destining this sheath to the protection of pipelines intended for the transport of all fluids, liquid or gaseous, whether of fuel or the like (petrol, diesel, recycled vapors or gases of combustion) or other types of fluids .

Claims

Protective sheath (2) for a fluid transport pipe, for example for transporting fuel for a motor vehicle, characterized in that, being designed to be placed around a pipe (7) to be protected, this sheath ( 2) is made of elastomer thermoplastic, and has a section of generally annular shape with internally points or areas (5) of contact with the outer surface (10) of the pipe (7) to be protected.

2. protective sheath according to claim 1, characterized in that it is made of plasticized polyvinyl chloride (PVC).

Protective sheath according to claim 1 or 2, characterized in that it has, internally, a star-shaped profile (4) with a plurality of bearing parts (5) projecting internally and coming, in use, in contact with the outer surface (10) of the pipe (7), these bearing portions (5) being separated by lobe-shaped recesses (6).

4. protective sheath according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it contains charges, for example to improve its resistance to fire or abrasion.

5. Protected ducting against shocks for the transport of fluid, for example a motor vehicle fuel transport pipe, the pipe (7) itself comprising at least a first inner layer (8) coated with a second layer (9) , the first layer (8) being made in particular of at least one compatible with the hot fluid transport polymer and the second layer (9) being advantageously made of thermoplastic polyurethane (TPU), this second layer (9) being itself surrounded by a protective sheath (2), in particular of polyvinyl chloride (PVC), according to any one of claims 1 to 4.