FR2970759A1

FR2970759A1 - Systeme de fixation de canalisations de transfert de fluide

Info

Publication number: FR2970759A1
Application number: FR1150597A
Authority: FR
Inventors: Peter Faulstroh
Original assignee: MGI Coutier SA
Current assignee: Akwel SA
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-07-27
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: CN102620058B; FR2970759B1; CN102620058A

Abstract

L'invention concerne la fixation de canalisations au moyen d'agrafes ou de supports analogues. On prévoit sur la canalisation (2) à fixer, pour la ou chaque zone d'agrafage, un tronçon (9) dans lequel le diamètre de la canalisation est réduit localement par rapport au diamètre courant (D) de cette canalisation, l'agrafe (3) étant mise en place autour du tronçon (9) de diamètre réduit. En particulier, dans le cas d'une canalisation (2) constituée par un tube en matière thermoplastique ou pourvu d'un revêtement thermoplastique, le tronçon (9) de diamètre réduit est obtenu par thermoformage. Application à la fixation de canalisations installées dans des véhicules automobiles pour le transfert de carburant, d'huile ou d'air.

Description

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, aux canalisations utilisées pour le transfert de fluides, par exemple des canalisations installées dans des véhicules automobiles pour le transfert de carburant, d'huile ou d'air. Cette invention s'intéresse, plus particulièrement, au formage de telles canalisations en vue de leur fixation sur une structure porteuse au moyen d'agrafes ou de supports analogues. Encore plus particulièrement, mais non exclusivement, l'invention s'applique à des canalisations constituées par des tubes réalisés en matière thermoplastique ou du moins pourvus d'un revêtement de protection en matière thermoplastique.

Les canalisations utilisées pour le transfert de fluides, notamment dans des véhicules automobiles, doivent être solidement maintenues en place, au moyen d'agrafes ou de supports analogues occupant des positions précises relativement aux canalisations. La fixation correcte de telles canalisations nécessite, en particulier, que ces agrafes ou autres supports soient positionnés de manière axiale relativement auxdites canalisations. Plusieurs solutions sont actuellement connues, pour la liaison entre des agrafes de fixation et une canalisation ou un tube à fixer. Une première solution consiste en l'utilisation d'agrafes dites « autobloquantes », qui se referment en exerçant un effort de compression sur la surface externe du tube. Néanmoins, cette solution présente de grandes variations dans la force de maintien exercée par les agrafes, compte tenu de la variabilité du diamètre du tube et de la variabilité des caractéristiques de l'agrafe elle-même. En outre, cette solution ne permet pas, par elle-même, de localiser à l'avance une position d'agrafage, par exemple d'identifier une zone de positionnement d'agrafes pré-montées sur des véhicules. Les zones d'agrafage nécessiteraient donc une identification spécifique. Une autre solution consiste à réaliser des bulbes sur le tube, de part et d'autre de la position prévue pour l'agrafe. Les bourrelets annulaires, formés par ces bulbes, empêchent l'agrafe de glisser le long du tube.

Toutefois, la réalisation de tels bulbes constitue une opération de formage risquée pour le tube à fixer, notamment dans le cas d'un tube multicouches comprenant une couche barrière ou du moins une couche assurant une faible perméabilité de la canalisation, qui est en général une couche assez fragile. Cette solution doit donc être réservée à certaines combinaisons de matières et de dimensions des tubes.

Une dernière solution consiste à utiliser des gaines de protection locales, deux gaines étant positionnées autour du tube de part et d'autre de l'agrafe, pour arrêter cette agrafe en translation. Une telle solution présente l'inconvénient de nécessiter des composants supplémentaires, et des étapes d'assemblage supplémentaires pour mettre en place les gaines. Les deux dernières solutions, nécessitant des opérations supplémentaires, impliquent des temps de cycle supplémentaires et par conséquent des coûts accrus. Une autre problématique, rencontrée en cas d'utilisation de tubes pourvus d'un revêtement de protection mécanique ou thermique, ou de tubes d'épaisseur augmentée afin d'en accroître les qualités mécaniques, est l'augmentation de diamètre extérieur de ces tubes qui rend nécessaire le recours à des agrafes de fixation de conception spécifique, non standardisée. La présente invention vise à éliminer les inconvénients des diverses solutions actuelles, et elle a donc pour but de fournir, pour la fixation de canalisations y compris les tubes pourvus d'un revêtement de protection, une solution simple et économique, permettant une localisation très précise de la zone d'agrafage, tout en assurant l'intégrité du circuit de transfert de fluide auquel appartient la canalisation considérée.

A cet effet, l'invention a principalement pour objet un système de fixation de canalisations de transfert de fluides, au moyen d'agrafes ou de supports analogues à mettre en place dans des zones d'agrafage prédéfinies, le système consistant à prévoir sur la canalisation à fixer, pour la ou chaque zone d'agrafage, un tronçon dans lequel le diamètre de la canalisation est réduit localement par rapport au diamètre courant de cette canalisation, l'agrafe ou support analogue étant mis en place autour du tronçon de diamètre réduit. Un tel système de fixation présente des avantages nombreux et importants : - Le tronçon de tube, de diamètre réduit, est délimité par deux épaulements annulaires opposés, espacés axialement d'une distance sensiblement égale à la dimension axiale de l'agrafe, qui assurent ainsi une fonction d'arrêt en translation de l'agrafe, d'une manière bidirectionnelle, ce qui réalise un positionnement axial précis de l'agrafe, empêchant son glissement relativement au tube. - De plus, ce tronçon de diamètre réduit assure par lui-même une identification visuelle et tactile efficace de la zone dans laquelle l'agrafe doit être positionnée, un marquage en couleur de la zone d'agrafage pouvant le cas échéant contribuer encore à une meilleure identification visuelle de cette zone. L'identification tactile est utile par exemple dans le cas d'un agrafage effectué « en aveugle » sur un véhicule. - Le principe d'une zone d'agrafage de diamètre réduit permet, même dans le cas d'un tube pourvu d'un revêtement de protection ou d'un tube d'épaisseur augmentée, l'utilisation d'agrafes standard, le diamètre courant extérieur d'un tube recouvert ou d'un tube comportant une épaisseur augmentée étant ramené localement à un diamètre de base d'un tube sans revêtement de protection ou d'un tube sans surépaisseur. L'effort de montage d'une agrafe se trouve ainsi ramené, lui aussi, à la valeur requise pour un tube non recouvert ou pour un tube de dimension standard. Dans certaines configurations, l'invention permet même de sécuriser entièrement la zone d'agrafage, le diamètre extérieur de la canalisation en dehors de la zone déformée étant trop important pour parvenir à engager l'agrafe, ce qui ne peut être obtenu par exemple dans le cas d'un tube avec bourrelets mas sans réduction de diamètre. - Dans la mesure où la canalisation complète ou son revêtement sont réalisés dans une matière thermoplastique ou thermoplastique élastomère, le ou les tronçons de diamètre réduits peuvent être obtenus de manière simple, précise et économique par une opération de formage à chaud, d ite « thermoformage ». Il peut s'agir d'une opération spécifique de déformation, ne concernant que la ou les zones d'assemblage de la canalisation, ou au contraire d'une opération de déformation réalisée simultanément au formage du parcours de la canalisation. Dans ce dernier cas, on obtient une localisation très précise de la zone d'agrafage, par rapport aux autres singularités de la canalisation telles que ses coudes ou ses extrémités. De plus, il est fait l'économie d'une opération supplémentaire dans le cycle de fabrication de la canalisation.

En liaison avec ce qui précède, la présente invention a aussi pour objet un procédé pour la fixation de canalisations de transfert de fluides, au moyen d'agrafes ou de supports analogues à mettre en place dans des zones d'agrafage prédéfinies, le procédé consistant essentiellement : - à prévoir une canalisation constituée par un tube réalisé en 35 matière thermoplastique ou pourvu d'un revêtement de protection en matière thermoplastique ou thermoplastique élastomère; - à réaliser par thermoformage, dans la ou chaque zone d'agrafage de la canalisation, un tronçon de diamètre réduit ; - à mettre en place une agrafe ou un support analogue autour du tube, dans la ou chaque zone d'agrafage constituée par un tronçon de 5 diamètre réduit. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, et en particulier pour la réalisation du ou de chaque tronçon de diamètre réduit, on prévoit le chauffage du tube provoquant son ramollissement, et la déformation radiale du tube ramolli par le rapprochement et le serrage d'au moins deux coquilles de 10 formage aptes à enserrer le tube, puis le refroidissement du tube lui permettant de conserver la restriction radiale imprimée au moyen des coquilles de formage. Le serrage des coquilles de formage peut être exercé pendant toute la phase de chauffage du tube ou seulement sur une partie de la phase de chauffage du tube, en attendant dans ce dernier cas un certain état de 15 ramollissement de la matière avant d'exercer ce serrage. De préférence, les coquilles de formage sont aussi maintenues en position rapprochée pendant la phase de refroidissement, de manière à figer la déformation radiale du tube. La gestion du serrage des coquilles sera adaptée en fonction des matières constitutives et des dimensions du tube concerné. 20 La conception des coquilles de formage est étudiée de telle sorte que tout pincement du tube ou autre dégradation de ce tube soit évité, lors de l'opération de formage réalisée par serrage desdites coquilles. Ceci implique, notamment, l'utilisation de plusieurs paires accolées ou groupes accolés de coquilles de formage, les plans de joint des coquilles de formage appartenant à 25 des paires ou groupes adjacents se trouvant de préférence décalés, de manière à empêcher que le tube soit pincé lors de sa déformation radiale. De plus, la conception et l'orientation des coquilles de formage seront avantageusement étudiées de manière à minimiser le bourrelet de matière se formant au niveau du plan de joint des coquilles et à positionner ce bourrelet, 30 dans la mesure du possible, dans une zone peu ou non fonctionnelle de l'agrafe. Le procédé, défini ci-dessus, est applicable notamment, mais non exclusivement, à la fixation d'une canalisation pourvue d'un revêtement en polyuréthane thermoplastique, telle que décrite dans le brevet FR 2 911 380 au 35 nom du Demandeur, un tel matériau de recouvrement pouvant être aisément déformé et thermoformé, et la déformation étant optimisée par l'adhésion naturelle entre la couche interne et son recouvrement en polyuréthane, adhésion qui peut être encore augmentée par le procédé d'extrusion mis en oeuvre pour la fabrication de la canalisation. De plus, ce matériau absorbe aisément la déformation imprimée extérieurement par les coquilles de formage, si bien que la déformation réalisée sur la couche interne a alors un profil beaucoup plus adouci que celle réalisée à l'extérieur. L'intégrité et les autres qualités structurelles et fonctionnelles du circuit de transfert de fluide interne sont ainsi préservées, en particulier le changement de section interne se fait de manière progressive et reste assez limité de sorte qu'il provoque une perte de charge faible (typiquement inférieure à celle générée par les raccords présents sur le circuit), tandis que la déformation extérieure est suffisamment marquée pour réaliser un arrêt en translation efficace de l'agrafe. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme de réalisation de ce système de fixation de canalisations de transfert de fluides, et illustrant des modes de mise en oeuvre du procédé pour la fixation de canalisations par ce système : Figure 1 est une vue en perspective montant une portion de canalisation et son système de fixation conforme à la présente invention ; Figure 2 illustre, en perspective, la phase initiale du procédé de l'invention, avant déformation du tube ; Figure 3 illustre, en perspective, la phase suivante du procédé au cours de laquelle s'effectue la déformation du tube ; Figure 4 est une vue en coupe passant par l'axe de la portion de 25 tube en cours de déformation ; Figure 5 est une vue en perspective de cette portion de tube, après déformation ; Figure 6 est une vue en perspective montrant un ensemble de coquilles de formage utilisables dans la mise en oeuvre du procédé illustré par 30 les figures précédentes ; Figure 7 est une vue de face d'une variante des coquilles de 35 formage ; formage ; possible. Figure 8 est une vue de face d'une autre variante des coquilles de Figure 9 illustre schématiquement un autre mode de formage La figure 1 montre une portion rectiligne d'un tube 2, dans une zone de fixation de ce tube 2 au moyen d'une agrafe 3. D'une manière connue en soi, un exemple d'agrafe 3 comporte une embase 4 munie d'un filetage 5, et une pince élastique 6 de profil en « C » avec une entrée évasée 7, rattachée par une courte tige 8 à l'embase 4. Dans la zone d'agrafage, le diamètre du tube 2 est réduit, en comparaison avec le diamètre courant D de ce tube 2. Ainsi, le tube 2 comporte un tronçon 9 de diamètre réduit, délimité à ses extrémités par deux épaulements annulaires opposés 10 et 11 qui forment la transition avec les parties adjacentes 12 et 13 de diamètre courant D, situées de part et d'autre du tronçon 9 de diamètre réduit. Les deux épaulements annulaires 10 et 11 du tube 2 sont espacés axialement d'une distance L, sensiblement égale à la dimension axiale de la pince élastique 6 de l'agrafe 3. Ainsi la pince élastique 6, engagée autour du tronçon 9 de diamètre réduit du tube 2, se trouve arrêtée en translation axiale relativement à ce tube 2. Les figures 2 et suivantes illustrent le procédé d'obtention d'un tel tube 2 avec tronçon 9 de diamètre réduit, en particulier dans le cas d'un tube 2 en matière thermoplastique ou thermoplastique élastomère. Encore plus particulièrement, il peut s'agir d'un tube 2 qui comprend une couche interne 14 réalisée en au moins un polymère compatible avec un fluide chaud à véhiculer, et une couche externe 15 protectrice réalisée essentiellement en polyuréthane thermoplastique, tel que décrit dans le brevet FR 2 911 380 au nom du Demandeur.

Un tel tube 2, possédant initialement un diamètre D constant sur toute sa longueur, est amené dans un outillage de thermoformage représenté très schématiquement sur les figures 2 à 4, l'outillage se composant de deux mâchoires opposées 16 et 17 dans la représentation très schématisée de ces figures. Une fois engagé dans un tel outillage, ou juste avant d'y être introduit, le tube 2 est chauffé par exemple par passage de vapeur à l'intérieur de ce tube 2 ou par chauffage dans un four, à une température inférieure à la température de fusion de sa couche interne 14. Les mâchoires 16 et 17, initialement écartées l'une de l'autre et aussi espacées du tube 2 (figure 2), sont rapprochées l'une de l'autre selon les flèches F1 et sont serrées sur le tube 2 (figures 3 et 4), tandis que ce dernier est chauffé donc ramolli, pour déformer ce tube 2 et ainsi obtenir son tronçon 9 de diamètre réduit.

En fonction des matières de la couche interne 14 et de la couche externe 15 du tube 2, les mâchoires 16 et 17 sont serrées sur le tube 2 dès le début du chauffage de ce tube 2, ou après un certain temps qui aura permis aux matières constitutives du tube 2 de se ramollir déjà suffisamment.

Le tube 2 est ensuite refroidi, en maintenant les mâchoires 16 et 17 serrées sur ce tube 2 de manière à figer le tronçon 9 de diamètre réduit. Finalement, les mâchoires 16 et 17 sont écartées l'une de l'autre pour libérer le tube 2 refroidi et convenablement conformé, tel que visible sur la figure 5. Le processus d'obtention du tronçon 9 de diamètre réduit, décrit et illustré ici comme une opération isolée, peut être simultané à l'obtention d'un ou plusieurs autres tronçons similaires, pour un tube 2 comportant deux ou plusieurs zones d'agrafage. Ce procédé peut aussi comprendre la formation de tronçons de diamètre réduit à finalité autre, visant par exemple à diminuer localement le diamètre du tube pour minimiser les risques ou efforts de contact du tube avec des pièces environnantes, ou à permettre le montage et le positionnement d'une gaine de protection thermique ou mécanique, enfilée sur le tube et venant se loger au niveau du tronçon de diamètre réduit. Dans ce cas, la gaine est enfilée en extension ou à l'aide d'un passe-gaine sur le tube et elle reprend sa forme initiale, éventuellement en restant légèrement en extension pour améliorer sa tenue, au niveau du tronçon de diamètre réduit, qui remplit alors à la fois les rôles d'identification de la zone de gainage et d'arrêt en translation de la gaine. Par ailleurs, le processus d'obtention du ou des tronçons de diamètre réduit peut être simultané au formage de l'ensemble du parcours du tube, dans la mesure où ce tube ne possède pas un parcours rectiligne, ce qui évite des opérations supplémentaires ou des augmentations de temps de cycle. L'outillage de thermoformage, fortement schématisé sur les figures 2 à 4, peut comporter plusieurs paires accolées de coquilles 18, 19 et 20, comme le montre la figure 6, chaque paire se composant ici de deux coquilles dissymétriques, autrement dit des coquilles dont les plans de joint sont discontinus ou alternés, de manière à éviter le pincement du tube 2. Dans une variante illustrée par la figure 7, les deux coquilles d'une même paire, telles que les coquilles 18, sont au contraire symétriques. Dans une autre variante illustrée par la figure 8, les coquilles de formage ne sont pas associées par paires mais forment des groupes de plusieurs coquilles, par exemple des groupes de quatre coquilles 21 qui entourent le tube 2 en occupant chacune un secteur de 90°. Enfin, d'autres modes de formage du tube 2 sont possibles. Ainsi, la figure 9 illustre très schématiquement un mode opératoire qui consiste en l'utilisation d'un câble ou d'une sangle 22, formant une boucle qui, par l'effet d'une traction selon la flèche F2, est serrée autour du tube 2 suffisamment ramolli dans sa future zone d'agrafage. Comme il va de soi, et comme il résulte de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seuls modes de mise en oeuvre qui ont été décrits ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - En réalisant la canalisation en toute matière, sous forme de tube simple ou avec revêtement de protection ; - En utilisant tout moyen pour le chauffage du tube en vue de son ramollissement ; - En prévoyant des coquilles de formage avec des formes actives non pas circulaires mais ovales ou présentant des méplats, ce qui peut s'avérer intéressant pour certains types d'agrafes ; - En prévoyant sur les parties actives des coquilles de formage une géométrie particulière et/ou un état de surface notamment de rugosité élevée, générant sur le tronçon correspondant du tube des formes et/ou une rugosité de surface apte à augmenter la tenue d'une agrafe ou de tout autre élément, tel que gaine, positionné autour de ce tronçon de tube ; - En obtenant la déformation radiale du tube à l'aide de tout outillage ou moyen approprié ; - En adaptant la longueur des tronçons de tube de diamètre réduit pour recevoir des agrafes plus ou moins larges ; - En remplaçant les agrafes par tous supports analogues ; 30 - En prévoyant des zones d'agrafage plus ou moins nombreuses sur une même canalisation ; - En appliquant l'invention à des canalisations destinées au transfert de fluides de toute nature. 35

Claims

REVENDICATIONS1. Système de fixation de canalisations de transfert de fluides, au moyen d'agrafes ou de supports analogues à mettre en place dans des zones d'agrafage prédéfinies, caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir sur la canalisation (2) à fixer, pour la ou chaque zone d'agrafage, un tronçon (9) dans lequel le diamètre de la canalisation (2) est réduit localement par rapport au diamètre courant (D) de cette canalisation (2), l'agrafe (3) ou support analogue étant mis en place autour du tronçon (9) de diamètre réduit.
2. Système de fixation de canalisations selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tronçon (9) de diamètre réduit est délimité par deux épaulements annulaires (10, 11) opposés, espacés axialement d'une distance (L) sensiblement égale à la dimension axiale de l'agrafe (3), qui assurent ainsi l'arrêt en translation de l'agrafe.
3. Système de fixation des canalisations selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tronçon (9) de diamètre réduit comporte un marquage en couleur pour une meilleure identification visuelle de la zone d'agrafage.
4. Système de fixation de canalisations selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, appliqué à un tube (2) pourvu d'un revêtement de protection (15) ou à un tube d'épaisseur augmentée, caractérisé en ce que, dans la zone d'agrafage, le diamètre courant extérieur du tube recouvert ou du tube comportant une épaisseur augmentée est ramené localement à un diamètre standard, par exemple le diamètre de base du tube (2) sans revêtement de protection ou du tube sans surépaisseur.
5. Procédé pour la fixation de canalisations de transfert de fluides, au moyen d'agrafes ou de supports analogues à mettre en place dans des zones d'agrafage prédéfinies, caractérisé en ce qu'il consiste : - à prévoir une canalisation constituée par un tube (2) réalisé en matière thermoplastique ou pourvu d'un revêtement de protection en matière thermoplastique ou thermoplastique élastomère;- à réaliser par thermoformage, dans la ou chaque zone d'agrafage de la canalisation, un tronçon (9) de diamètre réduit ; - à mettre en place une agrafe (3) ou un support analogue autour du tube (2), dans la ou chaque zone d'agrafage constituée par un tronçon (9) de diamètre réduit.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour la réalisation du ou de chaque tronçon (9) de diamètre réduit, on prévoit le chauffage du tube (2) provoquant son ramollissement, et la déformation radiale du tube (2) ramolli par le rapprochement et le serrage d'au moins deux coquilles de formage (16, 17 ; 18, 19, 20 ; 21) aptes à enserrer le tube (2), puis le refroidissement du tube (2) lui permettant de conserver la restriction radiale imprimée au moyen des coquilles de formage.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le serrage des coquilles de formage (16, 17 ; 18, 19, 20 ; 21) est exercé pendant toute la phase de chauffage du tube (2).
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le serrage des coquilles de formage (16, 17 ; 18, 19, 20 ; 21) est exercé sur une partie de la phase de chauffage du tube (2), en attendant un certain état de ramollissement de la matière avant d'exercer ce serrage.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les coquilles de formage (16, 17 ; 18, 19, 20 ; 21) sont maintenues en position rapprochée pendant la phase de refroidissement, de manière à figer la déformation radiale du tube (2).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte, pour la déformation radiale du tube (2), l'utilisation de plusieurs paires accolées ou groupes accolés de coquilles de formage (18, 19, 20).
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les plans de joint des coquilles de formage (18, 19, 20) appartenant à des paires ou groupes adjacents se trouvent décalés, de manière à empêcher que le tube (2) soit pincé lors de sa déformation radiale.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que la réalisation du ou de chaque tronçon (9) de diamètre réduit par déformation radiale du tube (2) est simultanée au formage du parcours de la canalisation.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé par son application à la fixation d'une canalisation (2) pourvue d'un revêtement de protection (15) en polyuréthane thermoplastique.10