Brevet FR2420706A1 — publié le 19791019

La présente invention concerne une liaison filetée pour le raccordement d'un tuyau sous pression, notamment un tuyau d'in- section de moteur à combustion interne, se composant d'un tube, à l'extrémité duquel il est prévu un élargissement, et en outre d'un écrou à chapeau placé à l'extrémité du tube et d'une contre-pièce, deux surfaces coniques de sommets opposés étant formées coaxialelent sur une partie d'extrémité, la surface conique arrière coopé- rant avec la surface conique intérieure de l'écrou à chapeau tandis que la surface conique avant coopère avec la surface conique intérieure de la contre-pièce. La surface arrière d'appui de la partie d'extrémité se présente, dans une liaison filetée connue, sous la forme d'une surface plane orientée perpendiculairement à l'axe de la partie d'ex truité Cette surface coopère également avec une surface plane prévue sur l'écrou à chapeau Dans cette liaison filetée, il se produit, dans le cas d'un défaut d'alignement axial de la partie dtextrélité et de la contre-pièce apr#s le blocage et l'alignement des axes, des sollicitations supplémentaires qui conduisent, dans le cas d'une forme inappropriée de la surface arrière d'appui de la partie d'estrémitéà un endommagement de la matière par poinçonnage de la partie d'extrémité, et à une fissuration des tuyaux d'injec- tion pendant la marche du moteur.Les tuyaux d'injection sont en outre souris en cours de marche du moteur à la pression du carburant et également à des vibrations et à des secousses. Dans d'autres modes de réalisation connus., la surface arrière d'appui de la partie d'extrémité se présente sous la forme d'une surface conique avec laquelle coopère la surface conique d'appui de l'écrou à chapeau. Ces liaisons filetées sont évidemment moins sujettes à des dommages maisweependant, lors du serrage de l'écrou à chapeau, il s'exerce sur la partie d'extrémité une force engendrée par l'écrou à chapeau en un point qui est placé à proximité de l'axe de la partie d'extrémité, ce qui a une influence défavorable sur l'alignement des axes de la partie d'extrémité et de la contre-pièce et ce qui provoque ainsi une altération de l'étan- chéité de la liaison. On contact également des liaisons filetées dans lesquelles la surface arrière d'appui de la partie d'extrémité et la surface d'appui de l'écrou à chapeau ont des formes coniques ayant le méme angle au. sommet. La grandeur de cet angle est généralement comprise entre 20 et 550. Cette liaison filetée estagissi moins su jette à la fissuration. Les inconvénients de cette liaison consistent dans la difficulté d'aligner les axes de la partie d'extrémité et de la contre-pièce et dans la grande longueur hors-tout de la liaison, en particulier l'écrou à chapeau. La liaison filetée selon l'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et elle est utilisable pour le rac cornement d'un tuyau sous pression, cette liaison ayant la particularité que l'angle au sommet de la surface conique arrière de la partie d'extrémité est supérieur de 0,5 à 120 à l'angle au sommet de la surface conique intérieure de l'écrou à chapeau et est compris entre 55 et 700. La différence entre l'angle au sommet de la surface conique arrière de la partie d'extrémité et l'angle au sommet de la surface conique intérieure de l'écrou à chapeau est de préférence inférieure ou égale à la différence entre l'angle au sommet de la surface conique intérieure de la contre-pièce et de l'angle au sommet de la surface conique avant de la partie d'extrémité. L'invention a pour but de fournir une liaison filetée pour un raccord d'un tuyau sous pression, qui garantisse une étanchéité de la liaison et qui permette un alignement optimal des axes de la partie d'extrémité et de la contre-pièce lors du serrage de l'écrou a chapeau tout en présentant une bonne capacité de résis- tance à la fissuration. L'étanchéité de la liaison filetée est également garantie lorsque, après terminaison du serrage, les axes de la partie d'extrémité et de la contre-pièce ne sont pas exactement alignés car on doit tenir compte en pratique de cette éventualité dans le cas ou le tube d'injection n'a pas une forme correcte et est en outre fixé en un autre point sur une partie du moteur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente en coupe axiale une liaison filetée agencée selon l'invention et utilisée pour le raccordement d'un tuyau sous pression. La partie d'extrémité de la liaison filetée est formée à l'extrémité du tube d'injection 1. Cette partie d'extrémité se compose de deux surfaces coniques coaxiales 2, 3 qui comportent des sommets opposés. Entre les surfaces coniques 2, 3 il est prévu une surface cylindrique 4. La surface conique avant 3 de la partie d' extrémité présente un angle au sommet 6, , tandis que sa surface co nique arrière 2 présente un angle au sommet 81 La surface conique arrière 2 se prolonge par un arrondi R de façon à rejoindre la partie cylindrique du tube d'injection 1.L'écrou à chapeau 5 comporte une surface conique intérieure 6 ayant un angle au sommet &gamma;2 qui est inférieur de 0,5 à 12 à l'angle au sommet g1 de la surface conique arrière 2 de la partie d'extrémité, et est compris entre 55 et 70 . On obtient ainsi un alignement optimal de l'axe 1 de la partie d'extrémité avec l'axe 02 de la contre-pièce 2 lors du serrage de l'écrou à chapeau 5 car, en cas d'un défaut d'alignement des axes de la partie d'extrémité du tube d'injection 1 avec la contre-pièce 7, la transmission de force s'effectue au point commun aux deux surfaces coniques 2 et 6 qui est éloigné au maximum de 1'axe 1 de la partie d'extrémité Les conditions de maintien de l'étanchéité de la liaison filetée sont basées sur des essais qui ont vérifié l'hypothèse que, pour garantir l'étanchéité, le contact entre les surfaces coniques 3 et 8 doit être assuré sur toute la périphérie du bord de diamètre minimal de la surface conique 3.Dans le cas où une partie de la courbe de contact (théorique) est située sur un diamètre plus grand de la surface conique avant 3, l'étanchéité de la liaison filetée n'est plus assurée aux pressions élevées. L'étanchéité n'est garantie que dans le cas où les axes des surfaces coniques 3 et 8 ont un écart qui est au maximum égal à 1/2 ( 2 6 1) Pour n'avoir en aucun cas un écart supérieur à cette valeur, il est nécessaire que la condition (&gamma;1 -&gamma;2 # #2 - #1) soit remplie. Lors du serrage de la liaison filetée pour hautes pressions pour raccorder un tube d'injection 1 et sa contre-pièce 7 dont les axes ne sont pas alignés, il s'effectue, lors du premier contact mutuel entre les surfaces coniques 2, 6 et 3, 8, une compensation automatique même dans le cas d'une pré-contrainte éventuelle du tube d'injection 1 car il n'est pas possible qu'on ait entre les axes un écart supérieur à 1/2 (&gamma;1 - &gamma;2) et, dans le cas où la condition (g 2) 4 ( 2 L'invention peut être appliquée à toutes les liaisons de tuysus souxis à des pressions élevées. REVENDICATIONS 1. Liaison filetée pour le raccordement d'un tuyau sous pression,notamment un tuyau d'injection de moteur à combustion interne, se composant d'un tube, à l'extrémité duquel un élargisse- ment est prévu, d'un écrou à chapeau placé à l'extrémité du tube, et d'une contre-pièce, deux surfaces coniques de sommets opposés étant formées coaxialement sur la partie d'extrémité, la surface conique arrière coopérant avec la surface conique intérieure de l'écrou à chapeau tandis que la surface conique avant coopère avec la surface conique intérieure de la contre-pièce, caractérisée en ce que l'angle au sommet (&gamma;1) de la surface conique arrière (2) de la partie d'extrémité est supérieur de 0,5 à 120 à l'angle au sommet (&gamma; ;2) de la surface conique intérieure de l'écrou à chapeau (5) > le- quel est compris entre 550 et 700. 2. Liaison filetée pour le raccordement d'un tuyau sous pression selon la revendication 1, caractérisée en ce que les angles au sommet (&gamma;1,#1) des surfaces coniques (2, 3) de la partie d'extrémité, l'angle au sommet ( 2) de la surface conique intéri- eure (6) de l'écrou à chapeau (5) et l'angle au sommet (#2) de la surface conique intérieure (8) de la contre-pièce (7) satisfont à la relation suivante : Y 2) 4 (~2 - î >