Brevet FR2772875A1 — publié le 19990625

Dispositif de raccordement d'un tuyau souple à une paroi, en particulier d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile L'invention concerne un dispositif pour le raccordement d'un tuyau souple à une paroi, en particulier d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile. Un tel échangeur de chaleur est raccordé habituellement à deux tuyaux souples servant respectivement à l'entrée et à la sortie d'un fluide sous pression parcourant l'échangeur de chaleur. Ce fluide peut être par exemple le liquide servant au refroidissement du moteur du véhicule automobile. De façon traditionnelle, ce raccordement s'effectue en emmanchant une extrémité du tuyau souple autour d'une tubulure solidaire d'une boîte collectrice de l'échangeur de chaleur, et en maintenant le tuyau souple à l'aide d'un collier de fixation. Lorsque la boîte collectrice est réalisée par moulage d'une matière plastique, l'intégration de la tubulure s'effectue généralement sans difficulté particulière, celle-ci étant venue de moulage avec la boîte collectrice. Par contre, lorsque la boîte collectrice est réalisée par brasage de pièces métalliques, en particulier en aluminium ou alliage à base d'aluminium, la tubulure doit être brasée à une paroi de la boîte collectrice. Ceci nécessite par conséquent de rapporter la tubulure puis de la braser à cette paroi, généralement en même temps que l'échangeur de chaleur. Cette intégration nécessite un certain nombre d'opérations et est donc coûteuse et difficile à réaliser. En outre, la réalisation d'une tubulure métallique se heurte à des difficultés, par exemple lorsqu'il s'agit d'une tubulure coudée avec un faible rayon de cintrage. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle vise en particulier à permettre le raccordement d'un tuyau souple sur une paroi, par un dispositif de raccordement, encore appelé raccord rapide", sans qu'il soit nécessaire de faire appel à une tubulure. Elle propose à cet effet un dispositif de raccordement du type défini en introduction, dans lequel la paroi comporte une ouverture circulaire de diamètre choisi s'étendant entre une face externe et une face interne ; dans lequel le tuyau souple comprend une extrémité libre munie d'un bourrelet terminal et d'une collerette, qui ménagent entre eux un intervalle axial sensiblement égal à l'épaisseur de la paroi ; et dans lequel le bourrelet est susceptible d'une contraction radiale élastique pour passer au travers de l'ouverture de la paroi et prendre appui contre la face interne de la paroi, tandis que la collerette est propre à prendre appui contre la face externe de la paroi. Ainsi, le tuyau souple comporte une extrémité libre spécialement aménagée pour permettre un raccordement rapide par coopération du bourrelet terminal et de la collerette avec l'ouverture circulaire de la paroi. Pour réaliser le raccordement, il suffit simplement de présenter l'extrémité libre du tuyau souple en regard de l'ouverture de la paroi et de déplacer le tuyau souple dans la direction axiale de l'ouverture circulaire de la paroi pour provoquer l'introduction du bourrelet terminal. Ce bourrelet se contracte radialement de façon élastique pour passer au travers de l'ouverture puis s'expanse à nouveau pour prendre appui contre la face interne de la paroi. Ainsi, après emmanchement, la paroi se trouve emprisonnée entre le bourrelet terminal qui est revenu dans sa configuration initiale et la collerette. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le bourrelet incorpore un organe élastiquement déformable. Celui-ci est avantageusement constitué par un anneau ouvert ou fendu, de préférence métallique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bourrelet est surmoulé autour de l'organe élastiquement déformable. De manière préférentielle, le dispositif comprend en outre un manchon de verrouillage susceptible d'être déplacé axialement autour du tuyau pour appuyer axialement la collerette contre la face externe de la paroi. La présence de ce manchon de verrouillage est spécialement conseillée lorsque le tuyau souple est destiné à être parcouru par un fluide à haute pression. Avantageusement, ce manchon de verrouillage comporte un bord annulaire proximal conformé pour prendre appui contre la collerette et un bord annulaire distal conformé pour prendre appui contre une bague externe entourant le tuyau à distance de la collerette. Ce bord annulaire proximal est avantageusement évasé vers 1 'extérieur. Par ailleurs, le bord annulaire distal est de préférence recourbé radialement vers l'intérieur et propre à être reçu dans une gorge annulaire de la bague. Ce manchon comporte avantageusement des fentes axiales dans la région de son bord annulaire distal, ce qui permet de lui conférer une élasticité radiale. Le manchon de verrouillage est de préférence métallique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague est en une matière plastique surmoulée autour du tuyau. Ce dernier comprend de préférence une matière élastomère du type caoutchouc, éventuellement renforcée. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue éclatée en plan et partiellement en coupe montrant un tuyau souple équipé d'un dispositif de raccordement selon l'invention avant son raccordement à une paroi d'un échangeur de chaleur; - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 après raccordement du tuyau - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 - la figure 4 est un détail à échelle agrandie de la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue en perspective montrant le raccordement de deux tuyaux souples à l'aide de deux dispositifs de raccordement selon l'invention, l'un des tuyaux étant représenté raccordé et l'autre étant représenté en cours de raccordement. On se réfère à la figure 1 qui montre un tronçon d'un tuyau souple 10 présentant une extrémité libre 12 propre à être raccordée à une paroi 14. Dans l'exemple, la paroi 14 fait partie d'une boîte collectrice d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile. Cette boîte collectrice peut, par exemple, faire partie d'un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. Dans cet exemple particulier, le tuyau 10 sert alors à l'entrée ou la sortie d'un fluide, constitué par le liquide de refroidissement du moteur du véhicule. Le tuyau 10 est formé d'une matière élastomère, naturelle ou synthétique, et est éventuellement renforcé par des armatures internes ou un revêtement superficiel. La paroi 14 est avantageusement une paroi métallique, par exemple en aluminium ou alliage à base d'aluminium. Elle comporte une ouverture circulaire 16 ayant un diamètre choisi D sensiblement égal au diamètre extérieur du tuyau 10 au niveau de son extrémité libre 12. L'ouverture 16 s'étend entre une face externe 18 et une face interne 20, situées respectivement du côté externe et du côté interne de la boîte collectrice. Sur la figure 1, l'extrémité libre 12 et l'ouverture 16 sont disposées co-axialement suivant un même axe XX. L'extrémité libre 12 du tuyau est munie d'un bourrelet terminal 22 et d'une collerette 24, qui ménagent entre eux un intervalle axial I sensiblement égal, par valeur inférieure, à l'épaisseur E de la paroi 14, telle que délimitée entre les faces 18 et 20. Le bourrelet 22 est réalisé dans la même matière que le tuyau 10, et est venu de moulage avec lui. Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 4, le bourrelet 22 s'étend radialement vers l'extérieur par rapport à l'extrémité libre 12. Le bourrelet 22 est surmoulé autour d'un anneau métallique ouvert ou fendu 26, encore appelé jonc, qui constitue un organe élastiquement déformable. Du fait que le bourrelet 22 incorpore l'anneau métallique 26, il est susceptible de se contracter en direction radiale, si une force est exercée radialement sur l'anneau 26, jusqu'à fermeture complète de l'anneau. Comme on peut le voir sur les figures 1 à 4, et en particulier sur la figure 4, le bourrelet 22 comporte une pluralité de fentes radiales 28 qui résultent de la présence de moyens d'immobilisation (non représentés) servant au maintien de l'anneau 26 lors de la fabrication du bourrelet 22 par surmoulage. La collerette 24 est également venue de moulage avec le tuyau souple 10. Cette collerette s'étend également radialement vers l'extérieur par rapport à l'extrémité 12 du tuyau et elle est susceptible d'une déformation axiale, c'est-à-dire parallèlement à l'axe XX. Le bourrelet 22 est susceptible de se contracter radialement lorsqu'il est présenté en regard de l'ouverture 16. En forçant l'introduction de l'extrémité libre 12 au travers de l'ouverture 16, le bourrelet 22 se contracte radialement puis s'expanse à nouveau une fois que le bourrelet 22 se trouve du côté intérieur de la paroi 14. Dans la configuration ainsi obtenue, le bourrelet 22 s'applique contre la face interne 20 de la paroi 14, tandis que la collerette 24 prend appui contre la face externe 18 de cette paroi (figures 2 à 4). Etant donné que l'intervalle I précité est sensiblement égal à l'épaisseur E, par valeur inférieure, un raccord étanche est assuré entre l'extrémité 12 du tuyau 10 et l'ouverture 16 de la paroi 14. Toutefois, pour assurer une meilleure étanchéité du raccordement, spécialement dans le cas où le tuyau est parcouru par un fluide sous pression élevée, il est souhaitable de prévoir en plus un moyen de verrouillage pour exercer une action axiale contre la collerette 24. Le dispositif de raccordement comporte à cet effet un manchon de verrouillage 30 susceptible d'être déplacé axialement autour du tuyau 10, dans la région de l'extrémité 12. Le manchon 30 (figure 1) est réalisé en une matière métallique, avantageusement en acier du type ressort. Ce manchon comprend un fût cylindrique circulaire 32 présentant un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur du tuyau 10 pour pouvoir coulisser autour de celui-ci. Le manchon de verrouillage 30 comporte un bord annulaire proximal 34 conformé pour pouvoir prendre appui contre la collerette 24 (figure 2) et l'appuyer axialement contre la face externe 18 de la paroi 14. A cet effet, le bord 34 est évasé vers l'extérieur (figures 1 et 3). A son autre extrémité, le manchon 30 comporte un bord annulaire distal 36 conformé pour prendre appui contre une bague externe 38 entourant le tuyau 10 à distance de la collerette 24. Le manchon 30 comporte une pluralité de fentes axiales 40 (figures 1 et 2) qui s'étendent dans la région du bord annulaire distal 36. Il en résulte que le bord 36 est interrompu par les fentes axiales 40, ce qui lui confère une déformation radiale. Le bord distal 36 est recourbé radialement vers l'intérieur et est propre à être reçu dans une gorge annulaire 42 de la bague 38 (figures 1 et 3). La bague 38 comporte en outre deux faces inclinées 44 et 46 qui s'étendent de part et d'autre de la gorge 42. Dans l'exemple, la bague 38 est réalisée en une matière plastique appropriée, par exemple du type polypropylène, et elle est surmoulée autour du tuyau 10 dans une position axiale définie. Il en résulte que cette bague est solidarisée au tuyau 10 à une distance choisie de la collerette 24. Cette distance choisie est déterminée en fonction de la longueur axiale de la bague, c'est-à-dire de la distance axiale entre ses bords 34 et 36. Après emmanchement de l'extrémité libre 12 du tuyau dans l'ouverture 16 de la paroi, cette dernière se trouve immobilisée entre le bourrelet 22 et la collerette 24 comme décrit précédemment. Il suffit ensuite de déplacer le manchon de verrouillage 30 axialement pour que son bord proximal 34 vienne appuyer contre la collerette 24 et solliciter cette dernière en appui contre la face externe 18 de la paroi 14. Ce déplacement axial est exercé jusqu'à ce que le bord distal 36 vienne, par sa forme recourbée vers l'intérieur, coopérer avec la gorge 42 de la bague 38. Vers la fin du mouvement d'introduction, le bord 36 s'écarte progressivement par coopération avec la face inclinée 14 de la bague puis vient ensuite pénétrer dans la gorge 42. Du fait que le manchon de verrouillage est réalisé en acier ressort, le bord 36 est sollicité radialement vers l'intérieur et reste emprisonné dans la gorge 42. Sur la vue en coupe de la figure 3, seule une partie du manchon 30 (adjacente au bord proximal 34) a été représentée à des fins de simplification. Le dispositif de l'invention permet ainsi d'effectuer un raccordement rapide direct d'un tuyau souple sur une ouverture d'une paroi, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une tubulure comme dans la technique antérieure. Comme on peut le voir sur la figure 5, il est possible ainsi de raccorder deux tuyaux souples adjacents sur une même paroi de boîte collectrice. Dans le cas de la figure 5, l'un des tuyaux souples est représenté en position raccordée, tandis que l'autre est représenté en cours de raccordement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite précédemment à titre d'exemple et s'étend à d'autres variantes. Ainsi, la contraction radiale élastique du bourrelet peut être obtenue par d'autres moyens qu'un organe élastiquement déformable du type anneau ouvert ou fendu. En outre, le moyen de verrouillage utilisé pour appuyer axialement sur la collerette n'est pas limité à un manchon de verrouillage. L'invention trouve essentiellement une application au raccordement d'un ou plusieurs tuyaux souples à une boîte collectrice d'un échangeur de chaleur. Revendications 1. Dispositif pour le raccordement d'un tuyau souple (10) à une paroi (14), en particulier d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile, caractérisé en ce que la paroi (14) comporte une ouverture circulaire (16) de diamètre choisi (D) s'étendant entre une face externe (18) et une face interne (20) ; en ce que le tuyau souple (10) comprend une extrémité libre (12) munie d'un bourrelet terminal (22) et d'une collerette (24), qui ménagent entre eux un intervalle axial (I) sensiblement égal à l'épaisseur (E) de la paroi (14) ; et en ce que le bourrelet (22) est susceptible d'une contraction radiale élastique pour passer au travers de l'ouverture (16) de la paroi et prendre appui contre la face interne (20) de la paroi (14), tandis que la collerette (24) est propre à prendre appui contre la face externe (18) de la paroi. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bourrelet (22) incorpore un organe élastiquement déformable (26). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe élastiquement déformable (26) est un anneau ouvert ou fendu, de préférence métallique. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le bourrelet (22) est surmoulé autour de l'organe élastiquement déformable (26). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un manchon de verrouillage (30) susceptible d'être déplacé axialement autour du tuyau (10) pour appuyer axialement la collerette (22) contre la face externe (18) de la paroi. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le manchon (30) comporte un bord annulaire proximal (34) conformé pour prendre appui contre la collerette (24) et un bord annulaire distal (36) conformé pour prendre appui contre une bague externe (38) entourant le tuyau (10) à distance de la collerette (24). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bord annulaire proximal (34) est évasé vers l'exté- rieur. 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le bord annulaire distal (36) est recourbé radialement vers l'intérieur et est propre à être reçu dans une gorge annulaire (42) de la bague (38). 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le manchon (30) comporte des fentes axiales (40) dans la région de son bord annulaire distal (36). 10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le manchon (30) est métallique. 11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la bague (38) est en une matière plastique surmoulée autour du tuyau (10). 12. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le tuyau (10) comprend une matière élastomère du type caoutchouc, éventuellement renforcée.