Brevet FR2817607A1 — publié le 20020607

SYSTEME DE RACCORDEMENT D'UN TUYAU DE TRANSPORT D'UN FLUIDE, EN PARTICULIER D'UN LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT DE MOTEUR DE VEHICLE AUTOMOBILE. L'invention concerne un système de raccordement d'un tuyau pour le transport d'un fluide, en particulier d'un liquide de refroidissement de moteur de véhicule automobile. D'une manière générale, un tuyau de transport d'un liquide dans un circuit de refroidissement d'un moteur doit notamment satisfaire à des exigences, parmi lesquelles on peut notamment citer : une compatibilité avec le liquide de refroidissement, une résistance à la pression et à la température du liquide, une résistance mécanique, thermique et chimique vis-à-vis de l'environnement extérieur, et une certaine souplesse pour permettre des prises de rayon. Par ailleurs, un tuyau répondant à ces exigences doit pouvoir être monté sur des embouts généralement en queue de sapin pour assurer son raccordement aux autres éléments composant le circuit de refroidissement, sachant que les raccords doivent être étanches et présenter une tenue mécanique suffisante à l'arrachement et aux vibrations. On peut envisager la réalisation d'un tuyau tout caoutchouc ou tout plastique. Si on réalise un tuyau entièrement en caoutchouc, on va notamment être confronté au problème de l'étanchéité au niveau de son raccordement sur un embout en queue de sapin. Pour pallier ce problème, une solution consiste à assurer l'étanchéité de la liaison en réalisant un surmoulage plastique ou caoutchouc, un sertissage ou encore la pose d'un collier, ce qui nécessite donc d'avoir recours à au moins un élément supplémentaire. Dans le cas d'un tuyau entièrement plastique, si son épaisseur est trop faible, on va être confronté au problème de l'étanchéité au niveau de son raccordement sur l'embout en queue de sapin d'une part, et à celui du risque de son déchirement à son passage sur les dents de l'embout d'autre part. Par contre, si son épaisseur est trop importante, on va être confronté au problème d'un manque de souplesse d'une part, et à celui de la difficulté pour l'engager sur l'embout d'autre part. Par ailleurs, un tuyau entièrement en plastique va être soumis à un phénomène de fluage de la matière avec la température. Un but de l'invention est de concevoir un système de raccordement d'un tuyau de transport d'un fluide qui soit à même de pallier les inconvénients des solutions évoquées ci-dessus. A cet effet, l'invention propose un système de raccordement d'un tuyau de transport d'un fluide, en particulier d'un liquide de refroidissement de moteur de véhicule automobile, ce système comprenant un embout à queue de sapin présentant au moins une dent périphérique annulaire, système qui est caractérisé en ce que le tuyau présente une structure composite réalisée à partir de matériaux différents et comprenant au moins une couche interne constituée à partir d'une matière plastique et une couche externe constituée à partir d'un matériau plus souple que celui de la couche interne, et en ce que l'étanchéité entre tuyau et embout d'une part, et la tenue mécanique du tuyau sur l'embout d'autre part, sont assurées par un simple emmanchement du tuyau sur l'embout sans avoir recours à un quelconque moyen supplémentaire. La couche interne du tuyau peut être réalisée à partir d'une matière thermoplastique tel qu'un polyamide 12, alors que sa couche externe peut être réalisée à base de caoutchouc, en particulier un mélange caoutchouc/EPDM, sachant que le matériau ou le mélange utilisé peut être différent mais à condition de présenter une certaine souplesse comme celle du caoutchouc, par exemple. D'une manière générale, la première dent qui est rencontrée par le tuyau lors de son emmanchement sur l'embout, assure l'étanchéité du raccord et, à cet effet, le diamètre extérieur de cette dent est de l'ordre de 15 à 35% supérieur au diamètre intérieur du tuyau. L'épaisseur du tuyau étant notamment fonction de son diamètre intérieur qui peut varier entre 4 et 40mm, la couche interne du tuyau peut être de l'ordre de 0,2 à 2mm, alors que l'épaisseur de sa couche externe peut être de l'ordre de 0,5 à 3mm. L'invention a également pour objet la structure du tuyau qui est notamment destiné à être monté sur un embout à queue de sapin selon un système de raccordement évoqué ci-dessus. Un tuyau composite selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport à un tuyau entièrement en caoutchouc et parmi lesquels on peut notamment citer : - un encombrement et une masse réduits pour un même diamètre Intérieur, une variation de diamètre inférieure sous l'action de la pression du fluide, et - aucun moyen supplémentaire pour assurer l'étanchéité de son raccordement sur un embout. Le tuyau selon l'invention présente également des avantages par rapport à un tuyau tout en plastique et parmi lesquels on peut notamment citer : - une souplesse plus importante, une meilleure tenue mécanique aux vibrations et aux débattements angulaires, - une meilleure tenue en température du fait de la présence de la couche externe en caoutchouc, une meilleure tenue au fluage par la présence de la couche externe qui vient gainer par serrage la couche interne et ainsi limiter le phénomène de fluage, - une atténuation acoustique améliorée par la présence de la couche de caoutchouc qui absorbe davantage les vibrations que le plastique, et - une limitation de l'épaisseur du plastique tout en assurant l'étanchéité de la liaison entre le tuyau et l'embout sur lequel il est emmanché. Par ailleurs, un tuyau composite peut être fabriqué par extrusion selon un procédé tel que décrit dans le document FR-A-1 222 154 auquel il suffira de se reporter, si nécessaire. D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortiront du complément de description qui va suivre en référence au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et qui est une vue en coupe d'un tuyau composite conforme à l'invention avec son raccordement sur un embout à queue de sapin. Sur le dessin, on a illustré un tuyau T à structure composite pour assurer le transport d'un fluide, en particulier d'un liquide de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile par exemple. Ce tuyau présente une structure composite avec au moins deux couches interne 1 et externe 3. La couche interne 1 doit notamment présenter les caractéristiques suivantes : être compatible avec le liquide de refroidissement, et résister à la pression et à la température de ce liquide. La couche interne 1 est réalisée à partir d'une matière thermoplastique qui est composée, à titre d'exemple, d'un polyamide 12. La couche externe 3 doit notamment présenter les propriétés suivantes : conférer au tuyau une certaine souplesse et assurer des protections chimique, mécanique et thermique vis-à-vis de l'environnement extérieur. Cette couche externe 3 est réalisée à partir d'un matériau souple qui est composé, à titre d'exemple, d'un mélange caoutchouc/EPDM. Dans un circuit de refroidissement moteur, le liquide utilisé peut être un mélange glycol/eau, avec une pression et une température du liquide qui sont respectivement de quelques bars pour la pression et 110 C pour la température, et une température extérieure de l'ordre de 125OC mais qui peut monter jusqu'à au moins 150oC sous le capot moteur. Par ailleurs, dans un circuit de refroidissement, le diamètre intérieur des tuyaux peut varier de l'ordre de 4 à 40mm, sachant qu'à l'heure actuelle les diamètres de l'ordre de 13,5mm et 16mm sont privilégiés. Compte-tenu de la variation du diamètre intérieur du tuyau, l'épaisseur de sa couche interne 1 peut varier entre 0,2 et 2mm environ, et sa couche externe de 0,5 à 3mm environ. A titre d'exemple, pour un tuyau dont le diamètre intérieur est de l'ordre de 13,5mm, son épaisseur sera de l'ordre de 1,2mm avec une couche interne 1 d'une épaisseur de l'ordre de 0,7mm et une couche externe 3 d'une épaisseur de l'ordre de 0, 5mm et la dent 7a a un diamètre extérieur de l'ordre de 17, 4mm. Par contre, pour un tuyau dont le diamètre intérieur est de l'ordre de 16mm, son épaisseur sera de l'ordre de 2mm avec une couche interne 1 et une couche externe 3 ayant chacune une épaisseur de l'ordre de 1 mm, et la dent 7a a un diamètre extérieur de l'ordre de 19,9mm. La structure du tuyau T selon l'invention et telle que décrite précédemment permet de satisfaire à ces conditions et avec les avantages tels qu'énoncés en préambule. Le tuyau T doit pouvoir être raccordé sur des embouts tubulaires, le plus souvent en queue de sapin, sachant que ces embouts peuvent constituer une partie d'un dispositif de connexion intermédiaire pour raccorder deux tuyaux entre eux par exemple. L'embout E illustré sur le dessin peut être réalisé en un matériau quelconque, généralement en plastique, et présente une queue de sapin 5 avec au moins une dent périphérique annulaire 7a, deux dents 7a et 7b ou trois dents 7a, 7b et 7c qui sont par exemple régulièrement espacées les unes des autres. La dent 7a qui est la première rencontrée par le tuyau T lors de son emmanchement sur l'embout E, est très importante car c'est elle qui a pour fonction d'assurer l'étanchéité du raccord. D'une manière générale, le diamètre extérieur de cette dent 7a doit être de 15 à 35% supérieur au diamètre intérieur du tuyau T. En effet, en dessous de cette dimension, l'étanchéité et la tenue mécanique du raccord ne seraient pas assurées. Par contre, au-dessus de cette dimension, l'emmanchement du tuyau T sur l'embout E s'avèrerait difficile avec en plus un risque de déchirement de la couche interne de plastique. La liaison mécanique du raccord est essentiellement fonction du nombre des dents de l'embout, et ce nombre est défini à partir de la tenue mécanique recherchée (arrachement, tenue aux vibrations,...), un nombre de dents de l'ordre de trois étant généralement suffisant. A titre d'exemple, le tuyau T est emmanché sur l'embout sur une longueur qui est de l'ordre de : 13mm avec la présence d'une seule dent 7a, - 20mm avec la présence de deux dents 7a et 7b, et - 27mm dans le cas du dessin annexé avec la présence de trois dents 7a, 7b et 7c, sachant que chaque dent s'étend sur une longueur axiale de l'ordre de 3mm, que deux dents sont séparées l'une de l'autre par un plat de l'ordre de 4mm, que la première dent 7a se situe à environ 4mm de l'extrémité du tuyau T par laquelle il est emmanché, et que la dernière dent rencontrée par le tuyau se prolonge par un plat de l'ordre de 6mm.. Ces valeurs d'emmanchement du tuyau T sur l'embout sont notamment valables pour un tuyau T dont le diamètre intérieur est de l'ordre de 13,5mm ou 16mm. A partir du mode de réalisation décrit en référence au dessin, on peut envisager des variantes. La couche interne 1 du tuyau peut être réalisée en une matière plastique différente du polyamide 12, et être éventuellement composée de plusieurs couches ayant des natures différentes. Quant à la couche externe 3 du tuyau T, des mélanges caoutchouc autres que caoutchouc/EPDM pourraient être utilisés pour répondre à des exigences spécifiques, en particulier une meilleure tenue à la température, sachant que ces mélanges doivent de préférence présenter des propriétés de souplesse similaires à celles du caoutchouc. REVENDICATIONS 1. Système d'un raccordement d'un tuyau de transport d'un fluide, en particulier d'un liquide de refroidissement de moteur de véhicule automobile, ce système comprenant un embout (E) à queue de sapin (5) présentant au moins une dent périphérique annulaire (7a), caractérisé en ce que le tuyau (T) présente une structure composite réalisée à partir de matériaux différents et comprenant au moins une couche interne (1) constituée à partir d'une matière plastique et une couche externe (3) constituée à partir d'un matériau plus souple que celui de la couche interne (1), et en ce que l'étanchéité entre tuyau (T) et embout (E) d'une part, et la tenue mécanique du tuyau (T) sur l'embout (E) d'autre part, sont assurées par un simple emmanchement du tuyau (T) sur l'embout (E) sans avoir recours à un quelconque moyen supplémentaire. 2. Système de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre extérieur de la dent (7a) de l'embout est de l'ordre de 15 à 35% supérieur au diamètre intérieur du tuyau. 3. Système de raccordement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche interne (1) du tuyau est de l'ordre de 0,2 à 2mm, alors que l'épaisseur de sa couche externe (3) est de l'ordre de 0,5 à 3mm, ces épaisseurs étant fonction du diamètre interne du tuyau (T). 4. Système de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre intérieur du tuyau est compris dans une gamme de valeurs allant de 4 à 40mm. 5. Système de raccordement selon la revendication. 4, caractérisé en ce que le diamètre intérieur du tuyau (T) est de l'ordre de 13,5mm, en ce que le tuyau (T) a une épaisseur totale de l'ordre de 1,2mm, en ce que sa couche interne (1) a une épaisseur de l'ordre de 0, 7mm, en ce que sa couche externe (3) a une épaisseur de l'ordre de 0,5mm, et en ce que la dent (7a) de l'embout (E) a un diamètre extérieur de l'ordre de 17, 4mm. 6. Système de raccordement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre intérieur du tuyau (T) est de l'ordre de 16mm, en ce que le tuyau (T) a une épaisseur totale de l'ordre de 2mm, en ce que sa couche interne (1) a une épaisseur de l'ordre de 1mm, en ce que sa couche-externe (3) a une épaisseur de l'ordre de 1mm, et en ce que la dent (7a) de l'embout (E) a un diamètre extérieur de l'ordre de 19, 9mm. 7. Système de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embout présente plusieurs dents (7a, 7b, 7c) régulièrement espacées les unes des autres, et en ce que l'étanchéité entre le tuyau (T) et l'embout (E) est assurée par la première dent (7a) rencontrée par le tuyau (T) lors de son emmanchement sur l'embout (E). 8. Système de raccordement selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'embout (E) présente trois dents (7a, 7b, 7c), et en ce que le tuyau (T) est emmanché sur l'embout (E) sur une longueur de l'ordre de 27mm, sachant que chaque dent s'étend sur une longueur axiale de l'ordre de 3mm, et que deux dents sont séparées l'une de l'autre d'une distance de l'ordre de 4mm. 9. Tuyau de transport d'un fluide, en particulier d'un liquide de refroidissement de moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce que le tuyau (T) a un diamètre intérieur compris entre 4 et 40mm, et en ce qu'il présente une structure composite avec au moins une couche interne (1) constituée à partir d'une matière plastique et ayant une épaisseur de l'ordre de 0, 2 à 2mm, et une couche externe (3) souple ayant une épaisseur de l'ordre de 0,5 à 3mm. 10. Tuyau selon la revendication 9, caractérisé en ce que le diamètre intérieur du tuyau (T) est de l'ordre de 13,5mm, en ce que le tuyau (T) a une épaisseur totale de l'ordre de 1,2mm, en ce que sa couche interne (1) a une épaisseur de l'ordre de 0, 7mm, en ce que sa couche externe (3) a une épaisseur de l'ordre de 0,5mm, et en ce que la dent (7a) de l'embout (E) a un diamètre extérieur de l'ordre de 17,4mm. 11. Tuyau selon la revendication 9, caractérisé en ce que le diamètre intérieur du tuyau (T) est de l'ordre de 16mm, en ce que le tuyau (T) a une épaisseur totale de l'ordre de 2mm, en ce que sa couche interne (1) a une épaisseur de l'ordre de 1mm, en ce que sa couche externe (3) a une épaisseur de l'ordre de 1mm, et en ce que la dent (7a) de l'embout (E) a un diamètre extérieur de l'ordre de 19, 9mm. 12. Tuyau selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la couche interne (1) est réalisée en polyamide 12. 13. Tuyau selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la couche externe est un mélange caoutchouc/EPDM.