Brevet FR2896573A1 — publié le 20070727

L'invention concerne un tuyau déformable localement par un collier de serrage entourant une portion de celui-ci, et un raccord de tuyau comprenant un tuyau interne et un tuyau externe du type précité, engagés l'un dans l'autre à leurs extrémités, et un collier de serrage. De tels raccords sont utilisés tout particulièrement dans le domaine de l'automobile pour relier entre eux des tuyaux du système d'échappement des gaz de combustion du moteur. Ces raccords doivent présenter une tenue mécanique suffisante pour maintenir les tuyaux assemblés malgré les vibrations du moteur, les contraintes liées au déplacement de l'automobile et la dilation des tuyaux d'échappement sous l'effet des gaz chauds qui y circulent. En outre, la liaison assurée par ces raccords doit être étanche pour limiter et, de préférence, éviter les fuites de gaz d'échappement. Le document US 4,113,289 décrit un raccord de ce type dans lequel le tuyau externe présente sur sa portion d'extrémité plusieurs zones de déformation réparties régulièrement à sa périphérie. Chacune des zones de déformation est constituée de deux fentes : une première fente axiale, située dans la zone de serrage du collier de serrage utilisé pour le raccord ; et une deuxième fente axiale décalée angulairement et axialement vers l'extrémité du tuyau, par rapport à la première fente, et qui débouche à l'extrémité du tuyau. La réduction du diamètre du tuyau lors du serrage du collier est obtenue par déformation de la première fente. La deuxième fente sert à éviter que l'extrémité du tuyau se gondole lors du serrage du collier. Dans la pratique, il est difficile d'obtenir une bonne étanchéité avec un tel raccord. En effet, on constate que lesdites premières fentes axiales se déforment difficilement lors du serrage du collier et donc que le tuyau externe n'épouse pas suffisamment le contour du tuyau interne. Pour surmonter cette difficulté, on peut essayer d'augmenter le serrage du collier, mais se pose alors le problème de la résistance de ce collier et du choix des outils utilisés pour le serrage. L'invention vise à proposer un tuyau déformable localement par un collier de serrage, plus facile à déformer que le tuyau de US 4,113,289. Pour atteindre ce but, l'invention a pour objet un tuyau déformable localement, généralement au voisinage de son extrémité, par un collier de serrage entourant une portion du collier, cette portion formant une zone de serrage, ledit tuyau présentant une première fente axiale située dans ladite zone de serrage et une deuxième fente axiale décalée axialement et angulairement par rapport à la première fente de manière à être en recouvrement angulaire avec une première région de la première fente, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième fente axiale située sensiblement dans l'alignement axial de la deuxième fente, en recouvrement angulaire avec une deuxième région de la première fente. Ainsi, lors du serrage du collier, les deuxième et troisième fentes se déforment et la partie de tuyau située entre ces fentes (qui, elle, ne se déforme pas) fait office de poussoir et vient écraser une région de la première fente. On obtient ainsi un effet de concentration des efforts de serrage sur une région limitée de la première fente, ce qui favorise l'écrasement de celle-ci. Pour que ladite partie de tuyau, située entre les deuxième et troisième fentes, puisse jouer pleinement son rôle de poussoir, elle présente avantageusement une longueur axiale supérieure ou égale à la distance, mesurée selon la périphérie du tuyau, séparant la première fente de la deuxième fente, ou de la troisième. Avantageusement encore, cette partie de tuyau est en recouvrement angulaire avec la région médiane de la première fente, car c'est généralement la région la plus facilement déformable de cette fente. A l'inverse, les extrémités de la première fente forment généralement des régions relativement rigides autour desquelles les deuxième et troisième fentes se déforment, et les deuxième et troisième fentes se déforment d'autant plus facilement qu'elles s'étendent (axialement) au-delà des extrémités de la première fente. De manière à pouvoir se déformer plus facilement, la troisième fente se prolonge donc axialement au-delà de la première fente et, de préférence, au moins la moitié de la longueur axiale de la troisième fente se prolonge axialement au-delà de la première fente (i.e. n'est pas en recouvrement angulaire avec la première fente). De même, de manière à pouvoir se déformer plus facilement, la deuxième fente se prolonge axialement audelà de la première fente et, de préférence, débouche à l'extrémité du tuyau, ce qui évite, en outre, à cette extrémité de se gondoler lors du serrage du collier. L'invention a également pour objet un raccord comprenant un tuyau externe du type précité. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, donnée à titre illustratif et non limitatif. Cette description fait référence aux planches de figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue en élévation montrant un exemple de tuyau selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en élévation montrant un raccord de tuyau comprenant le tuyau de la figure 1, un autre tuyau, et un collier de serrage. Sur cette figure, le collier de serrage est desserré. Un écorché est réalisé dans le collier pour visualiser une partie du tuyau sous-jacent. - la figure 3 est une vue en élévation analogue à la figure 2, qui montre le raccord en position serrée du collier de serrage. L'exemple de tuyau représenté sur la figure 1 est utilisé pour l'échappement des gaz de combustion d'une automobile. Il est destiné à être raccordé à un autre tuyau, de diamètre inférieur, par sa portion d'extrémité et, à cet effet, un collier de serrage est serré autour de cette portion. La portion d'extrémité de ce tuyau 2 est cylindrique, de section circulaire et d'axe A. Sur cette portion d'extrémité sont ménagées deux séries de trois fentes. Ces deux séries sont respectivement situées sur deux côtés opposés du tuyau. Plus précisément, une série est l'image de l'autre par une rotation de 180 autour de l'axe A. On notera que le tuyau de l'invention comprend au moins une série de trois fentes. Lorsqu'il comprend plus d'une série, comme dans l'exemple, celles-ci sont disposées, de préférence, de façon régulière à la périphérie du tuyau 2 de manière à obtenir une déformation uniforme du tuyau 2 suivant différentes directions angulaires, lorsqu'un collier de serrage est serré autour d'une portion de celui-ci. Chaque série de fentes comprend une première 10, une deuxième 12, et une troisième 14 fentes axiales. Ces fentes traversent la paroi du tuyau 2 et sont dites axiales, car elles sont orientées sensiblement suivant l'axe A du tuyau. La deuxième fente 12 est décalée angulairement par rapport à la première fente 10 (i.e. elle n'est pas dans l'alignement de celle-ci). Sur la figure 2, la deuxième fente 12 est décalée vers le haut par rapport à la première fente 10. En outre, la deuxième fente 12 est décalée axialement vers l'extrémité du tuyau 2 par rapport à la première fente 10 de sorte qu'une région d'extrémité 12a de la deuxième fente 12 est en recouvrement angulaire avec une première région 10a de la première fente 10. En outre, la deuxième fente 12 débouche à l'extrémité du tuyau 2. La troisième fente axiale 14 est située sensiblement dans l'alignement axial de la deuxième fente 12 et, une région d'extrémité 14b de cette deuxième fente 14 est en recouvrement angulaire avec une deuxième région 10b de la première fente. La troisième fente axiale 14 est décalée axialement par rapport à la première fente 10 en s'éloignant de l'extrémité du tuyau 2. Les régions d'extrémité 12a, 14b des deuxième et troisième fentes 12, 14, délimitent entre elles une partie de tuyau faisant office de poussoir 13 car c'est elle qui pousse ou appuie contre la première fente 10 lors du serrage du collier 6, de manière à écraser cette fente 10. La partie poussoir 13 est en recouvrement avec la première fente 10 et, plus particulièrement, avec la région la plus facilement déformable de la première fente 10, en l'occurrence sa région médiane 10i. Les fentes 10, 12 et 14 sont oblongues et leurs bords latéraux sont parallèles entre eux. Ces fentes peuvent être de même largeur et les fentes 12 et 14 peuvent être identiques. A l'exception de l'extrémité ouverte de la fente 12, les extrémités des fentes sont de forme arrondie de sorte que le contour des fentes ne pas présente pas d'arête, les arêtes étant souvent des zones de fissuration privilégiées. Selon un exemple de réalisation du tuyau 2, la portion d'extrémité de ce tuyau présente un diamètre externe d'environ 50 mm et une épaisseur e de paroi comprise, environ, entre 1 et 1,5 mm. Les fentes 10 et 14 présentent une largeur de 3 mm et une longueur de 17 mm. La fente 12 présente une largeur de 3 mm et une longueur de 10,5 mm. Les fentes 12 et 14 sont distantes axialement d'une distance d de 3 mm, et les fentes 12 ou 14 sont distantes de la fente 10 d'une distance d' de 2,25 mm (mesurée selon la périphérie du tuyau). Le rayon de courbure retenu pour les extrémités arrondies des fentes 10, 12, 14 est de 1,5 mm. Les fentes 10, 12 et 14 peuvent être réalisées par poinçonnage dans la paroi du tuyau 2. Dans ce cas, pour faciliter le poinçonnage on choisit, avantageusement, la distance d entre les fentes 12 et 14 au moins égale à l'épaisseur de paroi e et, de préférence, au moins 1,5 fois plus grande que e. De même, on choisit la distance d' entre les fentes 12 et 10, au moins égale à l'épaisseur de paroi e et, de préférence, au moins 1,5 fois plus grande que e. Par ailleurs, dans l'exemple donné, on vérifie bien que la longueur axiale de la partie poussoir, qui correspond à la distance d, est supérieure ou égale à la distance d' entre les fentes 10 et 12 (ou 10 et 14). Les figures 2 et 3 représentent un raccord de tuyaux (ou assemblage de tuyaux) comprenant un tuyau interne 4, un tuyau externe 2 qui correspond au tuyau de la figure 1, et un collier de serrage 6. Les tuyaux 2 et 4 sont engagés l'un dans l'autre à leurs extrémités sur une zone de recouvrement 3. A cet effet, le diamètre intérieur du tuyau externe 2 est légèrement supérieur au diamètre extérieur du tuyau interne 4. En outre, le tuyau externe 2 présente une réduction de diamètre intérieur qui forme un épaulement interne 20 servant de butée lors de l'engagement du tuyau 4. On limite ainsi la profondeur d'engagement du tuyau 4. Cette profondeur correspond à la longueur axiale de la zone de recouvrement 3. Le collier de serrage 6 est disposé autour du tuyau externe 2, dans la zone de recouvrement 3. La portion de tuyau entourée par le collier est appelée zone de serrage 5. Cette zone de serrage 5 est comprise dans la zone de recouvrement 3. Les fentes 10, 12 et 14 se situent dans la zone de recouvrement 3. La première fente 10 se situe dans la zone de serrage 5 du collier. La deuxième fente 12 peut se situer seulement en partie dans la zone de serrage 5, sa portion d'extrémité ouverte pouvant être en dehors de la zone de serrage. Les efforts de serrage exercés par le collier 6 sont plus importants dans le plan médian du collier que sur les bords de celui-ci. Par conséquent, du gaz risque de passer entre la paroi extérieure du tuyau interne 4 et la paroi intérieure du tuyau externe 2 et de parvenir jusqu'à la troisième fente 14. Avantageusement, pour éviter une fuite de gaz au niveau de la troisième fente 14 et garantir l'étanchéité du raccord, celle-ci est entièrement recouverte par le collier de serrage 6, c'est-à-dire que la troisième fente 14 se situe (entièrement) dans la zone de serrage 5. Plusieurs types de colliers de serrage 6 peuvent être envisagés pour serrer (i.e. plaquer) le tuyau externe 2 contre le tuyau interne 4. Selon un exemple simple de réalisation de collier de serrage 6, celui-ci comprend une boucle ouverte 7 avec deux extrémités libres 8 s'étendant vers l'extérieur de la boucle 7, suivant une direction plutôt radiale. Le collier 6 comprend, en outre, un ensemble vis-écrou. La vis 9 traverse les extrémités libres 8 et le io vissage de l'écrou sur la vis 9 permet de rapprocher les extrémités libres 8 l'une de l'autre. En référence à la figure 3, lors du serrage du collier 6, les portions d'extrémité 12a et 14b des deuxième et troisième fentes 12, 14 se déforment vers le bas en entraînant la partie poussoir 13 qui écrase alors la région 15 médiane 10i de la première fente 10. Grâce à l'invention, on concentre les efforts de serrage sur une région limitée (la région médiane 10i) de la fente 10, qui, par ailleurs, est choisie pour être facilement déformable. Ainsi, la fente 10 s'écrase facilement lors du serrage du collier 6. REVENDICATIONS 1. Tuyau déformable localement par un collier de serrage (6) entourant une portion de celui-ci, cette portion formant une zone de serrage (5), ledit tuyau (2) présentant une première fente axiale (10) située dans ladite zone de serrage et une deuxième fente axiale (12) décalée axialement et angulairement par rapport à la première fente (10), de manière à être en recouvrement angulaire avec une première région (10a) de la première fente, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième fente axiale (14) située sensiblement dans l'alignement axial de la deuxième fente (12), en recouvrement angulaire avec une deuxième région (10b) de la première fente. 2. Tuyau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxième et troisième fentes (12, 14) délimitent entre elles une partie de tuyau (13) qui est en recouvrement angulaire avec une région médiane (10i) de la première fente. 3. Tuyau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la longueur axiale (d) de partie de tuyau (13) délimitée par les deuxième et troisième fentes est supérieure ou égale à la distance (d'), mesurée selon la périphérie du tuyau, séparant la première fente (10) de la deuxième fente (12), ou de la troisième (14). 4. Tuyau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la deuxième fente (12) débouche à l'extrémité du tuyau (2). 5. Tuyau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la troisième fente (14) se prolonge axialement au-delà de la première fente (10). 6. Tuyau selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins la moitié de la longueur axiale de la troisième fente (14) se prolonge axialement au-delà de la première fente (10). 7. Tuyau selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la troisième fente (14) se situe dans la zone de serrage (5) du collier (6). 8. Tuyau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il présente deux séries de fentes comprenant chacune les trois fentes (10, 12, 14) précitées, ces séries étant respectivement situées sur deux côtés opposés du tuyau (2). i0 9. Raccord de tuyaux, comprenant un tuyau interne (4) et un tuyau externe (2) engagés l'un dans l'autre à leurs extrémités sur une zone de recouvrement (3), et un collier de serrage (6) disposé autour du tuyau externe, dans la zone de recouvrement, apte à serrer le tuyau externe contre 15 le tuyau interne, caractérisé en ce que le tuyau externe (2) est un tuyau selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Raccord de tuyaux selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit collier de serrage (6) comprend une boucle ouverte (7), avec deux 20 extrémités libres (8), un écrou et une vis (9) traversant lesdites extrémités libres, le vissage de l'écrou sur la vis permettant de rapprocher les extrémités libres l'une de l'autre.5