Brevet FR2970316A1 — publié le 20120713

DISPOSITIF DE RACCORDEMENT ETANCHE D'UN TUBE D'ARRIVEE DE FLUIDE SUR UN ORGANE MECANIQUE, EN PARTICULIER D'UN TUBE D'ARRIVEE D'HUILE SUR LE TURBOCOMPRESSEUR D'UN VEHICULE. [0001 La présente invention concerne un dispositif de raccordement étanche d'un tube d'arrivée de fluide sur un organe mécanique. Elle concerne en particulier, mais de manière non exclusive, un dispositif de raccordement étanche d'un tube d'arrivée d'huile sur le turbocompresseur d'un véhicule, en particulier d'un véhicule automobile. Elle concerne aussi un véhicule, en particulier un véhicule automobile, comprenant un turbocompresseur avec un tube d'arrivée d'huile relié au turbocompresseur au moyen d'un tel dispositif de raccordement. [0002] Dans l'exemple de l'alimentation en huile d'un turbocompresseur de véhicule automobile, le raccordement du circuit d'huile sur le carter du turbocompresseur est réalisé, de manière classique, en utilisant un raccord de type « banjo ». Ce type de raccord « banjo » utilise plusieurs composants pour faire la liaison et l'étanchéité de l'interface tube d'arrivée d'huile/turbocompresseur. Il comprend un raccord proprement dit, soudé au tube d'arrivée d'huile, une vis creuse et deux joints en cuivre. [0003] D'autres types de raccord entre deux éléments, dont l'un au moins est une tubulure, sont connus de l'art antérieur. A titre d'exemple, le document GB 1 037 054 décrit un raccord de tube, qui comprend une tubulure se terminant à une extrémité par une emboîture adaptée à réaliser une connexion avec un tube. L'autre extrémité de la tubulure est obturée par un bouchon relié à la paroi de ladite tubulure ou formant partie de ladite paroi. Une longueur de la tubulure est entourée par un boîtier qui est monté de façon à avoir un mouvement de rotation relativement à la tubulure. Le boîtier présente une prise tubulaire, qui est en saillie vers l'extérieur et qui est adaptée à venir se connecter à l'autre tube à raccorder. Cette prise tubulaire communique avec une chambre annulaire entre la tubulure et le boîtier. L'alésage de la tubulure est ouvert à la chambre par l'intermédiaire de un ou plusieurs trous dans la paroi de la tubulure. Des joints d'étanchéité sont prévus entre la paroi externe de la tubulure et la paroi interne du boîtier. Ces joints sont conçus pour empêcher la fuite de fluide de la chambre annulaire même lorsque la tubulure et le boîtier tournent l'un par rapport à l'autre. [0004] A titre d'exemple également, le document US 6 679 527 B2 décrit un ensemble de raccord pour un réservoir. Cet ensemble comprend une virole, qui est fixée de manière permanente à une ouverture du réservoir, et un raccord proprement dit, qui est dimensionné pour être reçu dans la virole et qui comprend un corps reçu de manière coulissante dans la virole et un organe d'étanchéité interposé entre le corps et la virole. L'ensemble de raccord comprend aussi un arrêtoir amovible, qui relie la virole au raccord par l'intermédiaire d'une première fente dans la virole, l'arrêtoir amovible étant disposé autour de la virole de façon à permettre l'accès à partir d'une zone extérieure au réservoir. [0005i Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de raccordement étanche d'un tube d'arrivée de fluide sur un organe mécanique, en particulier un dispositif de raccordement étanche d'un tube d'arrivée d'huile sur le turbocompresseur d'un véhicule, qui puisse être monté facilement sans nécessiter d'opération de soudage comme les raccords de type « banjo », notamment. [0006] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de raccordement, dont la conception permette d'absorber les tolérances géométriques entre les deux pièces qu'il raccorde en autorisant un certain degré de liberté axial et angulaire. [0007] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de raccordement, qui ne requiert pas d'usinage précis, et par conséquent coûteux, d'une ou plusieurs de ses pièces constitutives, en particulier qui ne requiert pas un forte précision de l'état de surface et de la planéité de la face de l'organe mécanique sur laquelle est « piqué » le tube d'alimentation en fluide. [0008] C'est également un but de la présente invention de fournir un tel dispositif, qui permette d'absorber les tolérances géométriques mentionnées ci-dessus sans recourir à un organe en matériau flexible entre les deux pièces à raccorder. [0009] Enfin, c'est aussi un but de la présente invention de fournir un tel dispositif de raccordement, qui soit, de manière générale, de conception et de réalisation simples, qui soit stable, parfaitement étanche, et qui soit économique, en particulier en présentant un nombre de composants plus faible que les dispositifs de raccordement connus de l'art antérieur. [oolo] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un nouveau dispositif de raccordement étanche d'un tube d'arrivée de fluide sur un organe mécanique, qui est constitué par les organes suivants : - un alésage de guidage situé dans le carter de l'organe mécanique, coaxial et en prolongement d'un alésage de réception de plus grand diamètre débouchant à la surface externe dudit carter, lequel alésage de guidage est destiné à guider une partie d'extrémité du tube d'arrivée de fluide et comporte un moyen permettant un certain degré de liberté angulaire du tube de façon à absorber les tolérances géométriques angulaires entre ledit tube et l'organe mécanique, - un joint d'étanchéité disposé dans ledit alésage de guidage, relativement proche de l'entrée dudit alésage de guidage, pour rendre étanche la liaison entre le tube d'arrivée de fluide et le carter de l'organe mécanique), et - un moyen de retenue axiale du tube d'arrivée de fluide dans l'organe mécanique avec un certain degré de liberté axiale de façon à absorber les tolérances géométriques axiales entre les deux pièces raccordées. [0011] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, ledit moyen permettant un certain degré de liberté angulaire est constitué par le diamètre légèrement croissant de l'alésage de guidage de l'entrée vers le fond dudit alésage, le diamètre d'entrée de l'alésage de guidage étant, ainsi, légèrement inférieur au diamètre de fond dudit alésage de guidage. [0012] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, ledit moyen de retenue axiale du tube d'arrivée de fluide dans l'organe mécanique comportant un certain degré de liberté axiale est constitué, d'une part, d'une collerette en saillie radiale de la partie d'extrémité du tube d'arrivée de fluide et, d'autre part, d'un arrêtoir axial monté dans l'alésage de réception à une certaine distance du fond de l'alésage de réception, ladite collerette pouvant coulisser entre le fond de l'alésage de réception et l'arrêtoir axial, ce qui a pour résultat de donner un certain degré de liberté axiale permettant d'absorber les tolérances géométriques axiales entre le tube d'arrivée de fluide et l'organe moteur. [0013] L'arrêtoir axial peut être une agrafe de type filiforme et de section sensiblement ronde, ou bien, en variante, une agrafe sensiblement plate de type fourchette. [0014] Le joint d'étanchéité, disposé dans l'alésage de guidage pour rendre étanche la liaison entre le tube d'arrivée de fluide et le carter de l'organe mécanique, peut avantageusement être un joint torique, qui est monté dans une gorge annulaire proche de l'entrée de l'alésage de guidage. [0015] De préférence, l'alésage de réception est réalisé dans une partie sensiblement tubulaire en saillie externe du carter de l'organe mécanique. [0016] De préférence également, l'extrémité du tube d'arrivée de fluide présente un chanfrein permettant d'éviter de blesser le joint d'étanchéité lors de l'introduction du tube d'arrivée de fluide dans l'alésage de guidage. [oo1n Le tube d'arrivée de fluide peut, grâce à la présente invention, être avantageusement un tube en matière rigide. [0018] Selon un exemple de réalisation particulier de l'invention, le tube d'arrivée de fluide vient se raccorder de manière sensiblement orthogonale sur la surface externe du carter de l'organe mécanique. [0019] Le tube d'arrivée de fluide peut être, par exemple, un tube d'arrivée d'huile et l'organe moteur peut être, alors, un turbocompresseur de véhicule automobile. [0020] En variante, le tube d'arrivée de fluide peut être également un tube d'arrivée d'huile, mais l'organe moteur peut être, alors, le bloc-cylindres du moteur du véhicule automobile. [0021] La présente invention a aussi pour objet un véhicule automobile, de type à moteur à combustion interne à allumage commandé ou par compression, qui comprend un turbocompresseur et un tube d'arrivée d'huile reliant le carter dudit turbocompresseur au bloc-cylindres du moteur, caractérisé en que la liaison du tube avec le carter du turbocompresseur et/ou la liaison du tube avec le bloc-cylindres est réalisée au moyen d'un dispositif de raccordement conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0022] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, schématique, de l'alimentation en huile d'un turbocompresseur de véhicule automobile, équipée d'un dispositif de raccordement du tube d'arrivée d'huile, selon la présente invention, ^ la figure 2 est une vue en perspective de la partie du tube d'arrivée d'huile qui vient « se piquer » sur le carter du turbocompresseur, selon la présente invention, - la figure 3 est une vue en coupe de la partie du carter de turbocompresseur qui reçoit l'extrémité du tube d'arrivée d'huile, la figure 4 est une vue détaillée des alésages de réception et de guidage réalisés dans le carter du turbocompresseur, selon le principe de la présente invention, - Les figures 5 et 6 sont des vues en coupe du tube d'arrivée d'huile en position basse (figure 5) et en position haute (figure 6), respectivement, de raccordement dans le carter du turbocompresseur, et - la figure 7 est une vue frontale, schématique, du raccordement des figures précédentes illustrant le débattement angulaire possible du tube d'arrivée d'huile conformément à la présente invention. [0023] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, à titre d'exemple d'application de la présente invention, une alimentation en huile d'un turbocompresseur de véhicule automobile. L'alimentation en huile se présente sous la forme d'un tube d'arrivée d'huile, de référence générale 20, réalisé en matière rigide, qui vient se raccorder, de manière étanche, sur le carter du turbocompresseur, de référence générale 10, du véhicule. [0024] Le tube d'arrivée d'huile 20 vient se raccorder de manière sensiblement orthogonale sur la surface externe du carter de l'organe mécanique 10, et il est retenu dans le carter du turbocompresseur 10 par une agrafe 30, de type filiforme en « U » dont les deux branches viennent s'insérer dans des perçages 12B de l'alésage de réception du tube, tel que décrit plus en détails dans la suite du texte. Il est à noter que cette agrafe peut, en variante, être une agrafe sensiblement plate de type fourchette. L'alésage de réception du tube, comme montré sur la figure 1, est réalisé dans une partie tubulaire 11 en saillie externe du carter de l'organe mécanique 10. [0025] Sur le dessin de la figure 2, on a représenté le tube d'arrivée d'huile 20, avec sa partie d'extrémité référencée 25 qui est destinée à venir s'insérer à l'intérieur du carter du turbocompresseur 10. L'extrémité 25 du tube porte une collerette 23 en saillie radiale destinée, comme il sera exposé plus loin dans le texte, à la retenue axiale du tube 20 dans le carter du turbocompresseur 10. [0026] A l'extrémité du tube d'arrivée d'huile 20, il est prévu un chanfrein d'entrée 24 qui permet d'éviter de blesser le joint d'étanchéité 40 (représenté notamment sur les figures 3 et 4) lors de l'assemblage du tube 20 sur le carter du turbocompresseur 10. [0027] En référence aux dessins des figures 3 et 4, on a représenté la partie du carter de turbocompresseur 10 dans laquelle viennent se raccorder le tube d'arrivée d'huile 20. Cette partie comprend un premier alésage d'axe xx', désigné « alésage de réception » et référencé 12, de diamètre « D », prolongé par un second alésage d'axe xx' également, désigné « alésage de guidage » et référencé 13. Le diamètre « D » (figure 4) de l'alésage de réception 12 est apte à recevoir la collerette 23 de l'extrémité 25 du tube 20. L'alésage de guidage 13 est de diamètre inférieur au diamètre de l'alésage de réception 12. De plus, comme mentionné sur la figure 4, cet alésage 13 présente un diamètre légèrement croissant de l'entrée vers le fond : le diamètre d'entrée « d1 » de l'alésage de guidage 13 est légèrement inférieur au diamètre de fond « d2 » dudit alésage de guidage 13. [0028] Cette différence de diamètre d2 > d1, associée au diamètre « D » supérieur au diamètre de l'alésage 13, permet un certain degré de liberté angulaire du tube 20 lorsqu'il est inséré, par son extrémité 25, dans l'alésage de guidage 13, ce qui a pour avantage de permettre d'absorber les tolérances géométriques angulaires entre le tube 20 et l'organe mécanique 10. Ce degré de liberté angulaire est illustré par l'angle « a » sur le dessin de la figure 7. [0029] En référence encore aux dessins des figures 3 et 4, la distance axiale « H » (figure 4) entre le fond 12A de l'alésage de réception 12 et l'agrafe 30 a pour résultat de créer un degré de liberté axiale du mouvement de la collerette 23 entre le fond 12A et l'agrafe 30, par conséquent un degré de liberté axiale permettant d'absorber les tolérances géométriques axiales entre le tube d'arrivée de fluide 20 et l'organe moteur 10. Sur la figure 4, le plan de l'agrafe 30 est illustré par les perçages de réception 12B. [oo3o] Le joint d'étanchéité 40, déjà évoqué plus haut, qui est, de préférence, un joint torique, est monté dans une gorge annulaire 15 de l'alésage de guidage 13 de façon à assurer l'étanchéité de la liaison entre le tube d'arrivée d'huile 20 et le carter du turbocompresseur 10. Le joint d'étanchéité 40 est relativement proche de l'entrée de l'alésage de guidage 13 et, par conséquent, du fond 12A de l'alésage de réception 12. [0031] La référence 14 désigne le conduit de raccordement d'huile en prolongation des alésages de réception 12 et de guidage 13. [0032] Le raccordement du tube d'arrivée d'huile 20 sur le carter du turbocompresseur 10 se fait de manière simple et rapide. En référence à la figure 5, le tube est inséré dans l'alésage de guidage 13 du carter du turbocompresseur 10. L'agrafe 30 est ensuite insérée dans les orifices transversaux 12B de l'alésage de réception 12, de manière à empêcher la remontée du tube 20 retenu par sa collerette 23 bloquée par l'agrafe 30. [0033] La figure 5 représente le tube d'arrivée d'huile 20 en position basse, la collerette 23 étant alors en butée sur le fond 12A de l'alésage de réception 12, tandis que la figure 6 représente le même tube d'arrivée d'huile 20 en position haute, la collerette 23 étant alors en butée contre la face inférieure de l'agrafe 30. La distance entre la position basse et la position haute constituant le débattement axial d'amplitude « H » mentionné précédemment. [0034] La figure 7 illustre le débattement angulaire « a » du tube d'arrivée d'huile 20 conçu pour absorber les différences géométriques au montage du tube d'alimentation en huile sur le turbocompresseur. Ce débattement angulaire « a » est obtenu, comme déjà mentionné précédemment, par la différence de valeur entre le diamètre d'entrée d1 et le diamètre de fond d2 de l'alésage de guidage 13, le diamètre d2 étant légèrement supérieur à d1. De plus, on notera que le diamètre d'entrée d1 de l'alésage de guidage 13 est de valeur proche du diamètre du tube 20 dans sa partie d'extrémité 25, de façon à permettre un guidage précis du tube 20 lors du raccordement de ce dernier sur le carter du turbocompresseur 10 et, ainsi, d'éviter tout risque de blesser le joint d'étanchéité 40. [0035] Le dispositif de raccordement décrit ci-dessus présente l'avantage d'être de montage rapide. Il est également économique, parce qu'il comporte moins de composants que les dispositifs de raccordement de tubes connus de l'art antérieur. [0036] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à titre d'exemple ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Dispositif de raccordement étanche d'un tube d'arrivée de fluide sur un organe mécanique, caractérisé en ce qu'il est constitué par les organes suivants : - un alésage de guidage (13) prévu dans le carter de l'organe mécanique (10), coaxial et en prolongement d'un alésage de réception (12) de plus grand diamètre débouchant à la surface externe dudit carter, lequel alésage de guidage est destiné à guider une partie d'extrémité (25) du tube d'arrivée de fluide (20) et comporte un moyen permettant un certain degré de liberté angulaire du tube (20) de façon à absorber les tolérances géométriques angulaires entre ledit tube (20) et l'organe mécanique (10), - un joint d'étanchéité (40) disposé dans ledit alésage de guidage (13), proche de l'entrée dudit alésage de guidage (13), pour rendre étanche la liaison entre le tube d'arrivée de fluide (20) et l'organe mécanique (10), et - un moyen de retenue axiale (30, 23) du tube d'arrivée de fluide (20) dans l'organe mécanique avec un certain degré de liberté axiale de façon à absorber les tolérances géométriques axiales entre les deux pièces raccordées. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen permettant un certain degré de liberté angulaire est constitué par le diamètre légèrement croissant de l'alésage de guidage (13) de l'entrée vers le fond dudit alésage, le diamètre d'entrée (d1) de l'alésage de guidage (13) étant, ainsi, légèrement inférieur au diamètre de fond (d2) dudit alésage de guidage (13). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de retenue axiale (30, 23) du tube d'arrivée de fluide (20) dans l'organe mécanique comportant un certain degré de liberté axiale est constitué, d'une part, d'une collerette (23) en saillie radiale de la partie d'extrémité (25) du tube d'arrivée de fluide (20) et, d'autre part, d'un arrêtoir axial (23) monté dans l'alésage de réception (12) à une certaine distance (« H ») du fond (12A) de l'alésage de réception (12), ladite collerette (23) pouvant coulisser entre le fond (12A) de l'alésage de réception (12) et l'arrêtoir axial (30), ce qui a pour résultat de donnerun certain degré de liberté axiale permettant d'absorber les tolérances géométriques axiales entre le tube d'arrivée de fluide (20) et l'organe moteur (10). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit arrêtoir axial (30) est une agrafe de type filiforme et de section sensiblement ronde. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit arrêtoir axial (30) est une agrafe sensiblement plate de type fourchette. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit joint d'étanchéité (40), disposé dans l'alésage de guidage (13) pour rendre étanche la liaison entre le tube d'arrivée de fluide (20) et le carter de l'organe mécanique (10), est un joint torique monté dans une gorge annulaire (15) proche de l'entrée de l'alésage de guidage (13). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'alésage de réception (12) est réalisé dans une partie tubulaire (11) en saillie externe du carter de l'organe mécanique (10). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'extrémité du tube d'arrivée de fluide (20) présente un chanfrein (24) permettant d'éviter de blesser le joint d'étanchéité (40) lors de l'introduction du tube d'arrivée de fluide (20) dans l'alésage de guidage (13). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tube d'arrivée de fluide (20) est un tube en matière rigide. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le tube d'arrivée de fluide (20) vient se raccorder de manière sensiblement orthogonale sur la surface externe du carter de l'organe mécanique (10). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le tube d'arrivée de fluide (20) est un tube d'arrivée d'huile et l'organe moteur (10) est un turbocompresseur de véhicule automobile. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le tube d'arrivée de fluide (20) est un tube d'arrivée d'huile et l'organe moteur (10) est un bloc-cylindres de moteur de véhicule automobile. 13. Véhicule automobile, de type à moteur à combustion interne à allumage commandé ou par compression, qui comprend un turbocompresseur et un tube d'arrivée d'huile reliant le carter dudit turbocompresseur au bloc-cylindres du moteur, caractérisé en que la liaison du tube avec le carter du turbocompresseur et/ou la liaison du tube avec le bloc-cylindres est réalisée au moyen d'un dispositif de raccordement conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10.