Dispositif de serrage pour le raccordement étanche d'un tube déformable emmanché sur un tube rigide La présente invention concerne un dispositif de serrage pour le raccordement étanche d'un tube déformable, par exemple un tuyau souple en caoutchouc ou plastique, emmanché sur un tube rigide par exemple un embout métallique ou en plastique. L'invention s'applique notamment aux circuits de fluide d'un véhicule automobile, par exemple les circuits de refroidissement, de ventilation, d'alimentation de carburant ou autres L'invention s'applique plus particulièrement au raccordement étanche entre un embout de sortie de radiateur d'un véhicule automobile et un tube souple de raccordement du radiateur au moteur, pour la circulation du liquide de refroidissement dans le moteur, ce tube souple étant plus généralement connu sous la marque déposée Durite.

On connaît par le brevet français n° 2 612 279 un dispositif de montage d'un collier de serrage pour le raccordement étanche d'un tube souple emmanché sur un tube rigide. Ce collier de serrage est constitué d'une bande métallique enroulée dont les deux extrémités opposées comportent des organes d'accrochage et/ou de serrage complémentaire.

Toutefois, comme le serrage du collier métallique s'effectue localement au moyen des organes d'accrochage, l'effort de serrage sur les tubes ne sera pas réparti uniformément sur tout le pourtour du collier. Ce serrage asymétrique du collier engendre donc une variation de 1'effort de serrage sur le pourtour du collier, ce qui peut se traduire par des défauts d'étanchéité en certains points où le serrage est insuffisant. Pour éviter ces défauts d'étanchéité, on augmente la force de serrage, pour avoir une valeur de serrage minimale en tout point du collier, mais ceci engendre une contrainte supplémentaire en certains points du tube souple en caoutchouc, et donc augmente la fatigue du tuyau souple. En outre, le couple de serrage à exercer augmente exponentiellement en fonction de la valeur de pénétration du collier dans le tube souple, et ce d'autant plus que la dureté Shore est élevée, par exemple entre 15 et 70.

On a également proposé de ménager des ouvertures sur la bande métallique constituant le collier de serrage pour compenser les différences de tension

entre les différents points du collier. Mais ceci complique encore davantage le collier de serrage, et augmente le coût de fabrication.

L'invention a pour but de proposer un dispositif de serrage pour le raccordement étanche d'un tube déformable emmanché sur un tube rigide, qui assure un serrage uniforme sur tout le pourtour des tubes, tout en étant simple à fabriquer et à monter.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de serrage pour le raccordement étanche d'un tube déformable emmanché sur un tube rigide, caractérisé en ce qu'il comporte une bague intérieure destinée à être placée en contact par sa surface intérieure contre la paroi extérieure du tube déformable, ladite bague intérieure comportant une portion sensiblement cylindrique se prolongeant à une extrémité par une jupe munie de fentes longitudinales définissant des secteurs radialement flexibles multiples, une bague extérieure destinée à être montée coaxialement sur la bague intérieure et un moyen élastique précontraint pour le serrage étanche du tube déformable sur le tube rigide, ladite bague extérieure étant axialement déplaçable entre une position de repos et une position active dans laquelle elle libère le moyen élastique de serrage qui coopère avec les secteurs de la jupe fendue pour les repousser radialement vers l'intérieur.

Selon une caractéristique de l'invention, le moyen élastique de serrage est un anneau ressort fendu qui est monté sous tension sur une portion cylindrique de la bague intérieure dans la position de repos, ledit anneau ressort étant apte à être poussé par la bague extérieure le long de la jupe fendue pour venir automatiquement serrer les secteurs en position active de serrage.

Dans ce cas, le dispositif peut comporter un moyen de retenue à l'avant de la bague extérieure, de façon que ledit anneau ressort soit axialement emprisonné par ledit moyen de retenue, tout en étant libre de se déplacer radialement pour coopérer avec la jupe fendue.

Avantageusement, la jupe fendue est sensiblement cylindrique.

Dans une forme de réalisation particulière, le dispositif comporte des moyens d'avancement qui comprennent un profil de carne porté par l'une des deux bagues et un élément suiveur de came porté par l'autre bague, le

profil de came ayant une forme telle que l'avance de la bague extérieure soit plus rapide en début de course angulaire de la bague extérieure qu'en fin de course où le couple de serrage augmente.

Dans ce cas, le profil de came peut être constitué d'une succession de rampes à profil identique, régulièrement réparties sur le pourtour de la surface extérieure de la portion cylindrique de la bague intérieure, et l'élément suiveur de came peut être constitué d'une succession de portions saillantes régulièrement réparties sur le pourtour de la surface intérieure de la bague extérieure et destinée chacune à glisser sur la rampe en vis-à-vis.

Par exemple, le profil de came comporte trois ou quatre rampes, pour déplacer axialement la bague extérieure par rotation d'un tiers ou d'un quart de tour respectivement. Avantageusement, chaque rampe a une courbure sensiblement logarithmique.

Toutefois, en variante, les moyens d'avancement peuvent être formés par un pas de vis entre les deux bagues, ou bien par une liaison glissière pour une translation axiale.

Dans une variante, le dispositif comporte une butée de fin de course angulaire de la bague extérieure par rapport à la bague intérieure, ladite butée étant formée par une protubérance en bout de rampe destinée à venir en appui contre une portion saillante de l'élément suiveur de came en fin de course angulaire de la bague extérieure.

Dans une autre variante, le dispositif comporte une butée de fin de course angulaire de la bague extérieure par rapport à la bague intérieure, ladite butée étant constituée de deux protubérances formées respectivement sur la surface extérieure de la portion cylindrique de la bague intérieure et sur la surface intérieure de la bague extérieure, lesdites protubérances étant axialement espacées au repos et venant en appui l'une contre l'autre en fin de course angulaire de la bague extérieure.

Dans un autre mode de réalisation, le moyen anti-retour comporte deux dents formées respectivement sur la surface extérieure de la portion cylindrique de la bague intérieure et sur la surface intérieure de la bague extérieure, lesdites dents étant axialement espacées au repos et ayant des pentes inclinées en sens opposé pour permettre à l'une des dents de franchir l'autre dent avant de s'enclencher en fin de course angulaire de la

bague extérieure. Dans ce cas, la bague extérieure peut comporter une découpe au voisinage de la dent qu'elle porte pour autoriser une déformation de la bague extérieure lors du franchissement de la dent de la bague intérieure.

Avantageusement, la portion cylindrique de la bague intérieure présente un diamètre intérieur légèrement inférieur au diamètre extérieur du tube déformable, par exemple de l'ordre de 0,1 à 1 mm, ce qui permet de retenir en position fixe la bague intérieure sur le tube déformable avant serrage.

On peut également prévoir que la surface intérieure de la portion cylindrique de la bague intérieure est cannelée dans la direction axiale pour empêcher toute rotation relative entre la bague intérieure et le tube déformable lors du serrage.

On peut encore prévoir que la bague intérieure porte à sa partie arrière une jupe cylindrique, dont le bord est rabattu vers l'intérieur et vers l'avant pour éviter une rotation de la bague intérieure par rapport au tube déformable lors du serrage.

Selon encore une autre caractéristique, chaque secteur de la jupe fendue comporte sur un bord latéral une découpe et sur le bord latéral opposé une languette saillante de forme complémentaire à la découpe du secteur adjacent, les languettes étant destinées à s'engager partiellement dans les découpes en vis-à-vis, en position de fin de serrage, pour obturer l'espace inter-secteur, et éviter ainsi toute fuite de liquide, dans le cas d'un tube déformable de faible épaisseur.

De préférence, la partie cylindrique de la bague intérieure comporte un épaulement périphérique sur sa surface intérieure, dont la dimension radiale est adaptée pour loger le renflement du tube déformable au droit d'une olive anti-déboitement formée sur le tube rigide. Dans ce cas, le dispositif peut comporter un organe de contrôle constitué d'une rondelle munie de plusieurs tiges perpendiculairement saillantes par rapport à son plan, lesdites tiges étant destinées à être insérées à travers des passages ménagés à travers la portion cylindrique de la bague intérieure et débouchant dans ledit épaulement pour venir en contact avec ledit renflement, lesdites tiges ayant une longueur telle que pour un positionnement correct de la bague intérieure par rapport à l'olive du tube

rigide, ladite rondelle est espacée du bord arrière de la bague intérieure, ce qui sert de témoin du bon positionnement de l'olive.

Avantageusement, les secteurs de la jupe fendue comportent sur la face intérieure de leur portion d'extrémité au moins une nervure destinée à s'enfoncer dans l'épaisseur du tube déformable en fin de serrage. Dans ce cas, la nervure peut être une nervure axiale ou une nervure annulaire.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : -la figure 1 est une demi-vue partielle et en coupe axiale d'un premier mode de réalisation du dispositif de l'invention, monté dans une position de repos sur un tube souple emmanché sur un embout rigide ; -la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, mais représentant le dispositif dans un état actif de serrage ; -la figure 3 est une vue en coupe de la figure 1, suivant la flèche III, dans la forme développée de la came d'avancement ; -la figure 4 est une vue partielle de la bague intérieure, suivant la ligne IV- IV de la figure 1 ; -la figure 5 est une vue partielle et en coupe suivant la ligne V-V de la figure 2, suivant une variante de réalisation ; -la figure 6 est une vue en élévation latérale de la bague intérieure munie de son organe de contrôle ; -la figure 7 est une vue suivant la flèche VII de la figure 6 ; -la figure 8 est une vue en élévation latérale de la bague extérieure ; -la figure 9 est une vue en plan de l'anneau ressort pour le serrage élastique sur la jupe fendue ; -la figure 10 est une vue partielle, analogue à la figure 1, montrant une variante de réalisation. de la jupe fendue ;

-la figure 11 est une vue partielle, analogue à la figure 1, montrant une variante de réalisation de la partie arrière de la bague intérieure.

Selon un exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 9, le dispositif de serrage de l'invention est destiné à être monté sur un tube souple 1, notamment en caoutchouc, emmanché sur un tube rigide 2, par exemple un embout plastique muni d'une olive 2a périphériquement saillant vers l'extérieur au voisinage de l'extrémité de 1'embout 2.

Le dispositif de serrage comporte une bague intérieure 3 qui est montée coaxialement au tube souple 1 au voisinage de la zone de chevauchement avec le tube rigide 2. La bague intérieure 3 comporte une portion sensiblement cylindrique 4 qui est en contact frottant avec la paroi extérieure du tube souple 1, ladite portion cylindrique 4 se prolongeant par une jupe fendue 5 dans laquelle sont ménagées une pluralité de fentes axiales 6 pour définir une pluralité de secteurs 7 qui serviront de moyens d'accrochage et/ou de serrage de la bague intérieure 3 sur le tube 1. Les secteurs 7 sont radialement flexibles, grâce à la présence des fentes 6.

Comme visible sur la figure 6, chaque secteur 7 comporte en tête, une découpe coupe 7a sur un bord latéral et une languette saillante 7b sur le bord latéral opposé. La languette 7b d'un secteur 7 présente une forme complémentaire de la découpe 7a du secteur adjacent 7, de façon qu'en position de serrage, ladite languette 7b puisse s'engager au moins partiellement dans la découpe 7a en vis-à-vis, ce qui ferme dans la direction axiale la fente 6 intercalaire, et assure la continuité de serrage principalement pour les tubes déformables de faible épaisseur et de dureté élevée.

Comme visible sur les figures 1 et 4, la portion cylindrique 4 de la bague intérieure 3 présente un diamètre interne sensiblement inférieur au diamètre externe du tube souple 1, de façon à engendrer un léger serrage de la bague intérieure 3 sur le tube souple 1, sensiblement en aval de la zone de chevauchement du tube souple 1 avec 1'embout rigide 2.. La surface intérieure de la portion cylindrique 4 de la bague intérieure 3 présente des cannelures axiales 9 qui sont destinées à s'enfoncer dans l'épaisseur superficielle du tube souple 1, pour éviter toute rotation de la bague

intérieure 3 par rapport au tube souple 1, lors du serrage ultérieur, comme expliqué plus loin.

La surface intérieure de la portion cylindrique 4 de la bague intérieure 3 comporte en direction de la jupe fendue 5 une portion épaulée 10 qui définit un évidement annulaire destiné a recevoir le renflement du tube souple 1, au droit de l'olive 2a de 1'embout rigide 2.

Sur la face arrière de la portion cylindrique 4 de la bague intérieure 3 sont ménagés plusieurs passages 11, par exemple 3 ou 4 passages, qui débouchent dans la portion épaulée 10 précitée au regard du renflement du tube souple 1, comme illustré sur les figures 1 et 2. Sur cette face arrière de portion cylindrique 4 est également ménagé un lamage annulaire 12 qui vient circonscrire les passages 11 précités.

La bague intérieure 3 est en outre munie d'un organe de contrôle 13 qui est constitué d'une rondelle 14 de forme complémentaire au lamage 12 précite et de plusieurs tiges 15 qui s'étendent axialement à partir de la périphérie interne de la rondelle 14 pour venir s'insérer dans les passages 11 précités jusqu'à venir en butée contre le renflement du tube souple 1. Cet organe de contrôle 13 permet à l'opérateur de visualiser immédiatement le bon positionnement de l'olive 2a de 1'embout 2 par rapport à la bague intérieure 3, car si l'olive 2a n'est pas bien positionnée au droit de la portion épaulée 10 de la bague intérieure 3, les tiges 15 de l'organe de contrôle 13 s'enfonceront davantage dans la bague intérieure 3, ce qui aura pour effet de combler le lamage 12 avec la rondelle 14, indiquant ainsi à l'opérateur un positionnement incorrect de 1'ensemble.

La portion cylindrique 4 de la bague intérieure 3 comporte sur sa surface externe une pluralité de rampes 16 régulièrement réparties sur le pourtour et qui s'étendent dans la direction axiale A, comme indiqué sur les figures 1 et 3. Chaque rampe 16 présente à sa base une pente d'environ 45° par rapport à un plan transversal, laquelle pente décroît rapidement jusqu'à environ 1% en bout de rampe, pour les raisons expliquées plus loin. Chaque rampe présente sensiblement une courbure logarithmique dans son état plan développé comme illustré sur la figure 3. L'ensemble des rampes 16 définit un profil de came. Chaque rampe 16 présente en bout une protubérance 16a qui servira de butée de fin de course comme expliqué

plus loin. Le profil de came comporte ici 4 rampes pour obtenir un serrage par rotation quart de tour.

La portion cylindrique 4 de la bague intérieure 3 comporte à l'arrière de sa surface externe une dent 17 et une butée 18 qui sont diamétralement opposées et radialement en saillie vers l'extérieur, dont les fonctions sont expliquées plus loin.

Le dispositif de serrage de l'invention comporte en outre une bague extérieure 20 qui est montée coaxialement sur la bague intérieure 3.

La jupe fendue 5 présente une forme sensiblement tronconique dont la petite base est tournée vers la portion cylindrique 4 et dont la grande base est tournée vers l'extérieur, le diamètre extérieur de la grande base étant supérieur au diamètre intérieur de la bague extérieure 20.

La bague extérieure 20 comporte sur sa surface interne des portions saillantes 21 qui forment un élément suiveur de came destiné à coopérer avec les rampes 16 du profil de came de la bague intérieure 3. Les portions saillantes 21 ont sensiblement une forme complémentaire aux rampes 16 Un espace intercalaire 2 la est ménagé entre chaque rampe 16 et la portion saillante associée 21, au voisinage de la butée 16a, pour que la portion saillante 21 ne vienne en appui contre cette butée qu'en fin de course angulaire de la bague extérieure 20. Il est à noter que les butées 16a ont la même fonction que la butée 18, et sont prévues en variante l'une de l'autre.

La bague extérieure 20 comporte sur le bord arrière de sa surface intérieure une dent 22 qui présente une pente opposée à la dent 17 de la bague intérieure 3 et qui est destinée à coopérer avec cette dernière pour servir de moyen anti-retour. Comme visible sur la figure 1, la dent 22 de la bague extérieure 20 est espacée axialement de la dent 17 de la bague intérieure 3, et sous l'action d'une rotation relative de la bague extérieure 20 par rapport à la bague intérieure 3, la dent 22 vient glisser sur la dent 17, et après franchissement de la dent 17, dans la direction de la flèche R, sur la figure 5, la dent 22 est bloquée par la dent 17 dans le sens contraire de la flèche R. Le franchissement de la dent 17 par la dent 22 intervient sensiblement en fin de course angulaire de la bague extérieure 20, c'est-à-dire lorsque la portion saillante 21 parvient au niveau de la butée d'arrêt 16a de la rampe 16 de la bague intérieure 3. Une lumière 23 est pratiquée à travers

l'épaisseur de la bague extérieure 20, au voisinage de la dent 22, pour conférer à la bague extérieure 20, une certaine flexibilité autorisant le franchissement de la dent 17 par la dent 22.

La bague extérieure 20 comporte en outre sur sa surface interne, par exemple diamétralement à l'opposé de la dent 22, une butée d'arrêt 24 conjuguée de la butée 18, pour servir de butée d'arrêt de fin de course angulaire de la bague extérieure 20 par rapport à la bague intérieure 3.

La portion avant de la bague extérieure comporte une collerette radialement saillante vers l'extérieur 26 qui est destinée à s'emboîter dans une rainure circonférentielle ménagée sur la surface intérieure d'une bague de retenue 25 qui s'étend sur l'avant. Cette bague de retenue 25 est recourbée radialement vers l'intérieur, avec un passage central 25a de diamètre supérieur au diamètre extérieur de la jupe fendue 5. La bague de retenue 25 définit un logement circonférentiel 30 entre sa portion recourbée et une surface d'appui 20a à l'avant de la bague extérieure 20, pour y loger une anneau ressort 27. Dans la position illustrée sur la figure 1, l'anneau ressort 27 repose sur une portion cylindrique 3a de la bague intérieure 3, à proximité de la jupe fendue 5.

La bague extérieure 20 et la bague de retenue 25 peuvent être réalisées d'une seule pièce, par exemple en aluminium, la zone correspondant à la bague de retenue 25 étant initialement cylindrique et étant rabattue après mise en place de l'anneau ressort.

La tête de chaque secteur 7 comporte sur sa surface interne au moins une nervure 29 qui est destinée à pénétrer dans l'épaisseur du tube souple 1 en fin de position de serrage, comme illustré sur la figure 2.

Selon la variante de réalisation de la figure 10, la tête de chaque secteur 7 comporte sur sa surface interne une nervure annulaire 31, à profil en V ouvert. Les deux côtés du profil en V présentent une inclinaison sur la direction axiale A d'environ 20 à 30° et de préférence de 30'vers l'ouverture de la jupe 5 et de 20° vers l'arrière de la bague extérieure 3.

Dans la variante de réalisation de la figure 11, la bague intérieure 3 ne porte pas, à sa surface intérieure, de cannelures axiales 9. Elle porte une jupe 32, cylindrique, dont le bord 33 a été rabattu vers l'intérieur et vers

l'avant. Le bord 33 est destiné à coopérer, éventuellement en se déformant, avec la partie superficielle du tube 1 pour éviter la rotation de la bague intérieure 3 par rapport au tube 1 lors du serrage.

On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de l'invention entre sa position de repos illustrée sur la figure 1 et sa position de serrage représentée sur la figure 2.

Dans la position de figure 1, la portion cylindrique 4 de la bague intérieure 3 comprime légèrement le tube souple 1 au niveau de sa surface interne 9 et de sa portion épaulée 10. Au repos, les rampes 16 et l'élément suiveur de came constitué par les portions saillantes 21 sont dans les positions représentées sur la figure 3.

Dans la position illustrée sur la figure 1,1'anneau ressort 27 est monté sous tension sur la surface cylindrique 3a de la bague intérieure 3 qui présente un diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur de l'anneau ressort 27 à son état de repos. La mise sous tension de l'anneau ressort 27 s'obtint grâce à un élargissement de la fente de l'anneau ressort 27. Le matériau constitutif de l'anneau ressort 27 ainsi que son diamètre sont déterminés en fonction de l'effort de serrage à fournir sur le tube souple 1.

En exerçant un couple de rotation en direction de la flèche R sur la bague extérieure 20, les portions saillantes 21 de la bague extérieure 20 se déplacent sur les rampes 16 le long de la pente à 45° sur une première course angulaire. Ainsi, l'avance dans la direction axiale de la bague extérieure 20 par rapport à la bague intérieure 3 est assez rapide, ce qui n'est pas gênant, car en début de course 1'effort à fournir est relativement faible tant que les secteurs 7 ne viennent pas comprimer le tuyau souple 1 puis, très rapidement, la pente des rampes 16 diminue jusqu'à environ 1°, ce qui permet d'effectuer le serrage en bout de course avec un couple raisonnable, étant donné que le déplacement axial de la bague extérieure 20 est relativement réduit, par rapport à sa course angulaire. On obtient ainsi le serrage étanche des tubes 1 et 2 par rotation quart de tour de la bague extérieure 20 par rapport à la bague intérieure 3. Avec seulement trois rampes au lieu de quatre, on obtiendrait un serrage par rotation tiers de tour.

En fin de course angulaire de la bague extérieure 20, la dent 22 a franchi la dent 17, ce qui empêche un retour en arrière de la bague extérieure 20.

Simultanément à l'enclenchement du moyen anti-retour, soit les portions saillantes 21 viennent buter contre la butée de fin de course 16a des rampes 16 soit les butées 18 et 24 précitées viennent en appui l'une contre l'autre en fin de course, pour limiter le serrage.

Lors de son avance, la bague extérieure 20 vient pousser, par sa surface d'appui 20a, l'anneau ressort 27 qui glisse le long de la surface extérieure 3a de la bague intérieure 3, jusqu'à venir au droit de la jupe fendue 5. Dés que l'anneau ressort 27 arrive sur la jupe fendue 5, il vient automatiquement resserrer les secteurs 7 de la jupe fendue 5, du fait de son élasticité propre et de sa mise sous tension préalable. Lors du serrage engendré par l'anneau ressort 27, ce dernier reste dans le logement 30 défini par la bague de retenue 25 qui est solidaire en translation de la bague extérieure 20.

Les secteurs 7 de la jupe fendue 5 sont resserrés sur le tube souple 1 et soit les nervures axiales 29 (figures 1,2), soit les nervures annulaires 31 (figure 10), sont pressées sur le tube déformable 1 pour en assurer le blocage.

On comprendra que sans sortir du principe de l'invention, on peut remplacer les moyens d'avancement constitués du profil de came 16, par des pas de vis, pour provoquer le déplacement axial de la bague extérieure 20, sous l'action d'une rotation relative de cette dernière par rapport à la bague intérieure 3.

On pourrait également prévoir une bague extérieure 20 guidée en translation axiale par rapport à la bague intérieure 3, sans rotation relative entre les deux bagues. Dans ce cas, le moyen de butée de fin de course angulaire et le moyen anti-retour seront adaptés à une translation purement axiale de la bague extérieure 20.

Bien que l'invention ait été décrite en référence avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Le dispositif de l'invention permet d'assurer un raccord étanche pour des circuits soumis à des pressions de 2 à 20 bars. Le montage du dispositif est rapide et nécessite un effort de serrage minimal pour l'opérateur. Ce dispositif a une bonne tenue au vieillissement et résiste aux chocs thermiques dont la température est comprise entre-20°C et + 100°C. Le dispositif de l'invention est adapté aux tolérances de fabrication courantes dans l'industrie automobile, car il permet un serrage correct pour des "Durites"ayant une épaisseur variant de +/-10%, par exemple de l'ordre de 4mm +/-0,4mm et pour des embouts ayant un diamètre d'environ 40mm variant de +/-0,25 mm. Dans un tel cas, la jupe fendue 5 présente huit ou dix fentes 6, ayant chacune une largeur d'environ lmm.