Brevet FR2341056A1 — publié le 19770909

La présente invention concerne les étriers d'attache a boulon double en U et suette utilisés, par exemple, dans les dispositifs d'échappement de moteurs à combustion interne de véhicules automobiles. La technique connue de ce genre d'attaches est, pour la plus grande partie, dérivée d'un assemblage de base comprenant une tige, ou boulon double, en U, comprenant une anse semi-circulaire reliant en une seule pièce deux branches parallèles recevant en coulissement axial, une sellette en tale d'acier ayant deux parties tubulaires qui reçoivent et engainent les branches du boulon, et qui sont reliées par une cloison centrale, s'étendant transversalement entre les gaines tubulaires auxquelles elle est intégrée. La sellette comporte un bord de support de pièce, incurvé selon le rayon de llanse du boulon et en opposition a celui-ci. Les extrémités libres des branches du boulon sont filetées pour recevoir des écrous de fixation, qui sont serrés contre des rondelles de blocage interposées entre ces boulons et les extrémités voisines de gaines tubulaires, afin d'avancer la sellette pour bloquer mutuellement les tubescylindriquesaccouplésen emboitement et disposés entre l'anse et le bord incurvé de la sellette. Des exemples de ce genre d'attaches de technique antérieure, qui sont les plus voisins de l'invention, sont donnés dans les brevets des Etats-Unis d'#mérique n0 2 719 345, 3 137 053 et 3 772 745 lesquels comportent tous des sellettes constituées d partir d'une ébauche allongée et plane,en tale relativement mince. Cette ébauche est découpée, emboutie et laminée, ou conformée autrement, po# réaliser la cloison centrale reliant d'une seule pièce deux parties tubulaires qui sont disposées pour coulisser axialement sur les branches du boulon en U associé.Dans certains cas, la cloison de sellette ne comporte qu'une tale simple, et, dans d'autres cas, elle est constituée de deux tôles identiques, jointes parallèlement en contact total de surfaces, ou à intervalle avec ou sans une même feuille intermédiaire d'espacement. Dans tous les cas, le bord de support de pièce de la sellette doit pouvoir exercer un effort suffisant de serrage pour former une gorge semi-circulaire à la fois dans les parties intérieure et extérieure d'un raccord de conduits tubulaires emboîtes, qui utilise l'attache. Effort de serrage appliqué est fonction de la valeur du couple auquel les écrous de fixation sont finalement soumis lorsqu'ils sont remontés le long des extrémités filetées des branches du boulon en U. Autant que l'on sache, les attaches de ce genre ont des cloisons de sellette qui ne comportent pas d'élément longitudinal de renforcement et ont tendance de ce fait à une torsion latérale et au cintrage lorsqu'ils sont serrés a des couples atteignant environ 2,2 m/kg. Les sellettes d'attaches renforcées longitudinalement décrites dans le brevet précipité n0 3 772 745 résistent convenablement à ces torsion et cintrage à des couples beaucoup plus élevés, atteignantjusqu'8 environ 5,5 m/kg.Cependant, dans l'état actuel de l'industrie automobile, il est de plus en plus nécessaire de disposer d'attaches ayant une capacité de serrage beaucoup plus élevée, particulièrement pour répondre à certaines applications spécialement critiques dans le cas de dispositifs catalytiques d'antipollution montés sur les nouveaux véhicules et qui doivent supporter des couples atteignant au moins 7 m/kg. Les attaches à boulon en U utilisant des sellettes réalisées selon l'invention doivent supporter facilement un couple atteignant environ 11 m/kg. Cette augmentation de capacité de blocage particulièrement lourde assure un coefficient élevé de sécurité pour satisfaire aux conditions de service beaucoup plus dures que celles normalement requises dans ces installations actuelles a charge élevée. Les sellettes d'attaches de l'invention sont constituées d'au moins quatre épaisseurs de ttle qui est très résistante, en acier ordinaire, dans la région de cloison et auxquelles est ajouté un élément longitudinal de renforcement entièrement nouveau. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris b l'aide de la description qui va suivre d'exemples préférés de réalisation, et des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une sellette selon l'invention assemblée a un boulon en U d'utilisation - la figure 2 est une vue en élévation latérale de l'attache de la figure 1 - la figure 3 est une coupe longitudinale selon la ligne 3-3 de la figure 2 - la figure 4 est une vue en plan selon la ligne 4-4 de la figure 2 - la figure S est une vue en plan de l'ébauche b partir de laquelle la sellette de la figure 2 est conformée - la figure 6 est une vue analogue å la figure I d'une variante de réalisation - la figure 7 est une vue en élévation de cette variante ;; - la figure 8 est une coupe selon la ligne 8-8 de la figure 7 ; - la figure 9 est une coupe selon la ligne 9-9 de la figure 7 ; et - la figure 10 est une vue en plan d'une ébauche à partir de laquelle la sellette de la figure 7 est conformée. Dans ces deux réalisations de l'invention, ltensemble d'étrier de serrage comprend un boulon double 10 en U,assemblé a une sellette S et à deux écrous 12 de blocage à rondelles intercalées entre le bord de fond du corps de sellette et ces écrous. Ceux-ci sont vissés sur les extrémités libres des branches 13 du boulon. Ces branches s'étendent parallèlement à partir de l'anse semi-circulaire 14 du boulon, et peuvent coulisser axialement dans la sellette. L'essentiel dé l'invention appliquée dans les réalisations caractéristiques décrites dans la suite réside dans la structure et l'agencement de l'élément de sellette lui-même. Ces sellettes sont constituées à partir d'ébauches 13 planes et allongées, en tôle d'acier 2 doux, ayant une résistance d'au moins 35 kg/mm2 et dont l'épaisseur est d'environ 2,25 mm. Cet acier peut être conforméde manière précise dans la zone de cloison ou ame de sellette et soudée de manière très satisfaisante, en assurant une résistance supplémentaire considérable, avec des facilités d'emboutissage, conformation et soudage.La sellette de la première réalisatio est constItuée par deux de ces ébauches qui sont mutuellerrent soudées en un corps d'une seule pièce ; la sellette de la varlante de réalisation est constituée a partir d'une ébauche unique d'une seule pièce, qui est repliée selon deux épaisseurs. Dans la première réalisation de l'invention (figures 1 a 5), le corps dd sellette S est constitué par deux ébauches identiques A et B, dont la forme initiale est représentée sur la figure 5 et comporte une partie centrale d'âme et des extrémités opposées 18 dont les bords supérieur et inférieur sont parallèles entre eux et à l'axe longitudinal de l'ébauche. Les surfaces d'extrémité de fond des parties 18 se trouvent dans tin plan commun qui définit le bord de fond de la sellette lorsque l'ébauche est amenée a sa forme définitive.Le bord supérieur de l'ébauche est conformé selon une encoche semi-circulaire 19 dont le rayon est égal celui de la l'anse semi-circulaire du boulon en U, sur lequel la sellette est montée. L'encoche aboutit à ses extrémités dans le plan commun aux extrémités supérieures des parties 18. Dans la forme plane de départ de l'ébauche, le bord de fond de l'amie 17 est prolongé vers le bas, dans le plan de l'#me,pour constituer une bande de renforcement 20 qui est ensuite repliée sur elle-même à plat sur la partie centrale de l'âme 17 selon sensiblement sa longueur totale, entre les extrémités de fond de la partie 18.A son bord supérieur, cette bande de renforcement est amenée parallèlement a l'axe longitudinal de l'ébauche et légèrement en dessous du fond de l'encoche semi-circulaire 19, et dont la totalité est conformée en un rebord ou aile latéral 21, tel qu'il apparaît plus clairement sur la figure 3. Cette aile 21 est perpendiculaire a la surface plane voisine de l'ame 17 de manière à renforcer largement, à la fois l'âme et la bande 20, b l'encontre du gauchissement et du cintrage sous un effort résultant'un couple élevé apparaissant au serrage d'une jonction dans lequel le dispositif est utilisé. Chaque partie d'extrémité 18 de l'ébauche de sellette est emboutie pour constituer une partie semi-circulaire saillante 22 étendant de haut en bas de sa section, selon un axe normal à l'axe longitudinal de l'ébauche. Ces saillies 22 s'étendent du même caté de l'ébauche que la bande 20 et sont intermédiaires des extrémités de cette bande et des bords d'extrémité extérieure de l'ébauche, en laissant une aile plane 23 entre la partie semi-circulaire 22 et le bord d'extrémité voisine de l'ébauche.Le corps de la sellette est constitué par deux ébauches identiques, conformées ainsi, qui sont soudées entre elles par points, en relation cotncidente, leurs parties en saillie 22 étant coordonnées de manière à constituer deux étais ou fourreaux tubulaires cylindriques destinés a recevoir en coulissement axial les branches 13 du boulon en sur lequel la sellette est montée. Le plan de contact de ces deux ébauches est commun avec celui de contact des ailes d'extrémité 23, et est bissecteur des étuis tubulaires cylindriques constitués par l'adaptation des deux parties semi-circulaires saillantes 22. La variante d'ébauche représentée sur les figures 6 à 10 est constituée à partir d'une ébauche allongée et plane, de même tale d'acier que celle de la première rdalisation, mais ayant la forme représentée sur la figure 10, et qui est en fait la combinaison bout d bout et d'une seule pièce de deux ébauches identiques a celles de la figure 5. La figure 10 montre que l'ébauche de sellette S.comporte une partie médiane 25, deux parties latérales A et B, des parties d'âme 17a reliant des parties d'extrémité opposées 18a, la partie médiane 25 et les bandes de renforcement 20a s'étendant depuis les parties 17a d'âme. Les bords supérieurs de ces parties 17a comportent des encoches semicirculaires 19a, qui aboutissent leurs extrémités dans le plan commun aux extrémités supérieures des parties 18a et médiane 25. Conne dans la première réalisation, les bandes de renforcement 20a sont repliées vers le haut a plat contre les parties 17a d'âme, avec leurs bords supérieurs disposés en ligne droite parallèlement à l'axe longitudinal d'ébauche et espacés légèrement du dessous des fonds des encoches 19a. De plus, comme dans la première realisation la totalité des parties supérieures de bord des bandes 20a est constituée avec des ailes 21a qui sont repliées latéralement vers l'extérleur, angle droit, sur des surfaces planes voisines des parties 17a d' me, et, comme les parties correspondantes 21 de la première réalisation, renforcent considérablement les âme8 et les bandes a l'encontre du gauchissement et du cintrage. Chaque partie 18a d'extrémité de l'ébauche de sellette est emboutie de manière å constituer une saillie semi-cylindrique 22a allant du sommet au fond de sa section, sur un axe normal b l'axe longitudinal de l'ébauche et, comme dans la réalisation précédente, s'étendant latéralement du même cté de l'ébauche que les bandes 20 laissant une aile plate 23a entre les saillies 22a et le bord d'extremite voisine de l'ébauche. Lorsque l'ébauche est amenée 3 sa forme définitive, la partie médiane 25 est cintrée pour constituer un fourreau ou étui cylindrique tubulaire 26 dans lequel doit coulisser axialement une branche 13 du boulon en U, sur lequel la sellette doit étre montée. Le corps d'ébauche est replié plat sur lui-meme > selon l'axe du fourreau 26, pour amener les surfaces ouvertes des saillies semi-cylindriques 22a coopérer pour constituer le fourreau cylindrique > recevant en coulissement l'autre branche 13 du boulon en-U. Ce repliement de l'ébauche constitue le corps de sellette ayant deux parties latérales A' et B' identiques et en co#ncidence > comme il apparatt plus clairement sur la figure 9.Ces parties cylindriques et ailes 23a sont en contact total de surfaces selon un plan de contact qui est bissecteur des fourreau cylindriques constitués par les saillies 22a et la fourreau 26. Comme dans la première réalisation, cette sellette présente finalement le même agencement de quatre épaisseurs de tale d'acier sur la majeure partie de sa région d'âme, entre les fourrures de branches de boulon, donnant une épaisseur totale de 9 mm dans la zone de l'ame renforcée. Dans ces deux réalisations de l'lnvention, au montage de la sellette sur les branches du boulon en U, avec un accouplement de deux éléments de tubulure métallique emboîtés, entre les encoches semi-circulaires du bord supérieur de l'âme de sellette et l'anse du boulon, l'étrier est serré par la traction exercée du fait de la rotation des écrous de blocage afin d'avancer la sellette axialement le long des branches de boulon, afin de comprimer l'accouplement et d'y enfoncer un bourrelet tubulaire en réalisant une jonction étanche aux fluides sur toute la circonférence totale du joint, soit 3600. Plus l'épaisseur totale du raccord emboîté est élevée, plus grand est le couple exercé pour déplacer les écrous de blocage afin d'enfoncer le raccord selon un bourrelet, totalement étanche dans ce raccord. Il est connu que les sellettes utilisées dans les étriers d'attache du genre général des brevets précités ne peuvent supporter des couples atteignant 7 m/kg,du dufait qu'a ce niveau les âmes de sellettes sont gauchies latéralement et cintrées b leurs jonctions aux étuis des branches de boulon. En ce point, la poursuite du serrage est impossible. ta tendance aux gauchissement et cintrage a toujours été une difficulté que l'on avait cherché a résoudre dans la fabrication,par utilisation de tales plus épaisses et plus lourdes dans les ames de sellettes et par soudage mutuel de deux bandes parallbles, avec ou sans plaque d'écartement intercalée, pour accroître ainsi l'épaisseur de la sellette dans la zone de l'ame. Ces solutions n'ont été que des palliatifs qui n" ont pas donnés une solution satisfaisante du problème. Les ames de ces sellettes ne donnent pas de renforcement convenable évitant l'affaissement au niveau de couple de serrage supérieur 5,5 m/kg. Alors que les sellettes de l'invention supportent des couples de 11 m/kg exercés sur chaque écrou, ce qui augmente de 100 7. la possibilité de serrage, en réalisant ainsi un progrès sensible dans ces techniques ainsi que l'effet de stabilisation du renforcement longitudinal assuré par les ailes saillantes extérieurement, 21 et 21S, des deux réalisations. Les ailes ainsi réalisées sont entièrement nouvelles et n'apparaissent pas dans la technique antérieure. Il est vlnenn que des modifications et variantes peuvent entre apportées par l'homme de l'art, aux dispositifs décrits, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Sellette d'étrier de serrage à boulon double en U, caractérisée par deux pièces identiques, planes et allongées, en tôle métallique, façonnées et associées par soudage, parallèlement et en contact total mutuel de surfaces, et par une partie de réception d'une branche du boulon double, chaque extrémité des deux pièces et intégrée à celles-ci, chacune de ces pièces ayant une partie de bord, doublée par repli sur elle meme en contact total selon un plan de sa surface avec la surface extérieure de la pièce, et qui est terminée par un rebord, ou aile, tourné vers l'extérieur et s'étendant sensiblement sur l'entière longueur de la pièce comprise entre les deux dites parties de réception des branches et parallèlement a l'axe longitudinal des pièces, les deux rebords étant disposés selon un plan commun perpendiculaire à la surface intérieure de contact mutuel des deux pièces, leur bord supérieur constituant une partie de support d'un élément auquel l'étrier est fixé, les deux rebords étant situés au-dessous de cette partie de support. 2. Sellette selon la revendication 1, dans laquelle les deux parties de réception des branches du boulon sont conformées selon une section transversale semi-circulaire, en saillie latérale de la pièce correspondante du meme ctté que ladite partie doublée de bord. 3. Sellette selon la revendication 1, dans laquelle l'une des parties de réception de branches de boulon est constituée par cintrage en forme de tube cylindrique de la tôle constitutive, qui fait partie intégrante du corps de sellette. 4. Sellette. d'étrier de serrage boulon double en U, caractérisée en ce qu'elle comprend deux éléments plans, allongés et soudés mutuellement en contact de surfaces disposées parallèlement, deux éléments de réception des deux branches du boulon, voisins et intégrés a chaque extrémité respective de chaque élément plan, et un rebord de renforcement intégré, a une partie de chaque élément plan, et étendant latéralement à l'extérieur de celui-ci et sensiblement sur son entière longueur entre les deux éléments de réception dans un plan parallèle a l'axe longitudinal des deux pièces et perpendiculairement leur surface.