Brevet FR2486622A1 — publié le 19820115

Collier de serrage pour tuyau souple. La présente invention concerne un collier de serrage et plus particulièrement elle a pour objet un perfectionnement à un collier de serrage pour tuyau souple constitué en un matériau élastique en tôle plane. Un collier de serrage pour tuyau souple conventionnel, désigné d'une manière générale par la référence 1, de ce type est constitué, comme représenté par exemple dans les figures lA et 1B, d'une partie de serrage annulaire 2 qui est réalisée en cintrant un matériau élastique en tôle plane 4 ayant une largeur constante B et une section rectangulaire et il comporte une partie d'extrémité formant prise 3 et une paire d'autres parties d'extrémité formant prise 3' et 3' pour faire prise pour dilater le diamètre de la partie de serrage 2. Lorsque le collier de serrage pour tuyau souple 1 ainsi formé est utilisé, un tuyau est exactement serré au moyen de la force élastique du collier de serrage pour tuyau souple 1 lui-même par les stades qui consistent à rapprocher l'une des parties d'extrémité formant prise 3 des autres parties d'extrémité formant prise 3' et 3' selon la direction indiquée par les flèches dirigées l'une vers l'autre dans la figure 1B en surmontant la force élastique du collier de serrage pour tuyau souple 1 lui-même de manière à dilater le diamètre de la partie de serrage 2, à insérer un tuyau souple (non représenté) dans l'espace central de la partie de serrage 2 ainsi dilatée et à libérer ensuite les parties d'extrémité 3 et 3', 3' qui ont été rapprochées. Il est toutefois bien connu que, lorsque les parties d'extrémité formant prise 3 et 3' sont ainsi rapprochées l'une de l'autre pour dilater le diamètre de la partie de serrage 2 comme décrit ci-dessus, des contraintes différentes sont produites en différents points tels que par exemple dans les positions respectives désignées pàr les références a, b, c et d de la partie de serrage 2, sous l'effet de la force élastique développée dans la partie de serrage lorsque l'on agit sur les parties formant prises 3 et 3' pour assurer leur rapprochement. A savoir, les contraintes les plus élevées sont produites successivement dans l'ordre des points a, b, c et d de la partie de serrage 2. En conséquence, un inconvénient important du collier de serrage pour tuyau souple 1 conventionnel est que, lorsque la force de serrage est accrue, la contrainte à la position d de la partie de serrage 2 est en particulier à un maximum et la partie de serrage 2 peut, en conséquence, être fréquemment déformée plastiquement, ce qui provoque en conséquence une rupture au point d. En conséquence, on a mis au point et proposé un collier de serrage pour tuyau souple 1 qui, comme illustré dans les figures 3A et 3B, est constitué à partir d'une tôle plane élas- tique 5 dans laquelle la largeur B de la partie de serrage 2 varie de façon linéaire, un autre collier de serrage pour tuyau souple 1 qui, comme illustré dans la figure 4, comporte une nervure de renfort 6 formée dans la partie généralement centrale de la surface périphérique extérieure dans la position de la partie de serrage 2 o apparait la contrainte la plus élevée et un autre collier de serrage pour tuyau souple 1 qui, comme re- présenté dans la figure 5, comporte une fente généralement triangulaire 7 perforée au voisinage de l'une et de l'autre des parties d'extrémité formant prises 3 et 3' qui sont soumises aux contraintes de déformation les plus faibles de la partie de serrage 2. Toutefois, tous les colliers de serrage pour tuyau souple ainsi proposés pour éliminer les inconvénients de celui conventionnel n'ont pas reçu une configuration cons- tructive qui tienne compte avec précision du moment de flexion et de la force axiale produits aux points respectifs de la partie de serrage 2 sous l'effet de la force de serrage exercée sur les parties d'extrémité formant prises de celui-ci. En conséquence les contraintes varient de façon très importante dans les parties respectives de la partie de serrage des colliers de serrage pour tuyau souple. Ceci entraîne un risque de déformation plastique qui excède la contrainte admissible sur la partie de serrage, au moment de la dilatation du diamètre de la partie de serrage des colliers pour tuyau souple conventionnels. De plus les colliers de serrage pour tuyau souple conventionnels reprennent difficilement la forme circulaire de la partie de serrage au moment o l'on serre un tuyau souple. En conséquence un premier but de la présente invention est de fournir un collier de serrage pour tuyau souple qui élimine les inconvénients cidessus mentionnés du collier de serrage pour tuyau souple conventionnel. Un autre but de la présente invention est de fournir un collier de serrage pour tuyau souple qui est parfaitement à l'abri de la déformation plastique produite dans le collier de serrage pour tuyau souple conventionnel au moment o on dilate le diamètre de la partie de serrage de celui-ci. Un autre but encore de la présente invention est de fournir un collier de serrage pour tuyau souple qui peut être conformé extrêmement facilement sous la forme préférentielle. Un but supplémentaire de la présente invention est de fournir un collier de serrage pour tuyau souple qui égalise les con- traintes produites dans les différents points de sa partie de serrage. Un autre but encore de la présente invention est de réaliser un collier de serrage pour tuyau souple qui conserve la forme circulaire de la partie de serrage même au moment du serrage d'un tuyau souple. Selon une caractéristique de la présente invention, celle- ci a pour objet un collier de serrage pour tuyau souple amélioré qui comporte une partie renflée de largeur accrue au droit de la partie de serrage, cette forme étant telle qu'elle assure une contrainte constante sous l'effet du moment de flexion et de la force axiale dans les parties respectives de la partie de serrage du collier, égale à celle dans la position d o le moment de flexion et la force axiale risquent d'être plus élevés que les valeurs prédéterminées, c'est- à-dire de dépasser la contrainte maximale admissible pour éviter une déformation plastique permanente. Les buts et caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres buts et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels Les figures lA et 1B sont des vues en plan et en perspective à plat et après mise en forme d'un collier de serrage pour tube souple con- ventionnel; la figure 2 est une vue montrant la position des points a à d de la partie de serrage du collier de serrage pour tuyau souple conventionnel; les figures 3A-et 3B sont des vues semblables aux figures IA et 1B mais il- lustrent un autre exemple de collier de serrage pour tuyau souple conventionnel; les figures 4 et 5 sont des vues en perspective d'autres colliers de serrage pour tuyau souple conven- tionnels; la figure 6A est une vue en plan à l'état développé d'un mode de réalisation préféren- tiel d'un collier de serrage pour tuyau souple conforme à la présente invention; la figure 6B est une vue en perspective du collier de serrage pour tuyau souple de la présente in- vention; les figures 7A et 7B sont des schémas qui expliquent les formules de calcul pour obtenir les contraintes aux différents points de la partie de serrage du collier pour tuyau souple et la figure 8 est un diagramme montrant les contraintes dans les différentes positions angulaires sur la partie de serrage, à partir de la position d, du collier pour tuyau souple. Se référant maintenant aux dessins, plus particulièrement aux figures 6A et 6B qui illustrent un mode de réalisation préférentiel du collier de serrage pour tuyau souple conforme à la présente invention, un collier de serrage pour tuyau souple, désigné d'une façon générale par la référence 11, est constitué par une partie de serrage annulaire 12 qui est formée, comme illustré dans la figure 6B, en courbant en continu un matériau élastique en tôle plane 14 dont la forme est illustrée dans la figure 6A, au moyen d'une presse ou d'une machine de formage, sous une configuration corres- pondant à un cercle ayant le diamètre externe du tuyau souple à insérer dans l'espace central de celui-ci et qui doit être serré par ledit collier, une partie d'extrémité formant prise 13 et une paire de parties d'extrémité formant prise 13' et 13' permettant de faire prise pour dilater le diamètre de la partie de serrage 12. La largeur B de la partie de serrage 12 formant le collier de serrage du tuyau souple 11 de la présente invention est de préférence déterminée comme indiqué ci-après. Les contraintes al et A2 qui représentent les contraintes produites sur les surfaces périphériques externe et interne du collier pour tuyau souple 11 de la présente invention sont obtenues en les calculant avec le collier pour tuyau souple 11 considéré comme une "poutre fléchissante".En con- séquence les contraintes a1 et a2 peuvent être obtenues par les formules suivantes: (1) a N + M A Ap 0 i _ e2) - k po-el dans lesquelles, dans la figure 7A, A: surface de la section = largeur B x épaisseur t; N: force axiale agissant sur la section calculée; M: moment de flexion agissant sur la section calculée; Po: rayon de courbure de la fibre neutre de la poutre fléchissante pO = r eI: distance de la fibre neutre à la surface périphérique externe =; e: distance de la fibre neutre à la surface périphérique k: constante. k: constante. Le moment de flexion M et la force axiale N agissant aux points respectifs de la partie de serrage du collier pour tuyau souple sont obtenus par les formules suivantes, avec référence à la figure 7B M = -W- r(1 + cos e) (3) N = Wecos 0 (4) dans lesquelles W représente la force de serrage de la partie de serrage lorsque les parties d'extrémité formant prises 13 et 13', 13' sont rapprochées. La partie de serrage 12 est formée de manière que, comme illustré dans la figure 8, il existe un état d'équi-contraintes dans la partie de forme élargie ayant la largeur B obtenue par la formule sui- (2) il M 1 el ai = J +Apo (1 +k-po+e, -) vante aux points o les contraintes a et a2 produites sur les surfaces périphériques externe et interne du collier de serrage pour tuyau souple 11 risquent de dépasser une valeur de référence prédéterminée telle que par exemple les valeurs de contraintes acceptables a1' et a 2. Plus parti- culièrement, les valeurs de M et N des formules (3) et (4) sont substituées dans les formules (1) et (2) et la largeur B de la partie de serrage 12 du collier pour tuyau souple 11 est obtenue par rapport aux valeurs de référence a,' et a2' comme ci-après B =M t N (5) ou B - Mt(1 - k7it> + (i (6) Ainsi la largeur de la partie de serrage 12 de ce collier pour tuyau souple 11, au point o la valeur de la contrainte peut approcher de sa limite élastique lorsque la largeur B est constante, est déterminée en calculant les formules (5) ou (6) des largeurs aux différents points de la partie de serrage 12 qui forme la partie élargie en largeur B, dans la figure 6A. Il est à noter que la largeur B déterminée en calculant les formules (5) ou (6) n'est pas appliquée à la totalité de la périphérie de la.partie de serrage 12 du collier de serrage 11 parce que, si la totalité de la périphérie de la partie de serrage était formée pour assurer un état équicontraintes, la largeur B de la partie de serrage Il au voisinage des parties d'extrémité formant prise 13 et 13' o il existe de faibles forces de flexion et axiale deviendrait,. d'une manière non admissible en pratique, extrêmement étroite. On doit comprendre d'après la description qui précède que, du fait que le collier pour tuyau souple de la présente invention est réalisé, dans sa partie de serrage, de manière que la largeur et la forme de la partie de serrage en des points prédéterminés o le moment de flexion et la force axiale développés par la force de serrage des parties d'ex- trémité formant prise sont supérieurs aux valeurs prédéter- minées,sont telles que les valeurs de la contrainte calculées sur la base de la théorie d'une poutre fléchissante soient égales sur toute la longueur et la partie élargie est formée en largeur en conséquence, ce qui Permet d'éviter qu'une déformation plastique soit produite coéuue dans le collier de serrage conventionnel au moment de la dilatation du diamètre de la partie de serrage laquelle peut être formée extrêmement faci- lement à la forme préférentielle, assure l'égalisation des contraintes produites dans les différents points de la partie de serrage du collier et permet de conserver la forme circu- laire de la partie de serrage même au moment du serrage d'un tube souple. Revendications 1. Un collier de serrage pour tube souple comprenant une partie de serrage annulaire 12 formée en cintrant un matériau élastique en tôle plane, une partie d'extrémité 13 formant prise et une paire d'autres parties d'extrémité 13' formant prise pour faire prise pour dilater le diamètre de ladite partie de serrage 12 au moyen des deux extrémités formant prises, caractérisé en ce qu'une partie prédéterminée 14 de ladite partie de serrage présente une forme élargie de manière que la largeur au droit du point o la contrainte appliquée à ladite partie de serrage est à un maximum, est maximale de manière que les valeurs de la contrainte aux différents points de la partie prédéterminée de ladite partie de serrage soient égales. 2. Un collier de serrage pour tuyau souple selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la largeur B de la partie de serrage de celui-ci est obtenue en calculant les formules suivantes par rapport aux valeurs de référence M = +1 t N+ N B ît 2r+t) 1 ou B = ---(1-1 t + cr2 rt 72r--t.-arr dans lesquelles a,' et 2' représentent les contraintes de référence qui correspondent aux contraintes admissibles M: moment de flexion agissant sur la section calculée; N: force axiale agissant sur la section calculée; r: rayon de courbure de la fibre neutre d'une poutre fléchis- sante avec ledit collier de serrage pour tuyau souple considéré comme une poutre fléchissante; t: épaisseur de la partie de serrage; k: constante.