Brevet FR2509808A1 — publié le 19830121

Bride de fixation à étrier avec des moyens de renforce- ment tubulaires Cette invention concerne de façon générale des brides de fixation à étrier et arceau utilisées par exemple dans le système d'échappement, et ailleurs, dans les automobiles et les camions équipés de moteurs à combustion interne. Des brides de ce type servent également dans le bâtiment et la construction pour suspendre des tubes disposés en hauteur et également dans la construction de tours et d'antennes tubulaires, par exemple. Ces brides de fixation dérivent, pour la plupart, d'un ensemble de base coinportant un étrier en formle d'u d Ont C les extrémités sont filetées et dont l'anse, de forme généralement semi-circulaire, se raccorde d'une slu pièce à deux branches parallèles sur lesquelles est monté, de façon à pouvoir coulisser axialement, un arceau en tile métallique, cet arceau comportant des portions tubulaires dans lesquelles sont logées les branches filetées de l'é- trier, ces portions tubulaires étant reliées par une âme centrale s'étendant transversalement entre les logements tubulaires et d'une seule pièce avec eux L'arceau a un bord coopérant avec la pièce à fixer, qui est incurvé et a le même rayon que l'anse de l'étrier Des écrous sont fixés sur les portions terminales libres filetées des branches de l'étrier, et ces boulons sont vissés contre les extrémités adjacentes des logements tubulaires pour rapprocher l'arceau et l'étrier et serrer fortement une paire de tubes cylindriques emboîtés l'un dans l'autre et disposés entre l'anse de l'étrier et le bord incurvé de l'arceau Eventuellement, des rondelles de blocage sont interposées entre les écrous et les extrémités des loge- ments tubulaires Dans l'autre cas, une ferrure de sus- pension du type décrit dans la Demande en instance, no de série USA 188 262, est interposée entre la face supérieure de l'arceau et la face des écrous De cette manière, tout l'ensemble peut âtre supporté par la ferrure de suspension, qui est fixée au châssis du véhicule. Des exemples caractéristiques des structures antérieures sont décrits et illustrés dans les Brevets des Etats-Unis d'Amérique 2 719 345, 3 137 053, 3 955 250, 3 729 782 et 4 265 005 D'autres exemples de telles brides de serrage se trouvent dans les Brevets des Etats-Unis d'Amérique 4 056 869 et 4 183 122 Dans la plupart des dispositifs antérieurs, les arceaux sont formés à partir de flans allongés initialement plans en une tôle métallique relati- vement mince Les flans sont découpés, estampés, laminés ou formés de toute autre façon pour former une âme cen- trale raccordant deux portions tubulaires agencées pour coulisser axialement sur les branches d'un étrier associé. Dans certains des Brevets cités, l'âme n'est formée que d'une seule tôle repliée de façon appropriée pour obtenir une épaisseur supplémentaire Dans d'autres, notamment 3 955 250 et 2 719 345, l'âme est formée par deux tôle pratiquement identiques en contact mutuel surfacique. Dans d'autres, l'âme est formée à partir d'une ou de plu- sieurs ébauches repliées pour former des faces latérale- ment espacées. Actuellement, notamment dans l'industrie automobile, le bord de l'arceau en prise avec le tuyau doit exercer une pression de serrage suffisante sur les sections de tube emboîtées sur lesquelles il est appliqué de façon à y im- primer une rainure semi-circulaire Cette rainure empêche toute séparation axiale des sections de tube La pression de serrage appliquée est fonction de la valeur du couple avec lequel les écrous de fixation sont finalement serrés sur les extrémités filetées des branches de l'étrier lors du montage Il apparaît essentiel que l'arceau soit ren- forcé longitudinalement, car des essais ont montré que, dans les brides antérieures, lorsque les âmes des arceaux n'ont pas de renforcements longitudinaux, elles commencent à se tordre latéralement et à se déformer lorsque le serra- ge s'effectue avec des couples approchant 2,8 kg/m Bien entendu, les arceaux de brides ayant des moyens de renfor- cement longitudinaux résistent à ces torsions et déforma- tions pour des couples beaucoup plus élevés, par exemple 4,1 kgm Récemment, on a développé des brides encore plus rigides (voir Brevets 3 955 250 et 4 265 005). La tendance de ces dernières années a été de réaliser des brides de ce type résistant à des valeurs de couple éle- vées et cependant économiques du point de vue fabrication et poids Du fait qu'on utilise fréquemment sur un seul véhicule 4 brides ou davantage, les économies à atteindre par une réduction même légère du co Qt et du poids peuvent être importantes. L'invention propose une nouvelle bride à étrier et arceau qui est, de préférence, formée sans soudage à partir d'un simple flan de tôle et de préférence réalisée en utili- sant un outil à suivre Lorsqu'il est monté, l'arceau com- porte des moyens de renforcement tubulaires s'étendant pratiquement depuis un passage de branche d'étrier jusqu'à l'autre passage sur la partie supérieure de l'âme de l'arceau; sous une forme préférée, les moyens de renfor- cement tubulaires ont une section transversale générale- ment triangulaire La surface supérieure de l'arceau est plate sur toute sa surface, ce qui permet le montage sur une ferrure de suspension classique La large surface plate permet également d'appliquer l'arceau étroitement contre la ferrure Tout l'ensemble est adapté pour satis- faire les exigences de faible hauteur de la construction automobile actuelle, car la hauteur de l'âme peut être aussi faible que 9,5 mm La nouvelle bride forme une rai- nure presque uniforme sur les 3600 de circonférence des éléments de' tube emboîtés et reliés entre eux, sur lesquels elle est appliquée, et ce nouvel ensemble est par- ticulièrement résistant et rigide. C'est un but de l'invention de procurer une bride de jonc- tion de tubes ayant de nouveaux moyens de renforcement d'une seule pièce avec la bride, et de section transversale tubulaire. Un autre but de l'invention est de procurer une nouvelle âme d'arceau pour une bride à étrier comportant des moyens de renforcement monobloc, constitués par une seule tôle- d'acier formée dans un outil à suivre sans soudage. Un autre but de l'invention est de procurer un nouvel en- semble de bride pouvant être utilisé avec une ferrure de suspension classique et qui comporte des moyens de renfor- cement tubulaires de section transversale, de préférence triangulaire, qui s'étend d'un passage de branche d'étrier à l'autre sur la surface supérieure de l'âme de l'arceau d'autres buts de l'invention sont de procurer une bride à étrier permettant de réaliser une étanchéité poussée grâce à une indentation sous forme de rainure sur pratiquement toute la circonférence du tube. Un autre but de l'invention est de procurer une bride à arceau et étrier pouvant être économiquement fabriquée en série à partir de tôle d'acier et de barres et qui soit simple et sure en utilisation. L'invention sera bien comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de réalisations préférées en liaison avec le dessin joint sur lequel la figure 1 est une vue en élévation latérale de la bride de la présente invention installée sur deux tubes reliés entre eux; la figure 2 est une vue de devant des éléments de la bride montés sur les tubes raccordés et montrant un seul écrou fixé sur une des branches de l'étrier; la figure 3 est une coupe transversale verticale prise selon les lignes 3-3 de la figure 2, mais en ayant suppri- mé les tubes; la figure 4 est une vue de dessus du sous-ensemble d'ar- ceau; les figures 5 à 17 montrent les stades d'emboutissage suc- cessifs la figure 5 montre l'ébauche après le premier formage, le côté intérieur des passages de branches et la nervure de renforcement étant formée; la figure 6 est une vue en coupe prise selon la ligne 6-6 de la figure 5; la figure -7 est une vue en coupe prise selon la ligne 7-7 de la figure 5; la figure 8 est une vue de l'embauche de la figure 5 après encochage; la figure 9 montre l'ébauche au stade suivant de la forma- tion des rayons; la figure 10 montre le stade suivant de la frappe du bord des rayons pour procurer un bord relativement en biseau la figure 11 montre l'ébauche de la figure 10 avec les bords supérieurs rabattus; la figure 12 est une vue en coupe prise selon la ligne 12-12 de la figure 11; la figure 13 montre le stade ultérieur dans lequel on effectue le premier coudage à 900 le long de la ligne cen- trale de l'ébauche; la figure 14 montre la fin du coudage, dans lequel on a effectué un coude supplémentaire de 900 la figure 15 est une vue à grande échelle prise selon la ligne 15-15 de la figure 14; la figure 16 montre le stade final de formation de l'arceau dans lequel le bord droit de la figure 14 a été frappé pour le mettre de niveau avec les sièges d'écrous; et la figure 17 est une coupe à grande échelle prise selon la ligne 17-17 de la figure 16. L'ensemble composite décrit est -constitué seulement de quatre parties qui constituent la bride à étrier repré- sentée sur le dessin en 10 Les composants sont un étrier standard 11, le nouvel arceau 12 et deux écrous de fixa- tion 13, qui peuvent comporter des rebords de rondelle monobloc 14 Les écrous sont engagés sur les extrémités libres filetées 15 de l'étrier, chaque branche de l'étrier partant, pratiquement parallèles l'une à l'autre, de l'anse 16 de l'étrier. Comme on peut le voir sur les figures 1 à 3, l'arceau 12 peut coulissersur les branches-de l'étrier entre les écrous 13 et l'anse 16 Au montage, un raccordement de de deux sections de tube à emboîtement 17 et 18, dont un peut être la sortie du pot d'échappement d'un véhicule, est comprimé entre l'arceau 12 et l'anse 16 de l'étrier lorsque l'arceau est déplacé en direction de l'anse sous la force des écrous 13, au fur et à mesure que ceux-ci sont vissés sur les branches Afin de procurer une rainure uniforme autour des sections de tube emboîtées l'une dans l'autre, il est essentiel que l'étrier soit réalisé soi- gneusement pour obtenir une anse courbe presque parfaite. De même, on doit prendre soin à la fabrication de l'arceau pour être s Qr que le bord courbe se conforme à celui-de l'anse 16. Dans certains cas, l'ensemble à étrier et arceau 10 sert également à suspendre une section du système d'échappement, et dans certains cas, les extrémités de l'étrier 15 passent à travers des trous dans des rebords 19 d'un ensemble de crochet de suspension 20 de réalisation classique et pou- vant être monté sous la caisse du véhicule Le crochet ne fait pas partie de l'invention, mais est représenté dans son ensemble sur la figure 1 Le dispositif peut également être utilisé sans crochet et la figure 2 montre l'ensemble de cette manière. L'arceau 12 de la présente invention peut être fabriqué en toute matière acceptable et de préférence en un acier à grande résistance et à faible teneur en carbone On a également constaté que la formation de l'arceau en utili- sant les techniques de l'emboutissage progressif présente de nombreux avantages et permet de produire un arceau ayant des tolérances précises et entraîne également de grandes économies de fabrication. On se reporte maintenant plus particulièrement aux figu- res 5 à 17 Le découpage du flan et la formation de l'ar- ceau peuvent être effectués en huit stades en utilisant un outil à suivre, bien que le nombre exact de stades ne soit pas critique en ce qui concerne l'invention L'acier en bande dont est formé l'arceau est découpé en segments rectangulaires se raccordant l'un à l'autre et chaque seg- ment est alors soumis aux stades de découpe d'ébauche et de formation qui sont incorporés dans l'outil à suivre. Le premier stade tel que représenté sur la figure 5 est la première forme Ici, les côtés intérieurs des loge- ments H des branches de l'étrier sont formés ainsi que la nervure de renforcement centrale L'ébauche est repré- sentée en B et la nervure de renforcement en 21 On notera que les deux zones rectangulaires enfoncées 22 et 23 sont formées ici et que les rebords latéraux 24 et 25 sont formés ultérieurement On notera sur la figure 6 que les parois latérales partant des zones enfoncées 22 et 23 sont fortement inclinées sur la nervure de renforcement 21 et sur les rebords latéraux 24 et 25 Le stade suivant de la formation de l'arceau implique l'encochage de la première forme, comme on le voit sur la figure 8 Les encoches 26 s'étendent du bord du rebord latéral jusqu'à la nervure de renforcement 21 Leur forme en T et les bords arrondis de la portion transversale du T sont particulièrement im- portants pour la formation appropriée des sièges des écrous comme on le verra ci-après. on découpe ensuite les rayons sur chacun des côtés de l'ébauche, comme on le voit sur la figure 9, de façon à obtenir un rayon approprié pour le raccordement de tubes sur lequel il est appliqué On doit noter que les découpes de rayons 27 et 28 s'étendent à travers les parois laté- rales en pente des zones 22 et 23 et dans les rebords la- téraux 24 et 25, qui, bien entendu, procureront les loge- ments H des branches de l'étrier. Les bords des rayons 27 et 28 sont ensuite frappés sur un côté comme le représentent les lignes en tirets 29 sur la figure 10 Il en résulte un chanfrein qui amincit le bord pour améliorer la pénétration dans le tube, comme on peut mieux le voir dans la vue de l'ensemble sur la figure 3 Ces bords en biseau, lorsque l'ébauche est fina- lement repliée, forment un rayon de pénétration relative- ment aig U qui coopère avec le rayon intérieur de l'étrier pour former la rainure nécessaire dans les tubes. Comme on le voit mieux sur les figures 11 et 12, le stade suivant consiste à replier les bords extérieurs des re- bords 24 et 25 pour former les demi-caisosons nécessaires au logement des bras filetés de l'étrier On doit noter les bords retournés 30, 31, 32, 33. Le premier coude à 900 de l'ensemble de l'ébauche est re- présenté au stade suivant sur la figure 13 o Ici l'ébauche est repliée vers le haut le long du bord de la nervure de renforcement triangulaire 21, comble on le voit sur la gauche de la coupe 12-12 sur la figure 11, pour former un coude à 900 Ceci est su ivi par le deuxième coude à 90 représenté sur la figure 14, sur laqulelle l'ébauche est repliée de 180 de sorte que les deux moitiés sont en con- tact surfacique procurant la forme de base de l'ensemble d'arceau terminé, on doit noter que les portions retour- nées 30 et 31 se correspondent, cct;mre on le oit mieux sur la vue d'ensemble de la figure 4, ainsi que les por- tions 32 et 33 qui S eont on contact linéaire complet L'âme centrale de l'arceau eprerentée en W 1 est é lalement en contact surfaciqe et se relie aux portions biseatées 29 comure on le voit sur la figure 3 On doit noter que la nervure de renforcement 21 à cette phase de la fabrication a son bord longitudinal s'étendant légèrement vers l'ex- térieur hors du plan des sièges d'écrous 35 et 36 En fait, la nervure 21 à cet endroit prend une forme légèrement incurvée en coupe transversale, comme on le voit sur la figure 15, nécessitant une frappe qui est accomplie en. confinant tout le sous-ensemble et en frappant la nervure de renforcement en utilisant un poinçon actionné par came. En frappant la nervure 21, elle prend la configuration finale de la figure 17, dans laquelle la face de la nervure de renforcement affleure avec les sièges d'écrous 35 et 36 et la configuration en coupe transversale est triangu- laire, comme on le voit sur la figure 17. Il est évident que d'autres progressions dans l'outil à suivre permettront également d'emboutir la pièce et d'éga- liser les bords de la bande C'est bien entendu la ner- vure de renforcement représentée sous une forme triangu- laire qui procure le renforcement nécessaire pour l'utili- sation correcte de la nouvelle bride. Il apparaît que les moyens de renforcement tubulaires de la bride s'étendent pratiquement d'un passage de branche d'étrier 40 à l'autre passage 41 Bien que les moyens de renforcement tubulaires soient représentés comme de sec- tion transversale triangulaire, il est du domaine de l'in- vention de procurer également une section transversale ronde, semi-ronde ou même carrée. L'utilisation de la bride apparaît aisément; lorsque l'arceau 12 est monté sur les branches 15 de l'étrier avec l'accouplement par emboîtement des deux tubes métal- liques 17 et 18 disposés entre l'évidement semi-circulaire sur le bord inférieur de l'arceau et l'anse 16 de l'étrier, la bride est serrée en vissant les écrous de fixation 13 pour faire avancer axialement l'étrier par rapport à l'arceau et comprimer ainsi l'accouplement en imprimant une indentation circulaire, ce qui forme un joint étanche au fluide sur les 3600 du joint Bien entendu, plus l'é- paisseur totale de l'accouplement emboîté est grande, plus fort est le couple nécessaire pour visser les écrous de fixation pour que la bride imprime une rainure étanche dans l'accouplement. La bride de l'invention est particulièrement utile dans le cas de ferrures de suspension du type représenté en 20 sur la figure 1 Le nouvel arceau procure une large surface plane pour s'appliquer contre la ferrure et la combinaison peut satisfaire les exigences de faible hau- teur, car la hauteur de l'âme peut descendre jusqu'à 9,5 mm. Les arceaux de bride fabriqués selon la présente invention résistent à des couples très élevés et ne risquent pas de se déformer aisément; en outre, ils procurent une excel- lente étanchéité aux gaz. Une force appliquée contre la face supérieure de la ner- vure de renforcement triangulaire 21 se décompose en vec- teurs agissant vers l'intérieur le long des côtés du triangle et appliquant les ames plus étroitement l'une contre l'autre. Revendications 1 Arceau de bride à étrier, caractérisé en ce qu'il est formé à partir d'un simple flan replié de tôle métallique, comportant deux logements parallèles espacés ( 40, 41) pour recevoir les branches de l'étrier ( 11), une âme centra- le (W) ayant un bord inférieur courbe ( 29) s'étendant entre les logements et une nervure de renforcement tubu- laire monobloc ( 21) s'étendant d'un logement à l'autre sur l'âme et formant la face supérieure de l'arceau ( 12). 2 Arceau de bride selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nervure de renforcement a une section trans- versale triangulaire. 3 Arceau de bride selon l'une quelconque des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce que les extrémités des lo- gements servent de sièges d'écrous et que la nervure de renforcement affleure à ses extrémités pour procurer une face d'arceau supérieure continue plate. 4 Arceau de bride selon la revendication 3, caractérisé en ce que la largeur de la nervure de renforcement est inférieure à la largeur des logements. 5 Arceau de bride selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flan est formé avec un outil à suivre et est replié le long des lignes délimitant les'bords supérieurs de la section de renforcement. 6 Arceau de bride selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord ( 29) est chanfreiné. 7 Ensemble de bride à étrier, caractérisé en ce qu'il comporte un étrier ( 11) ayant une portion d'anse ( 16) courbe et deux branches parallèles espacées, branches dont les extrémités supérieures ( 15) sont filetées, en arceau ( 12) formé d'un simple flan replié de tôle métal- lique ayant une paire de logements ( 40, 41) allongés pa- rallèles espacés pour recevoir les branches de l'étrier, une âme centrale (W) ayant un bord inférieur courbe ( 29) ayant le même rayon que l'anse de l'étrier et s'étendant entre les logements, et une nervure de renforcement tu- bulaire monobloc ( 21) s'étendant d'un logement à l'autre sur l'âme et en formant la surface supérieure, cet ensem- ble étant adapté pour recevoir une paire de sections de tube emboîtées, et des écrous ( 13) vissés sur les portions filetées ( 15) des branches de l'étrier. 8 Ensemble de bride à étrier selon la revendication 7, caractérisé en ce que la nervure de renforcement ( 21) a une section transversale triangulaire. 9 Ensemble de bride à étrier selon l'une des revendica- tions 7 ou 8, caractérisé en ce cqrue la nervure de renfor- cement ( 21) affleure aux extrêri-és des logements allonges O