Brevet FR2532999A1 — publié le 19840316

COLLIER A VIS SANS FIN ET SON PROCEDE DE FABRICATION L'invention concerne les dispositifs pour la jonction des-organes de machines et les procédés pour les fabriquer et notamment les colliers à vis sans fin et les procédés pour les fabriquer. L'invention peut être appliquée avec une efficacité maximale à la jonction de tuyaux flexibles à des éléments rigides, tels que des tubes. Les colliers prévus pour cet usage sont très employés dans diverses branches de la technique, surtout dans le domaine de la construction automobile. Un collier classique à vis sans fin, très répandu dans la technique, comprend une tête avec des pattes, une vis sans fin, montée de façon qu'elle puisse tourner dans la tête et soit retenue dans la direction axiale, et un élément flexible de serrage, constitué par un ruban enroule en anneau, comportant à une extrémité des fentes transversales dans lesquelles engrènent les filets de la vis sans fin, et lie à la tête par son autre extrémité (Norme SAE 1536). La partie essentielle d'un tel collier est la liaison de l'élément flexible de serrage à la tête. Au serrage du collier, cette partie est le siège d'efforts importants, engendrant de fortes contraintes, qui peuvent provoquer la rupture du collier. Pour pouvoir encaisser les efforts avec un niveau admissible des contraintes, il faut que, à l'endroit ou il est lié à la tête, le ruban soit plus large que dans ses autres parties. On connait un procedé de fabrication d'un collier à vis sans fin comprenant une tête avec des pattes, et un élément de serrage constitue par un ruban flexible, lequel est rendu plus étroit sur toute sa longueur sauf dans la partie devant être liée à la chape, par découpage régulier des deux bords du ruban, puis découpage d'encoches dans la partie de grande largeur pour obtenir des saillies latérales, les pattes de latête étant ensuite introduites dans les encoches et rabattues-sous le ruban (brevet des Etats Unis n0 3 528 124 , 1970). Un inconvénient de ce procédé consiste dans les pertes importantes de matériau et le prix élevé des produits. Le procédé le plus avancé à l'heure actuelle~est un procédé de fabrication d'un collier à vis sans fin comprenant une tête avec des pattes et un élément de serrage constitué par un ruban flexible en matériau déformable d'épaisseur et de largeur constantes,dans lequel certaines parties des bords du ruban sont soumises à une déformation plastique de façon à former des saillies transversales latérales pour l'assemblage avec les pattes de la chape (brevet français n0 2 313 583, 1976).Pour cela, deux parties espacées de chaque bord du ruban sont soumises a une compression avec déplacement local de matériau dans la direction latérale par rapport aux bords du ruban et formation de saillies transversales latérales d'épaisseur réduite par rapport au reste du ruban, le déplacement latéral du matériau de la bande étant empêche entre les parties çomprimees. Un tel procédé permet d'économiser le matériau du ruban. Toutefois, dans ce cas, par suite de la réduction de l'épaisseur des saillies latérales de la bande, sa résistance mecanique-diminue. En outre, le façonnage du ruban requiert un outillage compliqué et comateux, n'ayant qu'une faible tenue. La complexité de l'outillage est conditionnée par le fait qu'il faut rétrécir certaines parties du ruban mince avec un très fort taux de déformation plastique transversale; La faible tenue de l'outillage est conditionnée par les efforts importants qui apparaissent lors de la déformation des parties séparées du ruban soumises a la compression.De plus, comme l'épaisseur de l'élément flexible de serrage dans la partie médiane entre les saillies est égalera l'épaisseur initiale du ruban, si le ruban n'a pas subi de façonnage complémentaire, par exemple, un poinçonnage de trous, à cet endroit, les filets de la vis sans fin, dépassant hors des fentes de l'une des extrémités de l'élément flexible de serrage, peuvent accrocher l'autre extrémité de cet élément assemblé à la tête,d'ou un abaissement de la fiabilité du collier. On s'est proposé de créer un collier à vis sans fin et un procédé de fabrication de ce colli#er qui seraient tels que les saillies latérales fa çonnées conservent leur épai#seur, le ruban n'ayant pas de solutions de continuité dans la zone des saillies, La solution consiste en un procédé de fabrication d'un collier à vis sans fin comprenant une tête avec des pattes et un élément de serrage en ruban flexible, réalisé en matériau déformable et ayant une épaisseur et une largeur constantes, suivant lequel le ruban subit une déformation plastique avec formation de saillies #transversales latérales pour l'assemblage avec les pattes de la tête, procédé dans lequel, d'après l'invention, le ruban est aplati dans# sa partie médiane:: sur une partie de longueur limitée, en conservant sa continuité et en donnant au métal constitutif la possibilité de s'élargir transversalement aux deux bords de la partie aplatie, de façon à former une partie élargie avec conservation de l'épaisseur initiale des bords du ruban, des encoches étant ensuite découpées dans les bords de la partie élargie pour la retenue des pattes de la tête, avec formation de sail- l-ies transversales latérales sur le ruban. L'invention permet ainsi d'accroltre la résistance mécanique du collier, grâce à la conservation de l'épaisseur initiale du ruban aux saillies transversales de l'élément flexible de serrage, encaissant les efforts de la tête au serrage du collier, et a la conservation de la continuité du ruban à l'endroit ou l'élément flexible de serrage est assemblé à la tête. Dans une variante préférentielle de realisation du procédé pour l'aplatissement de la partie du ruban, on emboutit d'abord d'un côté un creux ovale dans la partie médiane du ruban en formant de l'autre côté du ruban un bossage correspondant, puis on refoule ledit bossage en sens inverse, en donnant au matériau se trouvant des deux côtés du creux la possibilité de se déplacer dans la direction transversale, pour augmenter- la largeur du ruban dans la zone du creux. Cela diminue notablement les efforts nécessaires à l'aplatissement de l'élément élastique de serrage, car l'effort d'emboutissage du creux est plus petit que l'effort de déformation plastique par compression. En outre, cela simplifie l'outillage et accroît sa tenue. Il est avantageux de former à l'emboutissage un creux avec des parois latérales inclinées par rapport au plan du ruban. Une telle réalisation permet d'élargir le ruban par refoulement du bossage sans utilisation de moyens supplementaires, grâce à l'effet de coin du ruban lui-même. Selon l'une des variantes de realisation de l'invention, dans la zone des parois latérales du creux, le ruban est plus fortement aminci que dans la zone de son fond#. Cela diminue l'effort a appliquer pour refouler le-bossage du ruban. Dans une autre variante de réalisation de l'invention, le ruban est embouti de façon à former un creux de profondeur au moins égale à l'épais- seur initiale du ruban. Ceci assure un élargissement du ruban de valeur voulue lors du refoulement inverse du bossage. Il est avantageux de refouler le bossage à fleur de la surface du ruban des deux côtés de la partie déformée. Ceci permet d'utiliser, pour le refoulement, un outillage à surface active plate. Il est avantageux aussi d'effectuer le refoulement de façon à conserver un creux de profondeur plus petite que celle du creux après l'emboutissage. Ceci permet d'améliorer le fonctionnement du collier à vis sans fin en utilisation. La solution consiste aussi en un collier à vis sans fin, comprenant une tête avec des pattes, une vis sans fin filetée et montée de façon qu'elle puisse tourner dans la tête et soit retenue dans la direction axiale, et un élément flexible de serrage, constitué par un ruban enroule en anneau, comportant à une extrémité des fentes transversales, qui engrènent avec les filets de la vis sans fin, et assemble à la tête par son autre extrémité à l'aide de saillies transversales latérales, collier dans lequel, d'après l'invention, est prévu un creux ovale longitudinal, réalisé dans le ruban du côté de la vis, entre les saillies transversales latérales, l'épaisseur des saillies étant égale à l'épaisseur du ruban. Un collier ainsi réalisé est plus fiable, car on supprime le risque d'accrochage de l'extrémité de l'élément flexible de serrage assemblé à la tête, par les saillies de filets de la vis sans fin dépassant hors des fentes de l'autre bout dudit élément. Les autres objectifs et avantages de l'invention sont rendus compréhensibles par la description détaillée d'exemples de réalisation et par les dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente la vue d'ensemble du collier à vis sans fin; la figure 2 représente la vue suivant la flèche A figure 1; la figure 3 représente le schéma de pri#ncipe du procédé pour la fabrication de l'élement flexible de serrage du collier; la figure 4 représente une partie du ruban constituant l'élément flexible après la formation des saillies latérales; la figure 5 représente la même partie du ruban après le découpage des encoches;; les figures 6 à 10 representent les schémas des opérations du pro cédé et les sections transversales du ruban après l1exécution- des opéra tions# la figure li représente la coupe XI-XI figure 19 la figure 12 représente la coupe XII-XII figure il; Le collier à vis sans fin (figures 1, 2)' comprend une tête 1, une vis 2 et un élément flexible de serrage. La vis sans fin 2, ayant un filetage 4 (figure 12), est montée de façon qu'elle puisse tourner et soit retenue dans la direction axiale à l'intérieur de la tête 1.L'élément flexible de serrage est constitué par un ruban metallique 3 enroulé en anneau, ayant à l'une de ses extrémités des fentes transversales 5 dans lesquelles engrène le filetage 4 de la vis 2. L'autre extrémité du ruban constituant l'élément flexible de serrage est assemblé à la tête 1 à l'aide de saillies transversales latérales 6 dont la largeur i est plus grande que la largeur L du ruban 3 lui-même. La tête 1 comporte des pattes 7 rabattues, qui coo pèrent avec les saillies 6 du ruban 3 constituant l'élement flexible de serrage. Pour la fabrication de l'élément flexible de serrage, le ruban mé tallique 3, de largeur L'et d'épaisseur H constantesgde valeurs prédéter- minées, est soumis à une déformation plastique, de façon à former les saillies latérales 6. Pour cela, le ruban 3 est aplati dans sa partie médiane, sur une portion de longueur#limitée, sa continuité restant conservée, de telle façon que le matériau constitutif puisse s'élargir librement transversalement (figure 3).Par suite-de l'application sur la partie médiane du ruban 3 d'une pression P supérieure à la limite élastique du matériau constitutif, les bords du ruban 3 s'élargissent transversalement suivant les flèches 8, en formant une partie élargie (figure 4), l'épaisseur initiale des bords du ruban 3 restant conservée. Ceci fait, des encoches 10 sont découpées dans les bords de la portion élargies, pour les pattes 7 de la tête 1. Les parties restantes de la portion élargie constituent quatre saillies 6 (figure 5) de retenue. Comme l-'aplatissement direct de la partie médiane du ruban 3 requiert l'application d'efforts importants, il est avantageux d'exécuter l'aplatissement de la façon suivante. D'abord, dans une presse, entre une matrice 11 (figure 6) et un poinçon 12, par déplacement du poinçon 12 suivant la flèche 13, on emboutit le métal au milieu du ruban 3, à une certaine distance des bords, de façon à former d'un coté du ruban 3 une empreinte, par exemple cylindrique > ou bien, dans la variante preferenw tielle, un creux 14 de forme ovale; auquel correspond, de l'autre côté du ruban 3, un bossage 15.On obtient ainsi une ébauche deformiel6 (figure 7), dans laquelle les zones du fond 14c et des parois latérales 14a, 14b du creux 14 sont respectivement amincies jusqu'aux épaisseurs hl, h2 Il est avantageux que, dans-la zone des parois latérales 14a, 14b du creux 14, le ruban 3 soit aminci plus fortement que dans la zone 14c de ce creux 14, c'est-à-dire de respecter la condition H > h1 > h2. Ceci se traduit par un abaissement des efforts de déformation et par: un accroissement de la tenue de l'outillage. La largeur L de l'ébauche 16 dans la zone d'emboutissage reste pratiquement inchangée, tandis que le périmètre de la section transversale augmente par rapport au périmètre initial, jusqu'à une valeur correspondant au moins à la dimension 1 prescrite.Le creux 14 est embouti de façon que ses parois latérales 14a, 14b soient inclinées par rapport au plan du ruban 3 et que sa profondeur soit égale ou supé- rieure à l'épaisseur initiale H (figure 7) du ruban 3. Ensuite, le bossage 15 est refoule en sens contraire (figure 8, 9) à l'aide d'un poinçon plat 17, déplacé suivant la flèche 18 et pressant l'ébauche 16 contre une parque plane 19. Lors de cette déformation on donne au matériau du ruban 3 la possibilité de se déplacer transversalement dans la zone de déformation, des deux côtés (suivant les flèches 20, figure 8), de façon à former une partie élargie, avec conservation de l'é- paisseur initiale des bords du ruban 3. Le bossage 15 est refoulé à fleur de la surface du ruban 3 des deux côtés de la portion déformée, de fa çon qu'il reste un creux 21 de profondeur plus petite que celle du creux 14 obtenu par emboutissage. On obtient ainsi une partie de ruban déformée, présentant, au milieu, un creux ovale longitudinal 21 (figures 10, 4 et 5). La largeur l de cette partie est plus grande que la largeur initiale L du ruban 3, et l'épaisseur au milieu de cette partie est plus petite que l'épaisseur H aux bords, égale à l'épaisseur initiale du ruban 3. Plus loin, le découpage des encoches latérales 10 et des fentes transversales 5 s'effectue par les procédés et avec le matériel connus. A l'assemblage de la tête 1, de la vis 2 et de l'élément flexible de serrage, celui-ci est placé de telle sorte que le creux ovale 21, situé entre les saillies latérales 6, soit du côté de la vis 2. Ceci fait, les pattes 7 de la tête 1 sont rabattues de façon qu'elles soient engagées dans les encoches 10 entre les saillies latérales 6 de l'élément flexible de serrage. En définitive,on obtient un collier à vis sans fi#n (figures 11,12) dens lequel l'élément flexible de serrage comporte dans sa partie médiane un creux ovale longitudinal 21, situé entre les saillies latérales 6, au droit de la vis 2, et dans lequel l'épaisseur des saillies 6 est égale à l'épaisseur du ruban 3. Les sommets des filets 4 de la vis 2 traversent les fentes transversales 5 de l'élément flexibles de serrage (ruban 3) et dépassent du creux 21. Quand on fait tourner la vis 2, elle fait, déplacer l'extrémité supérieure de l'élément flexible de serrage,'d#ns laquelle sont réalisées les fentes 5, sans accrocher l'extrémité inférieure, dans laquelle, est réalisé le creux 21. #EVENDI.cATI.ONs 1.- Procédé de fabrication d'un collier à vis sans fin comprenant une tête (1) avec des pattes (7), et un élément de serrage en ruban flexible (3), réalisé en matériau déformable et ayant une épaisseur et une largeur constantes, suivant lequel le ruban subit une déformation plastique avec formation de saillies transversales latérales (6) pour l'assemblage avec les pattes (7) de la tête (1), ces pattes (7) s'engageant dans des encoches (10) entre des saillies (6) du ruban (3) et se rabcttant sous le ruban (3), caractérisé en ce que le ruban (3) est aplati dans sa partie diane sur une portion de longueur limitée, en conservant sa continuité et en donnant au métal constitutif la possibilité de s'élargir transversalement aux deux bords de la portion et de -s'aplatir de façon à former une portion élargie avec conservation de l'épaisseur initiale des bords du ruban (3), puis des encoches (10) sont découpées dans les rives de la portion élargie pour la retenue des pattes (7) de la tête (1), avec formation de saillies transversales latérales (6) sur le ruban (3). 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour l'aplatissement de la portion de ruban (3) on emboutit d'abord dans la partie médiane du ruban (3) et d'un côté, un creux ovale (14), en formant de l'autre côté du ruban (3) un bossage (15) correspondant, puis on refoule ledit bossage (15) en sens inverse, en donnant au matériau constitutif se trouvant des deux ctes du creux (14) la possibilité de s'élargir transversalement, pour augmenter la largeur du ruban (3) dans la zone du creux (14). 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'emboutissage s'effectue de façon a obtenir un creux (14) ayant des parois la térales (14a, 14b) inclinées par rapport au plan du ruban (3). 4.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'emboutissage du creux (14) s'effectue de façon que dans la zone de ses parois latérales (14a, 14b) le ruban (3) soit plus fortement aminci que dans la zone de son fond (14c). 5.- Procédé selon la revendicetion 2, caractérisé en ce que l'emboutissage s'effectue de façon à obtenir un creux (14) de profordeur au moins égaie à épaisseur initiale du ruban (3). 6.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bossage (15) est refoule à fleur de la surface du ruban (3). 7.- Procédé selon la revendication 2? caractérisé en ce que le bossage (15) est refoulé de façon à conserver un creux (21) de profondeur plus petite que celle du creux (14) après l'emboutissage. 8.- Collier à vis sans fin selon la revendication 2 du procédé, comprenant une tête (1) avec des pattes (7), une vis sans fin (2) avec des filets (4), montée de façon qu'elle puisse taurner. dans la tête (1) et soit retenue dans la direction axiale, et un élément flexible de serrage, constitué par un ruban (3) enroulé en anneau, comportant à un bout des fentes transversales (5), qui engrènent avec les filets (4) de la vis sans fin (2), et assemblé par son autre bout à la tête (1) à l'aide des saillies transversales latérales (6), caractérisé en ce qu'un creux ovale (21) longitudinal est réalisé dans le ruban (3) du côté de la vis (2), entre les saillies transversales latérales (6), l'épaisseur des saillies (6) étant égale à l'épaisseur du ruban (3).