Brevet FR2567244A1 — publié le 19860110

L'invention a pour objet un collier de serrage amélioré particulièrement destiné au serrage d'un ensemble à brides. On connaît des dispositifs de serrage utilisant des mécanismes rappelés élastiquement pour exercer une force de fermeture sur un objet à serrer. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 482 374 au nom de Ruschmeyer illustre un tel dispositif utilisant un boulon rappelé par un ressort et s'étendant à travers une paire d'organes à ouvertures montés aux extrémités opposées d'un moyen de serrage. La fermeture de ce moyen comprime le ressort contre le boulon et pousse les pièces à ouvertures l'une vers l'autre afin de serrer l'objet. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 133 060 au nom de Stephens se rapporte à un dispositif de fermeture pour des appareils de cuisson sous pression, comprenant une bande flexible qui est tirée pour fermer le couvercle et le corps de l'appareil au moyen d'un mécanisme à genouillère composé d'une poignée, d'une paire d'éléments de liaison articulés pour pivoter et un ressort contenu dans un logement prévu à une extrémité de la bande flexible. La fermeture du mécanisme à genouillère comprime le ressort et exerce une force de fermeture pour fermer l'appareil de manière étanche. La défaillance du ressort se traduit par un glissement de la bande flexible équivalent à la distance existante entre les spires du ressort qui n'est pas suffisante pour rompre la fermeture étanche et pour provoquer la perte de la pression à l'intérieur de l'appareil de cuisson. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 324 356 au nom de Brown décrit un moyen de serrage utilisable en rapport avec les structures de couverture, pour des couver- cles de réservoir de véhicule, des couvercles de trou d'homme, etc. Le moyen de serrage comprend un bras monté pivotant s'étendant diamétralement au-dessus du couvercle et un mécanisme de fermeture ayant un élément de rappel pour forcer te bras vers le bas au-dessus du couvercle et exercer une pression sur celui-ci quand il est en position de fermeture. D'autres dispositifs de serrage avec ressort de rappel sont illustrés par les brevets américains n 889 042 au nom de Powers et n 1 564 837 au nom de Edeborg. Selon un premier aspect de l'invention, celle-ci apporte un collier de serrage à genouillère comprenant: un premier et un second moyen de serrage réunis l'un à l'autre de manière pivotante pour recevoir des objets à serrer entre eux, une poignée montée pivotante par rapport à l'un des moyens de serrage, un étrier comprenant un moyen générateur de force et monté par rapport à la poignée de telle sorte que par suite d'un mouvement de celle-ci à partir d'une première position à une seconde position le moyen générateur de force est déplacé jusqu'à une première position pour engendrer une force de serrage des objets ensemble par une première force de serrage, et un moyen permettant après affaiblissement ou défaillance du moyen générateur de force un déplacement de ce moyen générateur de force jusqu'à une seconde position dans laquelle les objets restent serrés ensemble sous l'effet d'une force inférieure à ladite première force de serrage, de sorte qu'on obtient un fonctionnement à l'abri d'une défaillance. Selon un aspect préféré de l'invention, les objets à serrer ensemble comprennent une paire d'ensembles à brides dans lesquels chaque ensemble comprend un moyen pour recevoir un anneau de centrage ayant une partie d'espacement à largeur prédéterminée et comprenant un moyen pour recevoir un joint élastique qui, lorsque le moyen générateur de force est à sa première position, est comprimé jusqu'à la valeur de la lar- geur de la partie d'espacement pour créer un contact étanche au fluide et qui, à la suite de l'affaiblissement ou de la défaillance du moyen générateur de force, subit encore une compression qui est diminuée mais qui est encore suffisante pour maintenir l'étanchéité au fluide. Selon un autre aspect préféré de l'invention, le moyen générateur d'une force de serrage comprend un élément en T dont la branche transversale est apte à s'engager avec l'autre moyen de serrage, et un moyen de rappel engagé fonc- tionnellement avec l'éLément en T pour pousser celui-ci en direction de la première position de serrage. De préférence, l'étrier a des parois latérales espacées présentant des fentes allongées opposées et la branche transversale de l'élément en T est montée pour être capable de mouvements alternés dans ces fentes, l'importance de ces mouvements alternés étant définie par la longueur desdites fentes. Conformément à un autre aspect préféré de l'inven- tion, le mécanisme à genouillère comprend un moyen de verrouillage pour verrouiller ensemble la poignée et l'étrier afin d'empêcher tout mouvement relatif entre eux quand le mécanisme à genouillère est à sa position fermée de serrage. On donnera maintenant une description de l'inven- tion, sans intention limitative, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation d'un collier de serrage conforme à l'invention avec le mécanisme à genouillère en position de fermeture, - la figure 2 est une vue d'extrémité du collier de serrage de la figure 1, - la figure 3 est une vue en élévation du collier de serrage de la figure 1 montrant le mécanisme à genouillère en position d'ouverture, - la figure 4 est une vue en élévation du collier de serrage de l'invention montrant des brides en état de serrage à l'aide de ce collier, - la figure 5 est une vue en coupe selon V-V de la figure 1, - la figure 6 est une vue de côté des brides de la figure 4, - la figure 7 est une vue en coupe de l'ensemble à brides de la figure 6. En se reportant d'abord aux figures 1 et 2 on peut voir que le collier de serrage de l'invention, désigné par la référence générale 2, comprend un premier et un second moyen de serrage 4, 6 réunis ensemble par une articulation en un point d'articulation 8. Un mécanisme à genouillère, désigné par la référence générale 10, est monté pivotant sur le premier moyen de serrage 4 en un point de pivotement 12 d'une partie extrême 13 de ce moyen de serrage 4; et ce mécanisme comprend une poignée 14 ainsi qu'un étrier 16 monté pivotant sur la poignée 14 en un point de pivotement 18. L'étrier 16 comprend un moyen générateur de force de serrage, désigné par la référence générale 20, comprenant un élément en T 22 ayant une branche transversale 24 susceptible de s'engager dans un évidement 26 prévu dans une partie extrême 28 du moyen de serrage 6. Le moyen 20 générateur de force de serrage comprend aussi un moyen de rappel qui est représenté sur les dessins comme comprenant un ressort de compression 30 bien qu'il soit possible, comme on le comprendra facilement, que n'importe quel moyen de rappel élastique puisse être utilisé et que l'invention n'impose pas un ressort de compression. En variante, bien qu'ils ne soient pas représentés, des agencements différents du mécanisme à genouillère sont inclus dans le cadre de l'invention. Ainsi, par exemple, les positions relatives du-point de pivotement 18 et de l'évide- ment 26 peuvent être modifiées de façon que le point de pivotement de l'étrier 16 se trouve sur la partie extrême 28 du moyen de serrage 6 et que l'évidement 26 se trouve à la périphérie extérieure de la poignée 14. Comme le montrent mieux les figures 1 et 2, l'étrier 16 a des parois latérales espacées 32, 34 présentant des fentes allongées opposées 36, 38; la branche transversale 24 de l'élément en T 22 est montée dans ces fentes pour y exécuter des mouvements alternés. L'étrier 16 comprend aussi une base 40 qui s'étend entre les parois latérales 32, 34 et qui sert de support au ressort de compression 30. Un moyen de centrage 42 est monté sous la face inférieure de la branche transversale 24 afin de maintenir L'élément en T 22 en position centrale à l'intérieur du ressort de compression 30; ce dernier est en appui contre Le moyen de centrage 42. Comme le montre plus clairement la figure 2, La branche centrale 44 de l'élément en T s'étend à travers une ouverture ménagée dans la base 40 et cette disposition maintient l'élément en T 22 en position centrale à l'intérieur de l'étrier 16. Le moyen de centrage 42 et la branche centrale 44 servent aussi à retenir le ressort de compression à l'intérieur de l'étrier et à empêcher qu'il se dégage de ce dernier. La figure 3 montre que le dégagement du moyen générateur de force de serrage 20 et du second moyen de serrage 6 est obtenu par pivotement de la poignée 14 autour du point de pivotement 12 de la gauche vers la droite quand on regarde cette figure 3. Quand ce mouvement est exécuté, l'étrier est déplacé initialement vers la droite par suite du mouvement de pivotement autour du point de pivotement 18, et ce mouvement est suivi d'un mouvement vers le bas de l'étrier quand la poignée 14 approche de la position représentée sur la figure 3 o les points de pivotement 12 et 18 sont appro- ximativement en position latérale l'un par rapport à l'autre. Dans cet état, l'étrier a été déplacé vers le bas par rapport au second moyen de serrage 6 d'une distance suffisante pour permettre à la branche transversale 24 de se dégager de l'évidement 26 et de permettre le libre mouvement pivotent de l'étrier 16 autour du point de pivotement 18. Les moyens de serrage 4, 6 peuvent alors être déplacés librement l'un par rapport à l'autre autour du point de pivotement 8, ce qui facilite l'introduction ou l'enlèvement d'un objet à serrer comme on l'expliquera en détail ci-dessous. Sur la figure 4 un ensemble 46 de brides est re- présenté en état de serrage par le collier de serrage 2. Cet ensemble 46 à brides est visible de façon plus détaillée sur les figures 6 et 7; il comprend une paire d'éléments latéraux 48, 50 ayant une partie cylindrique 52, 54 et une bride 56, 58 de diamètre supérieur à celui de la partie cylindrique correspondante. Chaque élément latéral 48, 50 présente un logement cylindrique 59, 60 visible sur la figure 7 qui abrite un anneau de centrage 62 ayant une partie d'espacement 62a à faces latérales verticales 63a et 63b et une rainure 62b pour tenir en place un joint d'étanchéité élastique 64. Comme le montre la figure 7, le joint d'étanchéité 64 est supporté par l'anneau de centrage 62 et il est serré entre les faces intérieures 66, 68 des brides 56, 58. Chaque élément latéral 48, 50 peut avoir une surface tronconique s'étendant entre la partie cylindrique 52, 54 et la bride 56, 58; ces surfaces tronconiques 70, 72 sont destinées à être contenues dans les moyens de serrage 4, 6 pour être serrées par ces derniers comme on l'expliquera en détail plus loin. Il doit être entendu que l'ensemble à brides décrit ci-dessus est particu- lier et que de nombreux autres ensembles d'autres types peuvent être utilisés dans le cadre de l'invention. En se reportant aux figures 4 et 5, on peut voir que le collier de serrage 4, 6 représenté à titre d'exemple peut comprendre une surface de serrage interne incurvée 74, 76 ayant une surface de base 78, 80 et des surfaces inclinées de serrage 82, 84 destinées à s'engager en produisant un serrage avec les surfaces tronconiques 70, 72 des brides. Comme le montre la figure 5, les moyens de serrage 4, 6 ont chacun en section droite un profil essentiellement en U avec sur l'un et l'autre côté des parois latérales des surfaces intérieures de serrage 74, 76 qui sont plus minces en section droite et qui définissent des surfaces inclinées 82, 84 sur l'un et l'autre côté des surfaces de serrage. Il en résulte que la force primaire de serrage sur l'ensemble à brides est exercée par les surfaces internes de serrage 82, 84. A nouveau il doit être compris que les moyens de serrage ci-dessus sont donnés à titre d'exemple et que de nombreux détails des moyens représentés peuvent être modifiés dans le cadre de l'invention. Pendant l'utilisation, l'ensemble à brides 46 est introduit à l'intérieur du moyen de serrage 4, le moyen de serrage 6 est fermé autour de l'ensemble à brides, puis on fait pivoter l'étrier 16 autour du point de pivotement 18 jusqu'à son engagement par recouvrement avec la partie extrême 28 du moyen de serrage 6 afin que la branche transversale24 soit alignée avec l'évidement 26. La poignée 14 est alors tournée de la droite vers la gauche en direction de sa position de fermeture visible sur la figure 4, ce qui se traduit par l'engagement de la branche transversale 24 dans l'évidement 26. Quand la poignée 14 a atteint sa position de fermeture, les moyens de serrage 4 et 6 sont poussés l'un vers l'autre en engagement de serrage avec l'ensemble à brides 46 et la branche transversale 24 est poussée contre la force de rappel du ressort de compression 30 dans les fentes allongées 36, 38 à partir de la position 89 visible sur la figure 1 o cette branche transversale est en butée avec les extrémités des fentes allongées 36, 38 jusqu'à une première position de serrage 90 visible sur la figure 4. Dans cet état de fermeture, les surfaces de serrage inclinées 82e 84 sont pressées contre les surfaces tronconiques 70 et 72 et elles poussent l'un vers l'autre les éléments latéraux 48, 50 afin de comprimer le joint d'étanchéité 64 et de donner naissance à un montage étanche au fluide. Dans le cas d'une défaillance ou d'un affaiblisse- ment du ressort de compression 30 pendant que le collier de serrage est à sa position fermée de serrage (comme le montre la figure 4), la branche transversale 24 de l'élément en T 22 se déplace le long des fentes allongées 36, 38 à partir de la première position de serrage 90 jusqu'à une seconde position de serrage 94 représentée en trait mixte sur la figure 4. Quand ceci se produit, les parties extrêmes 13, 28 des moyens de serrage 4 et 6 se déplacent en s'éloignant l'une de l'autre et la force de compression sur les brides 56, 58 est réduite ce qui permet aux éléments latéraux 48, 50 de se déplacer en sens axial en s'éloignant l'un de l'autre en raison de la force d'expansion du joint d'étanchéité élasti- que comprimé 64. Toutefois, l'importance de la course dont les éléments latéraux 48, 50 se déplacent en sens axial l'un par rapport à l'autre par suite du mouvement de l'élément en T à partir de la première position de serrage jusqu'à la seconde position de serrage n'est pas suffisante pour briser le contact étanche au fluide réalisé entre les éléments latéraux 48, 50 et le joint d'étanchéité 64. Ceci se fait en dépit de la réduction de la force de serrage exercée sur les surfaces tronconiques 70, 72 par les moyens de serrage 4, 6 quand l'élément en T 22 occupe sa seconde position de serrage 94. Les fentes allongées 36, 38 sont prévues pour que le joint d'étanchéité 64 soit partiellement comprimé afin de maintenir l'étanchéité même quand le ressort 30 est défaillant ou affaibli suffisamment pour permettre le mouvement de l'élément en T 22 de la première position de serrage 90 à la seconde position de serrage 94. Les dispositions autres que le déplacement de l'élément en T 22 dans des fentes allongées 36, 28 pourraient être utilisées aussi pour établir la première et la seconde position de serrage. Ainsi, par exemple, les fentes 36, 38 peuvent être supprimées quand la largeur de la branche trans- versale 24 est inférieure à la distance entre les surfaces intérieures des parois latérales 32, 34. En remplacement des fentes éliminées il faudrait prévoir sur la branche centrale 44 une partie à diamètre réduit ayant des épaulements supérieurs et inférieurs et cette partie à diamètre réduit serait disposée à l'intérieur de l'ouverture 45. Le diamètre de cette dernière serait, bien entendu, supérieur à celui de cette partie à diamètre réduit mais inférieur au diamètre du reste de l'organe central 45. De cette façon, dans la première position de serrage, l'épaulement inférieur de la partie à diamètre réduit s'engagerait avec la base 40 ou serait proche de celle- ci cependant que dans la seconde position de serrage l'épaulement supérieur s'engagerait avec la base. Comme moyen de sécurité, le collier de serrage 2 a un moyen de verrouillage prévu dans le mécanisme à genouillère pour verrouiller celleci à sa position de fermeture comme on le voit sur les figures 1 et 4. Ce moyen de verrouillage comprend des ouvertures 96, 98 s'étendant à travers l'étrier 16 et à travers la poignée 14 respectivement pour venir en alignement axial quand la genouillère est à sa position de fermeture, et une goupille fendue ou une goupille conique 100 est prévue pour être engagée dans les ouvertures 96, 98 comme on le voit sur la figure 2. Quand la goupille 100 est en place, La poignée ne peut pas être déplacée de sa position o elle est représentée sur la figure 1 de sorte qu'une ouverture accidentelle ou involontaire du collier de serrage est ' impossible. Il ressort clairement de ce qui précède que le collier de serrage de l'invention apporte plusieurs avantages en comparaison des moyens de serrage connus et qu'il procure un progrès utile par rapport à ces derniers. En particulier, le collier de serrage de l'invention comporte un mécanisme à genouillère simple et peu coûteux comprenant un moyen générateur de force de serrage qui maintient une force de serrage sur les objets à serrer, même dans le cas de la défaillance ou de l'affaiblissement du moyen élastique de serrage. Ceci est une caractéristique très appréciable étant donné que les ressorts ou les autres moyens de serrage sont toujours sujets à des défaillances par fatigue qui se traduisent par des pertes progressives d'efficacité. Le collier de serrage de l'invention est spécialement adapté à son emploi pour le serrrage d'ensembles à brides dans lesquels le collier établit, en position de fermeture, un passage étanche au fluide qui est maintenu quand le ressort s'affai- blit ou devient défaillant. Bien entendu, un tel agencement évite aussi la situation dans laquelle le collier de serrage devient entièremeht défaillant et permet une fuite potentiel- lement dangereuse entre les brides. En outre, avec le collier de serrage de l'invention, un simple ressort tel que le ressort de compression 30 peut être utilisé pour effectuer le serrage à genouillère de l'invention à l'intérieur de tolérances acceptables sans qu'il soit nécessaire de recourir à des ressorts du type à lames imbriquées, plus coûteux, qui caractérisent certains moyens de serrage à genouillère classiques. On notera aussi que le moyen à genouillère est monté pivotant sur l'un seulement des moyens de serrage afin que, à la position d'ouverture, l'agencement à genouillère puisse être déplacé en dehors et que le second moyen de serrage puisse être déplacé librement, ce qui facilite un engagement et un dégagement facile entre les brides et le collier de serrage. De plus, la mobilité du moyen-engendrant une force de serrage entre la première et la seconde position de serrage procure une souplesse accrue dans la tolérance vis-à-vis des variations de dimensions des diverses pièces de l'ensemble à brides. Pour cette raison le moyen générateur de force de serrage est capable de fournir une force de fermeture par serrage dans une large gamme de tolérances des ensembles à brides. Il est entendu que l'invention telle que décrite ci-dessus peut être modifiée sans que l'on s'éloigne de ses caractéristiques qui ont été détaillées ci-dessus. L'inven- tion englobe toutes les modifications qui sont incluses dans son cadre et son esprit. REVENDICATIONS 1. Collier de serrage comprenant un premier moyen (4) et un second moyen (6) de serrage montés pivotants l'un par rapport à l'autre pour recevoir des objets à serrer entre eux, une poignée (14) montée pivotante par rapport à l'un de ces moyens de serrage, caractérisé en ce qu'il comprend en plus un étrier (16) incluant un moyen (20) générateur de force et monté par rapport à la poignée (14) de façon qu'à la suite d'un déplacement de celle-ci à partir d'une première position jusqu'à une seconde position, Le moyen (20) généra- teur de force est déplacé jusqu'à une première position pour engendrer une force de serrage des objets ensemble avec une première force de serrage, et des moyens (24, 36, 38) permet- tant après affaiblissement ou défaillance du moyen (20) générateur de force un mouvement de celui-ci jusqu'à une seconde position o les objets restent serrés ensemble avec une force inférieure à celle de la première force de serrage, de sorte qu'on obtient un fonctionnement à l'abri des défail- lances. 2. Collier de serrage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les objets à serrer ensemble comprennent un ensemble (46) de deux brides présentant chacune un moyen de réception d'un anneau de centrage (62) ayant une partie d'espacement (62a) de largeur prédéterminée, cette partie d'espacement (62a) comprenant un moyen (62b) de réception d'un joint élastique (64) dans lequel, sous l'effet du moyen (20) générateur de force mis à sa première positions ce joint (64) est comprimé jusqu'à la largeur de la partie d'espacement (62a) pour procurer une fermeture étanche au fluide et dans lequel, à la suite d'un affaiblissement ou d'une défaillance du moyen (20) générateur de force, ce joint (64) subit une compression moindre mais encore suffisante à maintenir l'étanchéité au fluide. 3. Collier de serrage selon l'une quelconque des revendications 1, 2 caractérisé en ce que le moyen (20) générateur de force comprend un élément en T (22) dont la branche transversale (24) est engagée avec l'autre moyen de serrage et des moyens de rappel (30) coopérant avec ledit élément en T (22) pour rappeler celuici vers la première position de serrage. 4. Collier de serrage selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen (36) et un second moyen (38) d'arrêt entre lesquels l'élément en T (22) est déplaçable dans des sens opposés entre lesdits moyens d'arrêt (36, 38) quand le moyen (20) générateur de force est déplacé entre sa première et sa seconde position. 5. Collier de serrage selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'étrier (16) comprend des parois latérales espacées (32, 34) présentant des fentes allongées opposées (36, 38), l'une des extrémités desdites fentes (36, 38) constituant le second moyen d'arrêt et la branche transversale (24) de l'élément en T (22) étant montée dans lesdites fentes (36, 38) pour y être déplaçable quand le moyen (20) générateur de force est déplacé entre sa première et sa seconde position 6. Collier de serrage selon l'une quelconque des revendications 1, 2 caractérisé en ce que le premier moyen (4) et le second moyen (6) de serrage ont chacun une section droite essentiellement en U présentant une surface de base intérieure (78, 80) et des surfaces de serrage internes (82, 84) s'éloignant de ladite surface de base (78, 80), ces surfaces de serrage (82, 84) étant destinées à s'engager pour produire le serrage avec des surfaces prévues sur les objets à serrer. 7. Collier de serrage selon la revendication 6 caractérisé en ce que les surfaces internes de serrage (82, 84) sont inclinées vers l'extérieur à partir de la surface de base intérieure (78, 80) et les surfaces correspondantes prévues sur les objets à serrer sont inclinées en correspon- dance. 8. Collier de serrage selon La revendication 7 caractérisé en ce que Les objets à serrer sont chacun du type ayant une paire d'éléments latéraux (48, 50) présentant chacun une bride (56, 58) pourvue de surfaces inclinées (70, 72), un joint d'étanchéité (64) étant disposé entre ces brides (56, 58), les surfaces internes inclinées de serrage (82, 84) des moyens de serrage (4, 6) s'engageant avec les dites surfaces inclinées (70, 72) pour pousser ces brides (56, 58) l'une vers l'autre et en contact assurant une étanchéité au fluide avec ledit joint d'étanchéité (64) par suite du mouvement du moyen (20) générateur de force de serrage jusqu'à ladite première position de serrage, le déplacement de ce moyen (20) générateur de force de serrage de sa première position de serrage à sa seconde position de serrage à la suite de son affaiblissement ou de sa défaillance maintenant lesdites brides (56, 58) et le joint d'étanchéité (64) en contact étanche au fluide. 9. Collier de serrage selon l'une quelconque des revendications 1, 2 caractérisé en ce que la poignée (14) comprend des moyens de verrouillage (96, 98) permettant de la verrouiller à sa seconde position. 10. Collier de serrage selon la revendication 9 caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comprennent des ouvertures (96, 98) s'étendant à travers l'étrier (16) et la poignée (14) ainsi qu'une goupille (100) s'introduisant dans lesdites ouvertures pour empêcher tout déplacement relatif entre l'étrier et la poignée. 11. Collier de serrage selon l'une quelconque des revendications 1, 2 caractérisé en ce que l'étrier (16) est monté pivotant sur la poignée (14) et le moyen (20) généra- teur de force exerce sa force sur l'autre des moyens de serrage (4, 6).