Brevet FR2689204A1 — publié le 19931001

L'invention est relative à un collier d'assemblage, destiné au raccordement bout à bout de tubes. Elle trouvera généralement son application dans le domaine de l'assemblage, et une application particulière pour l'assemblage de lignes ou tuyaux d'échappement. Pour réaliser l'assemblage de tubes, on connaît de longue date des colliers d'assemblage que l'on vient positionner autour des extrémités des tubes à raccorder et dont la fonction est double à savoir réaliser un assemblage résistant sur le plan mécanique et en outre maintenir la continuité des tubes raccordées avec une certaine étanchéité. En particulier, dans le domaine des lignes et tuyaux d'échappement, il est nécessaire que lors de l'assemblage de tubes, il y ait une étanchéité correcte pour éviter que les gaz ne s'échappent au niveau de l'assemblage Dans d'autres domaines, il est constant de réaliser de tels assemblages pour maintenir une étanchéité au gaz ou au liquide. A cet égard, on connaît des colliers d'assemblage constitués d'une bague en boucle ouverte apte à être mise en tension autour des extrémités des tubes à raccorder et de moyens d'étanchéité du raccordement mis en oeuvre au cours du serrage. Un premier type de collier connu comporte dans la partie intérieure de la bague une garniture compressible, telle qu'en caoutchouc ou autre matière synthétique, qui lors de la mise sous tension de la bague va se déformer pour épouser les parties à assembler et constituer une étanchéité. Si dans certains cas, ces colliers sont mis en oeuvre avec satisfaction, la résistance et la tenue dans le temps du matériau compressible constitue des limites importantes A titre d'exemple, ceci est totalement inadmissible dans le cas d'une ligne d'échappement o les températures des gaz circulant dans les tuyaux peuvent atteindre jusqu' 600 à 800 'C. Pour éviter l'emploi de garnitures d'étanchéité compressibles et déformables, il est connu de réaliser l'assemblage de tubes avec un emboîtement, puis l'on place autour du tube, au niveau de l'emboîtement, un collier de faible largeur afin de pouvoir appliquer sur les tubes une contrainte de déformation de ceux-ci et provoquer un rétrécissement pour mettre en contact, le plus parfaitement possible, la paroi extérieure du premier tube avec la paroi intérieure du second tube ou inversement. Ce type d'assemblage convient lorsque les caractéristiques des tubes permettent leur déformation sans demander une contrainte de serrage trop importante Si tel n'est pas le cas, il est alors nécessaire de fendre le tube extérieur pour faciliter sa déformation; ceci au détriment de l'étanchéité. Le principal inconvénient de ce type d'assemblage réside dans la déformation des tubes emboîtés au cours du serrage Ceci rend difficile le démontage de l'assemblage, cette difficulté est augmentée en outre par la corrosion. Pour éviter ces inconvénients, on connaît également des colliers d'assemblage dits "biconiques" présentant une bague en boucle ouverte dont la section est triangulaire ou trapézoïdale. Les extrémités des deux tubes ne sont plus emboîtés mais placées bout à bout et déformées pour constituer des portées coniques qui vont être appliquées l'une contre l'autre lors du serrage de la bague de profil spécial. Ces colliers biconiques évitent de devoir emboîter les tubes mais obligent également le travail de leurs extrémités pour leur conférer cette portée biconique. De leur façonnage dépend la qualité de l'étanchéité. Un autre inconvénient de ce type d'assemblage réside dans le temps de main d'oeuvre nécessaire pour d'une part réaliser les portées coniques et d'autre part réaliser la bague de profil triangulaire ou trapézoïdale. Pour autoriser un raccordement bout à bout de tubes, il est également connu des colliers dits "à languette", cette dernière venant obturer la fente existante entre les deux extrémités de la bague en boucle ouverte. Plus précisément, la bague en boucle ouverte, constituant le collier, présente à une de ses extrémités une languette, dirigée vers l'autre extrémité, qui, à cet effet, présente une rainure intérieure, dans laquelle va venir prendre place la dite languette lors du serrage, pour colmater l'écart entre les deux tuyaux au niveau de la fente présente entre les deux extrémités du collier. De la qualité de la réalisation de la rainure, et de la qualité de l'ajustement entre la languette et la rainure, dépend l'étanchéité du collier Généralement, la rainure est réalisée par emboutissage ce qui rend complique la fabrication si l'on veut obtenir un ajustement précis entre les deux éléments. Le but de la présente invention est de proposer un collier d'assemblage, destiné au raccordement bout à bout de tubes, qui permet de pallier les inconvénients des colliers et assemblages connus mentionnés ci-dessus, autorisant une bonne résistance mécanique de l'assemblage et une parfaite étanchéité, sans mettre en oeuvre de techniques compliquées de fabrication et sans nécessiter le travail des extrémités des tubes. Un des buts de la présente invention est de proposer un collier d'assemblage qui puisse être utilisé quelles que soient les caractéristiques des gaz ou liquides transportés et leur température La présente invention est adaptable à toutes les situations. Un autre but de la présente invention est de proposer un collier d'assemblage qui permette le raccordement bout à bout de tubes et qui soit facile à mettre en oeuvre sur le site de montage afin de pouvoir diminuer sensiblement le prix de revient de l'assemblage. Un autre but de la présente invention est de proposer un tel collier d'assemblage qui, dans une variante, est réalisé uniquement à partir de tôles métalliques découpées et cintrées,c'est-à-dire qui utilise des techniques de découpe traditionnelles de la tôle sans nécessiter d'usinage compliqué ni de déformation locale par emboutissage, pour néanmoins aboutir à une bonne étanchéité. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif, et qui n'a pas pour but de la limiter. Selon l'invention, le collier d'assemblage, destiné au raccordement bout à bout de tubes, notamment destiné à l'assemblage de tuyaux d'échappement, constitué d'une bague en boucle ouverte, apte à être mise en tension autour des extrémités des tubes à raccorder, et de moyens d'étanchéité du raccordement mis en oeuvre au cours du serrage, est caractérisé par le fait que les dits moyens d'étanchéité se présentent sous la forme d'un manchon, en boucle ouverte, intérieur et adapté à la dite bague, dont les extrémités coopèrent entre elles pour d'une part s'adapter aux tubes à raccorder et d'autre part constituer une chicane autorisant un contact d'étanchéité entre les dites extrémités du manchon. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins qui en font partie intégrante. La figure 1 montre une vue de face d'un raccordement bout à bout de deux tubes réalisé par un collier d'assemblage selon la présente invention. La figure 2 montre une vue en coupe selon l'axe II-II de la figure 1. La figure 3 montre une vue en coupe selon l'axe III-III de l'assemblage montré à la figure 2. La figure 4 montre une vue de face de l'assemblage illustré à la figure 1 avec coupe partielle de la bague du collier, pour montrer un détail des moyens d'étanchéité du raccordement. La figure 5 montre une vue en coupe selon l'axe V-V de la figure 2, dans une variante d'éxécution du collier. La figure 6 montre une vue partielle, développée en plan, de l'extrémité des tubes à raccorder et des moyens d'étanchéité du raccordement du collier de la présente invention selon le premier mode de réalisation. La figure 7 montre une vue en plan d'un second mode de réalisation des moyens d'étanchéité du raccordement selon la présente invention. La figure 8 montre une vue partielle, développée en plan, de l'extrémité des tubes à raccorder et des moyens d'étanchéité du raccordement du collier de la présente invention illustrés à la figure 7. L'invention concerne un collier d'assemblage, destiné au raccordement bout à bout de tubes. Bien que plus spécialement mise au point dans le cadre de l'assemblage de tuyaux dans une ligne d'échappement de véhicule, la présente invention trouvera plus généralement son application dans le cas o il est nécessaire de réaliser l'assemblage mécanique avec étanchéité, de deux tubes. La figure 1 montre le raccordement de deux tubes 1 et 2, de même diamètre, placés coaxialement bout à bout, à l'aide d'un collier d'assemblage 3. Le collier est tout d'abord constitué d'une bague 4 en boucle ouverte, cintrée, apte à être mise en tension autour des extrémités 5, 6 des tubes à raccorder. A chaque extrémité 7-8 de la bague 4, comme le montre particulièrement la figure 2, sont prévus des moyens de serrage et de rigidification 9-11 des extrémités de la bague afin de disposer d'une bonne répartition de la contrainte autour des extrémités des tubes 5-6 lors du serrage. A cet égard, les extrémités 7, 8 de la bague sont repliées pour permettre le logement de barres de rigidification 9, 10, les extrémités et les dites barres étant percées pour prévoir des boulons de serrage 11 afin d'autoriser lors du serrage le rapprochement des extrémités 7 et 8. La structure de la bague décrite jusqu a présent est similaire aux colliers connus Peu importe la bonne adaptation des dimensions du collier 3, et de la bague 4 à celles des tubes 1, 2 à raccorder bout à bout, il existera obligatoirement une fente, repérée 12 à la figure 2, entre les deux extrémités 7, 8 de la bague 4 en boucle ouverte. Cela étant, si l'écart, repéré 13 sur les figures, entre les terminaisons 14, 15 des deux tubes à raccorder 1, 2, est recouvert, sur la majeure partie du périmètre des tubes à raccorder, par la bague 4 proprement dite, au niveau de la fente 12, il subsisterait, si rien d'autre n'était prévu que la bague, une communication entre l'intérieur des tubes et l'extérieur engendrant une fuite. Pour colmater cette fuite, le collier d'assemblage de la présente invention comporte des moyens d'étanchéité du raccordement mis en oeuvre au cours du serrage. Plus précisément, comme le montrent particulièrement les figures 2 à 4, ces moyens d'étanchéité se présentent sous la forme d'un manchon 16, en boucle ouverte, intérieur et adapté à la bague 4, dont les extrémités 17, 18 coopèrent entre elles pour d'une part s'adapter aux tubes 1, 2 à raccorder et d'autre part constituer une chicane 19 autorisant un contact d'étanchéité 20-23 entre les dites extrémités 17, 18 du manchon 16. Comme le montre la figure 7, illustrant un mode de réalisation des moyens d'étanchéité, le manchon 16 est constitué par une bande en boucle ouverte, cintrée et coaxiale à la dite bague, dont le périmètre extérieur Pm est inférieur au périmètre extérieur Pt, des tubes à raccorder. Autrement dit, quand le manchon 16 va être enroulé autour du diamètre Dt il va subsister un écart "el' entre les extrémités 17, 18 du manchon en vis-à-vis, comme le montrent particulièrement les figures 4, 6 et 8. Pour constituer la dite chicane 19, dans le mode de réalisation illustré, une des extrémités, repérée 18, de la bande 16 présente au moins une encoche 24, et l'autre des extrémités, repérée 17, présente, en vis- à-vis de la dite encoche 24, une patte 25. Pour coopérer ensemble, l'encoche 24 et la patte 25 présentent un profil complémentaire de façon à ce que la patte puisse pénétrer dans l'encoche et autoriser au moins un contact 20, 21 entre les deux extrémités 17, 18 de la dite bande constituant le manchon 16. Dans le mode illustré sur les figures, la patte se présente sous la forme d'une languette, et l'encoche 24 présente, en creux, le profil de la dite languette En outre, la longueur de la patte 25 sera telle que, malgré l'espace "e", elle puisse venir coulisser dans l'encoche 24 lors du serrage du manchon 16, via celui de la bague extérieure 4, sans toutefois venir en butée dans le fond de l'encoche dont les chants 29, 30 sont parallèles. Par ailleurs, cette disposition sera avantageuse au moment de la découpe de la bande constituant le manchon 16, et telle que montrée par exemple à la figure 7, car il n'y aura pas de perte de matière malgré les parties saillantes 25 et en creux 24 engendrées. La figure 6 montre le principe de l'étanchéité réalisée lorsque le manchon présente un seul ensemble encoche 24-patte 25 Celui-ci doit alors être centré sur l'écart 13 entre les deux terminaisons 14-15 des tubes à raccorder. Cet écart 13 est obturé par la présence du manchon 16 sur la majeure partie du périmètre Cependant, étant donné l'espace "e" entre les extrémités 17, 18 de la bande 16 du manchon, il y aura communication entre l'intérieur des tubes et le volume défini entre l'extrémité de la patte 25 et l'encoche 24, volume repéré 26 à la figure 6, la communication étant simulée par les flèches 27. Cependant, grâce à l'ajustement de la patte 25 dans l'encoche 24, on crée au moins deux points de contact , 21 qui font faire barrage à l'éventuelle fuite, le reste de la surface de la zone 26 étant obturé par la présence de la bague 4 Naturellement, plus la portée sera importante en 20 et 21, plus l'étanchéité sera confortée. Par ailleurs, pour améliorer le contact entre les chants de la patte 25 et ceux de l'encoche 24, la dite patte présentera avantageusement des moyens pour engendrer, au niveau des dits contacts 20, 21, une flexibilité de la patte A cet égard, comme le montrent les figures 6 à 8, la patte 25 présente une lumière 28 définissant un contour fermé filiforme pour la patte et un effet ressort de ses chants 29, 30. Cela étant, pour faciliter la mise en place du collier sur les extrémités de tuyaux à raccorder et pour éviter un positionnement très précis du collier par rapport aux terminaisons des tubes, on prévoira avantageusement, au niveau des extrémités 17, 18 du manchon, deux pattes 25, 31 et deux encoches 24, 32, réparties de part et d'autre des terminaisons 14, 15 des tubes à raccorder. Le fonctionnement des moyens d'étanchéité dans ce cas est illustré à la figure 8 et est tout à fait similaire à celui décrit ci-dessus. La fuite virtuelle, schématisée par les flèches 33 s'effectue dans le volume 34 compris d'une part entre les extrémités 17 et 18 du manchon et les chants latéraux en vis-à-vis des pattes 25, 31 et d'autre part la surface extérieure des tubes 1, 2 et la bague 4 à ce niveau. Néanmoins, grâce à la coopération des languettes 25-31 pénétrant avec ajustement dans les encoches correspondantes 24, 32 en vis-à-vis, on crée les dits points de contact 20-23 qui constituent des barrages aux dites fuites. Comme dans le cas précédent, plus la longueur du contact 20-23 est importante, plus l'étanchéité sera efficace De même, on prévoira avantageusement le dit effet ressort des chants des pattes 25-31. Il est à noter que la présence des moyens de serrage et de rigidification 7-11 favorisera le guidage et la mise en place du manchon 16 dans la bague 4 et autour des extrémités 5 et 6 des tubes, ainsi que la pénétration des languettes dans les encoches correspondantes. En effet, étant donné l'ajustement de la languette dans l'encoche, il est important d'éviter un mauvais positionnement respectif de ces deux éléments pour éviter que le manchon ne se croque et engendre de ce fait une fuite parasite. Pour faciliter le positionnement des tubes 1 et 2 par rapport au manchon 16, ce dernier présentera avantageusement sur sa face interne des moyens 35 de positionnement des terminaisons 14, 15 des tubes à raccorder Ces moyens seront par exemple substantiellement constitués par des ergots obtenus par exemple lors du découpage du manchon, dirigés vers l'intérieur du manchon, au niveau desquels viendront en butée les dites terminaisons 14 et 15 des deux tubes. En outre, pour éviter le glissement du manchon 16 dans la bague 4, on pourra prévoir, comme le montre particulièrement la figure 5, des moyens de positionnement 36 latéralement du manchon dans la bague Ces moyens seront par exemple constitués par un refoulement vers l'intérieur des extrémités de la bague 4, emprisonnant la bande 16 du manchon entre eux. En ce qui concerne la matière, celle-ci sera adaptée en fonction des utilisations, des gaz ou liquides canalisés, de leur pression et de leur température. La bague 4 sera par exemple réalisée en métal afin d'assurer la rigidité de l'assemblage Toutefois, il pourrait être envisagé également de réaliser cette bague dans des matières plastiques. En ce qui concerne le manchon, la bande pourra être obtenue par découpage dans des tôles d'acier, d'inox, de cuivre, ou dans des plaques d'amiante, de matériau composite ou de plastique. A titre d'exemple, dans le cas spécifique du raccordement de tubes d'échappement, la bague et le manchon seront réalisés en acier traité anti-corrosion. Naturellement, d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu également être envisagées, sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1 Collier d'assemblage ( 3), destiné au raccordement bout à bout de tubes (L, 2), notamment destiné à l'assemblage de tuyaux d'échappement, constitué d'une bague ( 4) en boucle ouverte, apte à être mise en tension autour des extrémités ( 5, 6) des tubes à raccorder ( 1, 2), et de moyens d'étanchéité du raccordement mis en oeuvre au cours du serrage, caractérisé par le fait que les dits moyens d'étanchéité se présentent sous la forme d'un manchon ( 16) en boucle ouverte, intérieur et adapté à la dite bague ( 4), dont les extrémités ( 17, 18) coopèrent entre elles pour d'une part s'adapter aux tubes ( 1, 2) à raccorder, et d'autre part constituer une chicane ( 19) autorisant un contact d'étanchéité ( 20-23) entre les dites extrémités ( 17, 18) du dit manchon ( 16). 2 Collier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le manchon ( 16) est constitué par une bande en boucle ouverte, coaxiale à la dite bague ( 4), dont le périmètre extérieur Pm est inférieur au périmètre P, des tubes à raccorder, une des extrémités ( 18) de la bande présentant au moins une encoche ( 24), l'autre des extrémités ( 17) présentant, en vis-à-vis de la dite encoche ( 24), une patte ( 25) apte à pénétrer dans l'encoche ( 24) et autoriser au moins un contact ( 20, 21) entre les deux extrémités ( 17, 18) de la dite bande. 3 Collier selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la patte ( 25) se présente sous la forme d'une languette, et que la dite encoche ( 24) présente, en creux, le profil de la dite languette ( 25). 4 Collier selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la dite patte ( 25) présente des moyens ( 28) pour engendrer, au niveau du dit contact ( 20, 21), une flexibilité de la patte ( 25). Collier selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la patte ( 25) présente une lumière ( 28) définissant un contour fermé filiforme ( 29, ) pour la patte et un effet ressort de ses chants. 6 Collier selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le manchon ( 16) présente deux il pattes ( 25, 31) et deux encoches ( 24, 32), disposées de part et d'autre des terminaisons ( 14, 15) des tubes raccordées ( 1, 2). 7 Collier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le manchon ( 16) présente sur sa face interne des moyens ( 35) de positionnement de terminaison ( 14, 15) des tubes à raccorder. 8 Collier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la dite bague ( 4) présente des moyens de positionnement ( 36) latéralement du manchon ( 16) dans la bague. 9 Collier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que qu'il présente des moyens ( 9- 11) de serrage et de rigidification des extrémités ( 7, 8) de la bague ( 4) afin de disposer d'une bonne répartition de la contrainte, de favoriser le guidage et la mise en place du manchon ( 16) dans la bague ( 4) et autour des extrémités ( 5, 6) des tubes ( 1, 2).