Brevet FR2775753A1 — publié le 19990910

L'invention concerne le domaine du raccordement de tubes, en particulier de tubes d'échappement de moteur, par exemple pour véhicule automobile, l'échappement étant assuré par une ligne composée de plusieurs tubes. Afin d'obtenir un raccordement étanche, pouvant résister aux températures élevées et à des variations de température importantes ainsi qu'aux vibrations mécaniques, il est connu des colliers de serrage, par exemple du brevet FR 2618870, constitués d'un anneau ouvert, de section en forme de V inversé, et dont les extrémités comportent des éléments de guidage pour des moyens de serrage et de maintien du collier en position fermée. Le collier est mis en place sur les surfaces d'extrémité des tubes à raccorder, ces surfaces d'extrémité formant des zones d'appui complémentaires de forme conique ou biconique, comme explicité ci-après. Ce collier présente l'inconvénient d'être constitué en matériau malléable pour permettre sa mise en place, c'est-à-dire pour permettre une ouverture selon un angle suffisant pour passer autour des tubes à relier. Ainsi, soit le matériau constitutif est trop rigide et ne peut, sans déformation irréversible, être utilisé de manière étanche, soit il est trop souple et ne présentera pas les garanties d'étanchéité et de résistance suffisantes pour un usage prolongé. Pour remédier à ces difficultés, il a été proposé des colliers formés de deux parties rigides, semi-cylindriques, assemblées à l'aide de vis introduites dans des moyens de serrage disposés aux extrémités de ces parties. Cependant cette solution présente l'inconvénient de compliquer l'opération par une double mise en place et un double vissage. L'invention vise à pallier les inconvénients ci-dessus évoqués en proposant un collier étanche, facile à mettre en place, formé par un anneau continu comportant une portion formant charnière. Plus précisément, I'invention a pour objet un collier de serrage pour tubes à connecter, comportant un anneau présentant des extrémités 2 2775753 pourvus d'éléments de serrage coopérant entre eux et une portion de charnière située diamétralement opposée auxdites extrémités, cette portion servant de charnière d'ouverture et de fermeture de l'anneau. Cette portion présente préférentiellement un rétrécissement qui offre à la charnière une flexion suffisante pour permettre, sans exercer d'effort allant au-delà des forces normalement mises en oeuvre dans ce type d'équipement, une ouverture de l'anneau autour des extrémités des tubes mis en contact. Selon un mode de réalisation préféré, I'anneau est obtenu par un emboutissage qui forme une section en V inversé à hauteur constante présentant un rebord, la hauteur de l'emboutissage diminuant progressivement jusqu'à s'annuler sur des parties prédéterminées de l'anneau situées de part et d'autre de la portion de charnière, et les rebords de l'embouti présentant dans ces parties une surface de liaison avec la portion de chamrnière. Selon une caractéristique préférée, I'un des éléments de serrage comporte une vis imperdable, I'autre élément étant pourvu de moyens de serrage de cette vis. Dans un mode particulier de réalisation, il est prévu un encliquetage manuel aux extrémités de pattes de section en U servant d'éléments de serrage, pour faciliter l'accès à la position de fermeture du collier sur les extrémités des tubes assemblés. L'invention présente ainsi les avantages de permettre la mise en place de moyens de serrage en une seule pièce, facile à manipuler, et qui, grâce à la présence d'une seule portion formant chamière, présente une rigidité et une maniabilité optimisée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la lecture qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre non limitatif, en référence aux figures annexées qui représentent respectivement: - la figure 1, une vue en coupe transversale de deux tubes d'échappement avant leur connexion; 3 2775753 - la figure 2, une vue latérale d'un exemple de collier de serrage selon l'invention en position ouverte; - la figure 3, une vue latérale du collier selon l'invention en position fermée. - la figure 4, la charnière de ce collier de serrage selon une vue perspective; - la figure 5, une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 2; - la figure 6, une vue en coupe selon la ligne Vl-VI de la figure 2; - la figure 7, une vue de dessus suivant la flèche F de la figure 2, en l'absence de la vis de serrage. Sur la figure 1, qui montre la forme des extrémités de deux tubes d'échappement 1 et 2 à assembler, le tube 1 est terminé par une extrémité 3 de section en V, qui forme un bicône autour de l'axe commun A'A des tubes à connecter. Le tube 2 présente une extrémité tronconique 4 correspondant à la partie tronconique 3a du bicône 3, de manière à pouvoir former des zones de contact de surface importante une fois les tubes appliqués l'un contre l'autre. Cette application est maintenue par un collier présentant une section en V inversé, correspondant au bicône formé par les extrémités des tubes ainsi assemblés. Selon un exemple de réalisation, le collier 5 se présente sous la forme illustrée par les figures 2 et 3 selon une vue latérale, respectivement en position ouverte et fermée. Le collier 5 comporte globalement un anneau circulaire 5a, d'axe X'X, terminé par deux pattes, 6 et 7 s'étendant dans le plan de l'anneau, vers l'extérieur de l'ouverture O formée par cet anneau. Ces pattes de serrage viennent, dans cet exemple de réalisation préféré, s'encliqueter l'une à l'autre lorsque le collier est en position fermée, la vis 8 portée par l'une des pattes 7 venant se prépositionner dans l'autre patte 6 (figure 3), 4 2775753 afin de faciliter son vissage ultérieur dans un taraudage 10 formé dans cette patte. Dans la zone située autour de l'intersection de l'anneau 5a et du plan médian P du collier 5, une portion 9 de l'anneau forme une charnière apte à permettre l'ouverture et la fermeture de l'anneau. La portion de charnière 9 forme une surface cylindrique d'axe X'X, reliée à l'embouti en V par des rebords de liaison R1 et R2 qui prolongent les rebords circulaires R. Au niveau de ces rebords R, I'embouti présente une hauteur constante H. La figure 4 montre plus précisément, selon une vue perspective partielle de l'anneau, la portion de charnière 9 du collier. Cette portion se présente sous la forme d'une zone de raccordement cylindrique, reliant les flancs F1 et F2 des emboutis formant le V inversé de l'anneau 5a, de hauteur H. Cette hauteur de l'embouti diminue progressivement jusqu'à s'annuler sur des parties prédéterminées de l'anneau entourant la portion de charnière 9. Les rebords R1 et R2 des flancs de l'embouti présentent des surfaces de liaison courbes entre les rebords R et la portion de charnière 9. La courbure de ces surfaces de liaison R1 et R2 présente une première inversion par rapport à celle des rebords R au niveau de la ligne d'amorçage L afin d'obtenir une liaison continue entre les rebords R et R1 ou R2. Puis sa courbure s'inverse de nouveau pour lier de façon continue les rebords R et la charnière 9, c'est-à-dire deux surfaces cylindriques de même axe X'X et de diamètres différents. Ainsi l'anneau 5a épouse la courbure circulaire du bicône de raccordement des tubes sur toute leur surface de connexion à travers l'embouti et à la charnière de raccordement. La largeur de la portion de charnière 9 est sensiblement réduite par rapport à la largeur bord à bord que présente l'anneau 5a en dehors de cette zone. Ce rétrécissement permet d'obtenir une flexibilité suffisante lors de son ouverture, ce qui se traduit par la forme incurvée que présente la 2775753 charnière sur la Figure 2. Par ailleurs, le fait que l'emboutissage soit réalisé de manière progressive permet d'obtenir une bonne tenue sur le bicône des tubes à connecter. De plus, le fait de n'avoir qu'une seule charnière renforce également la qualité de cette tenue. Ainsi la capacité de serrage du collier selon l'invention est sensiblement maintenue au niveau de cette charnière. A chaque extrémité de l'anneau, les pattes de serrage 6 et 7 présentent un profil en U, comme illustré aux figures 5 et 6. Sur la figure 5, qui illustre une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 2, la patte 6 comporte un taraudage 10, de même pas que la vis de serrage devant être accueillie, ainsi qu'une paroi frontale 11 prolongée par un crochet d'encliquetage 12. Cette paroi frontale a une double fonction: elle sert d'une part d'appui contre la patte de serrage 7 pour équilibrer la force de serrage, afin de l'empêcher d'exercer des contraintes tendant à l'ouverture de la charnière et permettre à l'anneau de rester définitivement au contact du bicône de connexion; et d'autre part à l'ajustement des pattes de serrage par encliquetage. La vue en coupe suivant la ligne Vl-VI de la figure 2, telle que représentée à la figure 6, montre la forme en U de la patte de serrage 7, I'orifice de passage 13 de la vis, et les rebords Q des flancs de la patte 7. Une vue de dessus selon la flèche Fde la figure 2 est illustrée à la figure 7. Sur la figure 7, apparaissent les rebords Q des flancs de la section en U de la patte 7, les orifices 13 et 14, respectivement destinés à maintenir la vis de serrage et le crochet 12 de la paroi d'appui 11. De préférence, la vis est de type "imperdable", incorporée au collier grâce à un diamètre supérieur à l'orifice 13. D'autres moyens peuvent être prévus pour rendre cette vis imperdable, par exemple des moyens de blocage situés au niveau de l'orifice 13. L'encliquetage réalisé lors de la fermeture du collier permet de positionner directement la vis dans son trou de taraudage. Le collier peut 6 2775753 donc être mis en place sans l'aide d'aucun outillage annexe. L'ajustement est réalisé par rapprochement des deux pattes 6 et 7 jusqu'à obtenir un encliquetage par le crochet 12 dans l'orifice 14. Un couple de serrage de 22 Newton-mètres est obtenu sans déformation à l'aide d'un collier de serrage selon l'invention en acier inoxydable d'épaisseur de 2 mm, aucune détérioration du collier n'ayant été enregistrée jusqu'à l'application d'un couple de 30 Nm. Un moulage conforme à la structure décrite étant réalisé par presse mécanique. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté. Les rebords de liaison peuvent être de surface courbe, avec au moins un changement de courbure, ou plane, et la charnière peut être, indépendamment, de surface cylindrique ou plane. La largeur des rebords de liaison peut être constante ou diminuer progressivement en direction de la portion de charnière suivant la largeur souhaitée pour cette charnière. La surface de ces rebords de liaison peut se relever entre ses extrémités, c'est-à-dire présenter en coupe un profil incliné variable, droit ou courbe. Par ailleurs, le collier a de manière générale un profil qui correspond au profil des extrémités emboîtées des tubes connectés, qu'ils soient en U, en trapèze ou à portion circulaire. Par ailleurs, les moyens de fermeture peuvent être différents d'une vis couplée à un taraudage. Tout moyen de verrouillage des pattes de fermeture l'une contre l'autre peut être adapté par l'homme du métier, par exemple par sertissage, soudage ou clipsage. 7 2775753 REVENDICATIONS 1. Collier de serrage pour tubes à connecter, comportant un anneau (5a) présentant des extrémités (6, 7) pourvus d'éléments de serrage (8,10) coopérant entre eux, caractérisé en ce qu'une portion de charnière (9) de l'anneau (5a) est formée dans une zone située diamétralement opposée aux extrémités (6, 7) pour servir de charnière d'ouverture et de fermeture de l'anneau (5a) autour des extrémités (3, 4) des tubes (1, 2) mis en contact. 2. Collier de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau (5a) est obtenu par un emboutissage qui forme une section en forme de V inversé à hauteur constante (H) pourvu d'un rebord (R, R1, R2), en ce que la hauteur de l'embouti diminue progressivement, jusqu'à s'annuler, sur des parties prédéterminées de l'anneau situées de part et d'autre de la portion de chamrnière (9), et en ce que les rebords (R) des flancs (F1, F2) de l'embouti présentent dans ces parties des surface de liaison (R1, R2) avec la portion de charnière (9). 3. Collier de serrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les rebords de liaison (R1, R2) présentent une surface courbe ayant une inversion de courbure pour permettre une liaison continue avec d'une part les rebords circulaires (R) et d'autre part la portion de charnière(9) qui présente une surface cylindrique. 4. Collier de serrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les rebords de liaison (R1, R2) et la portion de charnière (9) présentent des surfaces planes. 5. Collier de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion de charnière (9) présente une largeur inférieure à la largeur bord à bord de l'anneau (5a) en dehors de cette portion. 6. Collier de serrage selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que la largeur des rebords de liaison (R1, R2) est constante. 8 2775753 7. Collier de serrage selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que la largeur des rebords de liaison (R1, R2) diminue progressivement en direction de la portion de charnière. 8. Collier selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce que l'un des éléments de serrage (7) comporte une vis imperdable (8), l'autre élément (6) étant pourvu de moyens de vissage (13). 9. Collier de serrage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments de serrage (6,7) sont formées de pattes de section en U s'étendant vers l'extérieur de l'anneau (5a), et en ce qu'il est prévu un encliquetage manuel aux extrémités des pattes (6, 7) pour faciliter le montage et la fermeture du collier sur les extrémités (3,4) des tubes (1,2) assemblés. 10. Collier de serrage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la patte (6) d'accueil de la vis (8) comporte un taraudage (10) de même pas que la vis de serrage, ainsi qu'une paroi frontale d'appui (l1) prolongée par un crochet d'encliquetage (12), cette paroi (11) servant d'appui contre la patte de serrage (7) pour équilibrer la force de serrage et servant à l'ajustement des pattes de serrage par l'encliquetage. 11. Collier de serrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que la patte (7) de support de la vis (8) comporte des rebords (Q) des flancs de sa section en U, des orifices (13,14) respectivement destinés à maintenir la vis de serrage (8) et le crochet d'encliquetage (12) de la paroi d'appui (11).