Brevet FR2841803A1 — publié le 20040109

L'invention concerne un procédé de fabrication de bagues de serrage en métal, qui servent à fixer des manchons souples en matériau élastique sur des pièces mobiles relativement les unes aux autres, notamment à la fixation de soufflets de protection sur des joints articulés et des arbres intermédiaires d'arbres de transmission d'entraînement de véhicules. Elle concerne également un procédé de fixation de manchons souples en matériau élastique sur des pièces mobiles relativement les unes aux autres, notamment pour la fixation de soufflets de protection sur des joints articulés et des arbres intermédiaires d'arbres de transmission d'entraînement de véhicules, au moyen de bagues de serrage en métal. Pour la fixation de manchons souples du type de ceux cités, on connaît divers types de liens qui présentent des extrémités qui se chevauchent, qui peuvent être décalées réciproquement dans la direction périphérique, et qui présentent des moyens de prise réciproque par complémentarité de forme pouvant être fixés mutuellement les uns aux autres, de sorte qu'un manchon souple, en raison du rétrécissement des liens s'établissant à cette occasion, peut être fixé et immobilisé sur l'une des pièces citées. La configuration des moyens de prise réciproques s'engageant les uns dans les autres aux extrémités de bande, augmente considérablement les cots de fabrication. On connaît par ailleurs des liens du type de ceux cités, qui sont formés par un tronçon de bande plat, en tôle, dont les extrémités de bande s'engagent mutuellement l'une dans l'autre avec des protubérances et des évidements, par complémentarité de forme, de manière ajustée, en étant situées dans un même plan, les protubérances et les évidements pouvant être mutuellement sertis, écrasés ou soudés par points. De cette manière on forme un corps annulaire fermé, qui dans un premier temps présente une côte supérieure ou un ajustement avec jeu par rapport au manchon souple élastique, et qui est soumis à un refoulement de compression radial pour être fixé sur l'une des pièces citées. Ce refoulement de compression est généralement désigné par sertissage par pincement. En service continu, des liens de ce type peuvent se rompre au niveau de la zone du joint d'assemblage. (documents DE 40 09 259 Al, DE 40 21 746 Cl). Le but de la présente invention consiste à indiquer un procédé de fabrication de bagues de serrage en métal, du type de celui cité en introduction, et un procédé de fixation de manchons souples en matériau élastique, du type de celui cité en introduction, qui permettent d'offrir des bagues de serrage d'une meilleure qualité et respectivement des assemblages de fixation d'une tenue dans le temps améliorée. Dans un premier temps, ce but est atteint grâce à un procédé de fabrication de bagues de serrage en métal, du type de celui cité en introduction, qui comprend les étapes suivantes: la fabrication d'un tronçon de bande en tôle présentant des extrémités de bande se complétant mutuellement de manière ajustée, et délimitées sans contre-dépouilles en direction longitudinale, le cintrage et la fixation du tronçon de bande en une bague cylindrique avec des extrémités de bande jointives bout à bout, et le soudage des extrémités de bande pour former une bague de serrage. L'invention concerne en outre un procédé de fixation de manchons souples en matériau élastique sur des pièces cylindriques, du type de celui mentionné en introduction, qui comprend les étapes suivantes: la fabrication d'un tronçon de bande en tôle présentant des extrémités de bande se complétant mutuellement de manière ajustée, et délimitées sans contre-dépouilles en direction longitudinale, le cintrage et la fixation du tronçon de bande en une bague cylindrique avec des extrémités de bande jointives bout à bout, le soudage des extrémités de bande pour former une bague de serrage, une mise en place de la bague de serrage sur un manchon souple en matériau élastique, qui est placé sur l'une desdites pièces, et le refoulement radial de compression de la bague de serrage avec déformation plastique permanente de la bague de serrage, produisant une déformation élastique permanente du manchon souple (sertissage par pincement). Selon une configuration de l'invention, la fabrication des tronçons de bande est effectuée par une coupe à longueur à partir d'une bobine de matériau en bande. la simple coupe à longueur des tronçons de bande à partir d'une bobine dite "coil", est peu chère et ne nécessite pas d'outils de découpage à la matrice, spéciaux, tels qu'ils sont nécessaires dans le cas de la fabrication d'extrémités de bande devant s'engager l'une dans l'autre par complémentarité de forme. La désignation sans contre-dépouilles en direction longitudinale signifie ici que la totalité du tracé du bord des extrémités de bande est visible en observant dans la direction longitudinale du tronçon de bande. Cela rend possible une jonction bout à bout des extrémités de bande dans le plan du tronçon de bande, après le cintrage. Après le cintrage et la fixation, pour lesquels l'on dispose de dispositifs appropriés sur le marché, il est possible de réaliser un simple soudage bout à bout direct des extrémités de bande. A cet effet, il est possible de mettre en òuvre de préférence un procédé de soudage par laser, un procédé de soudage à l'arc de plasma ou un procédé de soudage par bombardement électronique, qui peuvent être effectués sans affaiblissement du matériau dans la région du soudage, c'est à dire notamment sans apport de chaleur excessif. Une perte de résistance du matériau au voisinage de la zone de soudage doit être évitée. Il est tout à fait essentiel que le joint soudé n'augmente pas l'épaisseur de la bande au niveau de la zone de soudage, en évitant ainsi tout traitement d'usinage mécanique/par enlèvement de copeaux ultérieur. Les extrémités de bande à bords rectilignes peuvent être coupées perpendiculairement à la direction longitudinale du tronçon de bande, ce que l'on préférera dans le cas normal et ce qui engendre les cots les plus faibles. Sous des aspects ayant trait à la résistance, il peut s'avérer plus favorable d'avoir des extrémités de bande à bords rectilignes, qui sont coupées en biais par rapport à la direction longitudinale du tronçon de bande. Le résultat conduit à une bague de serrage fermée de résistance uniforme. En premier lieu pour des raisons optiques, c'est à dire pour un aspect d'une qualité très élevée, on préférera que les extrémités de bande soient soudées l'une à l'autre de manière continue sur toute leur longueur. Si l'on considère uniquement le point de vue de la résistance, il peut s'avérer suffisant que les extrémités de bande soient soudées l'une à l'autre par points ou par tronçons, parce que les forces exercées sur la bague de serrage par un manchon souple déformé de manière élastique, n'atteignent pas, même approximativement, la limite de résistance de la bague de serrage. Pour la fixation de manchons souples, conformément à l'invention, au moyen des bagues de serrage conformes à l'invention, une telle bague de serrage doit être emmanchée par-dessus le manchon souple, avec jeu ou sans précontrainte. Cela peut se faire suivant les conditions d'implantation, après que le manchon souple ait été pour sa part emmanché sur l'une desdites pièces, le cas échéant toutefois également avant d'effectuer l'emmanchement du manchon souple sur l'une desdites pièces. Ensuite, la bague de serrage subit un refoulement de compression radial en atteignant à cette occasion le domaine de la déformation plastique, et en déformant ainsi de manière élastique le manchon souple, dans la direction radiale. Suivant le matériau du manchon souple, cette déformation élastique peut être très faible. Notamment lorsque le manchon souple s'engage avec son côté intérieur, par complémentarité de forme, dans une rainure de la pièce considérée, il n'est pas nécessaire de réaliser une précontrainte radiale élevée du manchon pour empêcher un détachement du manchon souple de la pièce. Pour démonter la fixation ou l'assemblage entre le manchon souple et la pièce, il est nécessaire de détruire la bague de serrage. La pièce, le manchon souple et la bague de serrage présentent généralement, dans la zone de leur assemblage, une section transversale circulaire, à savoir une forme cylindrique. Selon une configuration de l'invention, le refoulement de compression se fait par voie mécanique, au moyen d'un outil annulaire divisé de manière multiple. La déformation radiale peut donc s'effectuer par sertissage par pincement au moyen d'un outil annulaire divisé de manière multiple sur la périphérie, et qui comporte des segments individuels pouvant être déplacés radialement vers l'intérieur. Il est toutefois également possible de prévoir d'effectuer le refoulement de compression radial, par des forces électromagnétiques qui sont exercées sur la bague de serrage par des bobines électriques disposées selon un agencement annulaire. Il est ici avantageux que la bague de serrage soudée constitue un corps annulaire électriquement conducteur sans restrictions. Des matériaux particulièrement bien adaptés à la bague de serrage sont par exemple l'acier VA ou des alliages d'aluminium. Les bords du matériau en bande peuvent être soumis à un galetage avant la coupe à longueur, pour les arrondir. Cela permet d'éviter un endommagement du manchon souple. Plusieurs représentations ayant rapport avec la présente invention se trouvent sur les dessins annexés. Elles vont être explicitées de manière détaillée dans la suite. Les figures des dessins montrent Fig. l une bobine ("coil") du matériau de départ; Fig. 2 une bague de serrage achevée, conforme à l'invention; Fig. 3 une représentation de principe d'un dispositif pour le sertissage par pincement par voie mécanique, avec une bague de serrage conforme à l'invention, selon une vue axiale; Fig. 4 une représentation de principe d'un dispositif pour le sertissage par pincement par voie électromagnétique, avec une bague de serrage conforme à l'invention, selon une coupe longitudinale; Fig. 5 une partie d'un arbre de transmission d'entraînement comprenant deux bagues de serrage conformes à l'invention, en vue de côté. Sur la figure 1 est montrée une bobine 11 ("coil") d'un matériau en bande 12. L'extrémité de bande 13 est coupée perpendiculairement à la direction longitudinale du matériau en bande 12. Sur la figure 2 est représenté, en vue de côté, un tronçon de bande 14 ayant été cintré et comportant des extrémités de bande coupées perpendiculairement, les extrémités de bande étant désignées par les repères 15, 16; à partir du tronçon de bande 14 a été fabriquée une bague de serrage 17 conforme à l'invention, en ayant fermé le tronçon de bande 14 par un joint de soudage bout à bout 18 pour former une bague. Sur la figure 3 sont montrés une bague de serrage 17 conforme à l'invention et un dispositif de sertissage par pincement 19 de forme annulaire, constitué de six segments 20, le dispositif étant en mesure de soumettre la bague de serrage 17 à un refoulement de compression radial par une avance radiale simultanée des segments 20. Cela est indiqué par des flèches 21. Dans ce cas, dans la bague de serrage sont placés le manchon souple ici non représenté et la pièce citée sur laquelle doit être fixé le manchon souple. Sur la figure 4 sont représentés une bague de serrage 17 conforme à l'invention et un dispositif de sertissage par pincement 23, électromagnétique, qui est constitué d'un agencement de forme annulaire circulaire de bobines magnétiques 24 disposées concentriquement, le dispositif étant en mesure d'établir brusquement un champ magnétique représenté par des lignes de champ 25, et conduisant à un refoulement de compression radial de la bague de serrage 17. Cela est indiqué par des flèches 21. Le manchon souple et ladite pièce sur laquelle doit être fixé le manchon souple, qui se trouvent placés à l'intérieur de la bague de serrage, n'ont ici pas non plus été représentés. Sur la figure 5 est montré un tronçon d'un arbre de transmission d'entraînement dans la zone d'un joint articulé de rotation. Une partie de joint extérieure 26 du joint articule de rotation forme une première desdites pièces, et un arbre intermédiaire 27 relié à la partie de joint intérieure du joint articulé de rotation, forme la seconde desdites pièces. Sur chacune desdites deux pièces est emmanché un soufflet de protection 28, respectivement par une zone de collerette correspondante. Les zones de collerette 29, 30 sont fixées sur la partie de joint extérieure 26 et sur l'arbre intermédiaire, par des bagues de serrage 17, 17' qui, après l'emmanchement du soufflet de protection 28, ont été soumises à un refoulement de compression radial en produisant ainsi une précontrainte élastique du soufflet de protection. Les joints soudés 18, 18' sont visibles sur la figure. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de bagues de serrage en métal, qui servent à fixer des manchons souples en matériau élastique sur des pièces mobiles relativement les unes aux autres, notamment à la fixation de soufflets de protection sur des joints articulés et des arbres intermédiaires d'arbres de transmission d'entraînement de véhicules, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: la fabrication d'un tronçon de bande (14) en tôle présentant des extrémités de bande (15, 16) se complétant mutuellement de manière ajustée, et délimitées sans contre-dépouilles en direction longitudinale, le cintrage et la fixation du tronçon de bande (14) en une bague cylindrique avec des extrémités de bande (15, 16) jointives bout à bout, et le soudage (18) des extrémités de bande (15, 16) pour former une bague de serrage (17). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fabrication des tronçons de bande (14) est effectuée par une coupe à longueur à partir d'une bobine (11) de matériau de bande ("coil"). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les extrémités de bande (15, 16) à bords rectilignes sont coupées perpendiculairement à la direction longitudinale du tronçon de bande (14). 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les extrémités de bande (15, 16) à bords rectilignes sont coupées en biais par rapport à la direction longitudinale du tronçon de bande (14). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le soudage est réalisé en tant que soudage par laser. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le soudage est réalisé en tant que soudage à l'arc de plasma. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le soudage est réalisé en tant que soudage par bombardement électronique. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les extrémités de bande (15, 16) sont soudées l'une à l'autre de manière continue sur toute leur longueur. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les extrémités de bande (15, 16) sont soudées l'une à l'autre par points ou par tronçons. 10. Procédé de fixation de manchons souples en matériau élastique sur des pièces mobiles relativement les unes aux autres, notamment pour la fixation de soufflets de protection sur des joints articulés et des arbres intermédiaires d'arbres de transmission d'entraînement de véhicules, au moyen de bagues de serrage en métal, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: la fabrication d'un tronçon de bande (14) en tôle présentant des extrémités de bande (15, 16) se complétant mutuellement de manière ajustée, et délimitées sans contre-dépouilles en direction longitudinale, le cintrage et la fixation du tronçon de bande (14) en une bague cylindrique avec des extrémités de bande (15, il 16) jointives bout à bout, le soudage (18, 18') des extrémités de bande (15, 16) pour former une bague de serrage (17, 17'), une mise en place de la bague de serrage (17, 17') sur un manchon souple (28) en matériau élastique, qui est placé sur l'une desdites pièces (26, 27), et le refoulement radial de compression de la bague de serrage (17, 17') avec déformation plastique permanente de la bague de serrage, produisant une déformation élastique permanente du manchon souple (28) (sertissage par pincement). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le refoulement de compression se fait par voie mécanique, au moyen d'un outil annulaire (19) divisé de manière multiple. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le refoulement de compression se fait par voie électromagnétique, au moyen de bobines magnétiques (24) disposées selon un agencement annulaire.