FR3098882A1

FR3098882A1 - Collier de serrage à boucle de retenue

Info

Publication number: FR3098882A1
Application number: FR1907955A
Authority: FR
Inventors: Stéphane Drivon; Fabrice Prevot
Original assignee: Caillau SAS
Current assignee: Caillau SAS
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2021-01-22
Anticipated expiration: 2039-07-15
Also published as: CN112228643A; CN112228643B; JP2021014917A; DE102020118758A1; US20210018124A1; FR3098882B1; US11499657B2

Abstract

Collier de serrage à boucle de retenue Système de serrage pour le raccordement d'un premier et un deuxième tube (2, 4) dont les extrémités en regard présentent des surfaces de serrage en saillie par rapport à la surface extérieure cylindrique desdits tubes. Le système comprend un collier (10) qui comprend une ceinture (12) apte à être serré autour desdites surfaces de serrage. La ceinture (12) présente un premier et un deuxième flanc (13A, 13B) entre lesquels est délimité un renfoncement interne (14) apte à recevoir les surfaces de serrage. Le collier porte au moins une boucle de retenue (40) disposée à l'extérieur de la ceinture. La boucle a une première extrémité fixée au collier et une deuxième extrémité qui est libre et qui est située du côté extérieur du premier flanc (13A). La boucle est apte à adopter à une position de configuration active de retenue dans laquelle sa deuxième extrémité fait saillie vers l'axe du collier par rapport au bord du premier flanc et à être déformé par rapport à cette configuration active pour que ladite deuxième extrémité soit déplacée radialement vers l'extérieur. Figure pour l’abrégé Fig. 1

Description

Collier de serrage à boucle de retenue

Arrière-plan de l’invention

Le présent exposé concerne un système de serrage pour le raccordement d’un premier et un deuxième tube dont les extrémités en regard présentent des surfaces de serrage en saillie par rapport à la surface extérieure cylindrique desdits tubes.

Un système de serrage de ce type est connu, par exemple par les brevets européens EP 1 4514 498 et EP 2 598 785.

Dans un tel système, le collier comprend une ceinture apte à être serrée autour des surfaces de serrage des tubes. La ceinture présente des flancs entre lesquels est délimité un renfoncement interne dans lequel sont disposées les surfaces de serrage des tubes pour réaliser le serrage. Les tubes sont ainsi retenus serrés l’un par rapport à l’autre. Comme indiqué dans les brevets précités, il peut être utile de pré-monter le système de serrage sur l’extrémité d’au moins l’un des tubes avant d’opérer le serrage.

Afin de permettre un pré-montage sur les deux tubes, EP 2 598 785 préconise que le système de serrage comprenne une rondelle, retenue par rapport au collier par des pattes de fixation, et comprenant des premières et des deuxièmes pattes de pré-montage aptes à respectivement coopérer avec le premier et le deuxième tube pour retenir la rondelle, et donc l’ensemble du système de serrage, par rapport aux surfaces de serrage respectives des tubes avant le serrage. Ces pattes de pré-montage comprennent en l’espèce des pattes courtes s’étendant en retour au-dessus de la forme annulaire tronconique de la rondelle pour coopérer avec la surface de serrage du tube dont la surface de serrage est disposée entre la ceinture et la rondelle. Ces pattes de pré-montage comportent également des pattes longues, qui s’étendent à partir du sommet de la rondelle dans le sens opposé à la rondelle pour venir coopérer avec la surface de serrage de l’autre tube.

Dans EP 2 598 785, les pattes de ces deux catégories sont déformables élastiquement. Ce dispositif donne globalement satisfaction, mais, pour certaines applications, il importe de fiabiliser la retenue des pattes par rapport aux surfaces de serrage, en particulier en ce qui concerne les pattes longues. En effet, s’agissant en particulier de pattes longues, il peut être difficile d’assurer la bonne plage de déformation élastique pour certains diamètres de serrage, en particulier des grands diamètres de l’ordre de 5cm ou davantage. D’un côté, il convient de faire en sorte que le module d’élasticité de ces pattes soit suffisamment élevé pour qu’elles présentent l’élasticité souhaitable pour, après avoir été déformées lors de l’engagement du tube dans le système de serrage, reprendre élastiquement une position assurant la retenue pré-montée de ce tube. Elles doivent alors présenter la nervosité élastique nécessaire pour ne pas se déformer trop aisément si une traction est exercée sur le tube dans le sens de son désengagement du système de serrage. Cependant, cette retenue élastique est utile seulement à l’état pré-monté, avant le serrage. A l’état serré, il est au contraire souhaitable que les pattes soient déformées pour être plaquées à l’intérieur de la ceinture du collier, sans nuire à la qualité du serrage. Cependant, si le module élastique des pattes est élevé, cette dernière propriété peut être difficile à réaliser dans certains cas, en particulier pour les colliers de grands diamètres. De plus, si le module élastique est trop élevé, l’effort de poussée d’engagement nécessaire au clipsage des pattes sur la surface de serrage du tube peut être élevé, et difficilement réalisable dans un contexte de montage final.

Ainsi, même si le système de EP 2 598 785 donne satisfaction pour un grand nombre d’applications, il est souhaitable de proposer une autre solution permettant un pré-montage du système de serrage à l’extrémité du premier tube sensiblement exempte des inconvénients précités, en particulier pour les colliers de grands diamètres.

EP 1 451 498 propose un système permettant un pré-montage par rapport à un tube, à l’aide de pattes de pré-montage également portées par la ceinture via une rondelle elle-même portée par la ceinture. Les mêmes problèmes que ceux évoqués ci-dessus peuvent se poser pour un pré-montage par rapport à un seul tube.

On connait en outre d’autres systèmes de serrage comprenant un collier et une rondelle portée par le collier, la rondelle présentant des pattes internes, aptes à s’agripper à l’intérieur de l’un des tubes, pour pré-monter le système de serrage à l’extrémité de ce tube. Il peut être utile de compléter ce système pour permettre également un pré-montage par rapport à l’autre tube. On peut pour cela utiliser les pattes longues proposées par EP 2 598 785 mais, en particulier pour des colliers de grands diamètres, il existe un besoin pour une autre solution, sensiblement exempte des inconvénients précités.

Objet et résumé de l’invention

De manière générale, il existe un besoin pour un système de serrage permettant une retenue maîtrisée à l’état pré-monté par rapport à la surface de serrage de l’un des tubes qu’il est destiné à serrer.

Ainsi, le présent exposé se rapporte à un système de serrage pour le raccordement d’un premier et un deuxième tube dont les extrémités en regard présentent des surfaces de serrage en saillie par rapport à la surface extérieure cylindrique desdits tubes, le système comprenant un collier qui comprend une ceinture apte à être serrée autour desdites surfaces de serrage, la ceinture présentant un premier et un deuxième flanc entre lesquels est délimité un renfoncement interne apte à recevoir les surfaces de serrage, le collier portant au moins une boucle de retenue disposée à l’extérieur de la ceinture, la boucle ayant une première extrémité fixée au collier et une deuxième extrémité qui est libre et qui est située du côté extérieur du premier flanc, la boucle étant apte à adopter une configuration active de retenue dans laquelle sa deuxième extrémité fait saillie vers l’axe du collier par rapport au bord du premier flanc, et à être déformée par rapport à cette configuration active pour que ladite deuxième extrémité soit déplacée radialement vers l’extérieur.

Ainsi, la boucle peut éventuellement se déformer élastiquement à la manière d'un ressort. Son correct positionnement peut être aisément constaté du fait de sa conformation en boucle selon laquelle elle fait une saillie radiale par rapport au collier, à l'extérieur de ce dernier. Dans sa configuration active de retenue, la deuxième extrémité fait saillie vers l'intérieur par rapport au bord du premier flanc, de sorte qu'elle peut directement coopérer avec la surface de serrage du premier tube lorsque celui-ci est inséré dans le système de serrage. Il n'est donc pas nécessaire de rapporter un élément sur ce premier tube.

La boucle s’étend radialement et axialement. En effet, elle est en saille radiale par rapport à la ceinture du collier et son orientation générale est selon la direction axiale, ses première et deuxième extrémités étant axialement distantes l’une de l’autre.

Optionnellement, la première extrémité de la boucle est fixée au deuxième flanc de la ceinture, optionnellement par soudure.

Optionnellement, la boucle présente une partie courante espacée de la ceinture.

Optionnellement, la deuxième extrémité de la boucle présente un bout libre formant une griffe repliée radialement vers l’axe du collier.

Optionnellement, la boucle présente, au voisinage de sa deuxième extrémité, un crochet apte à être accroché sur le bord du premier flanc dans la configuration active de retenue de la boucle.

Optionnellement, le système de serrage comprend deux boucles de retenue espacées angulairement, optionnellement diamétralement opposées.

Le présent exposé sera bien compris et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, d’un mode de réalisation représenté à titre d’exemple non limitatif.

Brève description des dessins.

est une vue en perspective d’un ensemble comprenant un système de serrage selon le présent exposé, et deux tubes.

montre en vue de côté l’extrémité du deuxième tube munie d’un système de serrage selon l’exposé, avant son raccordement avec le premier tube.

est un agrandissement d’une partie de la figure 2.

est une vue de côté montrant l’ensemble raccordé, vu depuis le côté du deuxième tube.

montre la coopération de retenue entre la boucle de retenue et le premier tube.

montre les deux tubes préassemblés à l’aide du système de serrage, depuis le côté du premier tube.

Description détaillée de l’invention

On décrit tout d’abord les figures 1 et 2. On voit sur ces figures que le système de serrage comprend un collier 10, du même type que celui que décrit EP 2 598 785 et une rondelle 28, qui coopèrent pour assembler deux tubes 2, 4.

Dans toute la suite, on qualifiera de « radialement internes » les éléments qui sont dirigés vers l’axe A des deux tubes en mis en bout à bout et qui sont les plus proches de cet axe A par rapport à d’autres éléments qualifiés de « radialement externes », les éléments « radialement externes » étant également ceux qui sont dirigés à l’opposé de l’axe A. On considère par ailleurs que l’axe A des deux tubes est également l’axe du collier, plus précisément l’axe de la ceinture du collier, celle-ci étant enroulée sur elle-même.

Par ailleurs, on considèrera qu’un deuxième élément est « externe » ou « axialement externe » à un premier élément, si le deuxième élément se situe à côté du premier, c’est-à-dire en dehors de la tranche axiale qu’occupe le premier élément.

Le collier 10 comprend une ceinture 12 qui délimite un renfoncement 14 dans lequel les surfaces d’appui, respectivement 18 appartenant au premier tube 2 et 20 appartenant au deuxième tube 4 peuvent être insérés. Ce renfoncement et ces surfaces d’appui ont des formes telles que le serrage de la ceinture du collier contraint les extrémités des tubes 2 et 4 à se rapprocher l’une de l’autre. Le renfoncement 14 est délimité entre un premier et un deuxième flanc 13A et 13B de la ceinture 12, ces flancs définissant en l’espèce les branches d’un V vus en section axiale. Ainsi, la ceinture 12 présente une section axiale avantageusement en forme en V, tandis que les surfaces d’appui 18 et 20 présentent un diamètre qui augmente progressivement vers les extrémités libres en regard des tubes et sont par exemple de forme tronconique.

La ceinture 12 présente des extrémités respectivement 12A et 12B, qui sont redressées sensiblement radialement de manière à former des pattes d’appui. Ces pattes sont percées de manière à permettre le passage de la tige 24A d’une vis de serrage 24 à travers ces pattes. La tête 24B de la vis est calée par rapport à l’une des pattes d’appui, en l’espèce la patte 12B, tandis qu’un écrou 26 est retenu par rapport à l’autre patte d’appui 12A. On comprend que la rotation de l’écrou dans le sens du vissage rapproche les pattes d’appui l’une de l’autre et réduit donc le diamètre intérieur du collier, c’est-à-dire qu’elle permet de serrer la bande. Bien entendu, d’autres façons de serrer la bande sont envisageables, par exemple des systèmes à accrochage, comme décrit notamment dans la demande de brevet FR 3 008 160.

Le système de serrage comprend une rondelle 28 qui est solidarisée avec le collier. La rondelle peut en particulier être du type décrit dans EP 1 451 498.

Cette rondelle 28 présente une portion annulaire tronconique 30 qui peut s’insérer entre les extrémités en regard des deux tubes 2 et 4 lorsqu’ils sont engagés dans le système de serrage. En effet, la rondelle 28 est retenue par rapport à la ceinture, en l’espèce par rapport à son deuxième flanc 13B, par des pattes de fixation de telle sorte qu’un espace annulaire est ménagé entre le deuxième flanc et la rondelle. L’extrémité libre du deuxième tube 4 portant sa surface d’appui 20 s’insère dans cet espace annulaire à l’intérieur de l’évidement 14, tandis que l’extrémité libre du premier tube 2 portant sa surface d’appui 18 s’insère du côté opposé de l’espace annulaire par rapport à la rondelle, c’est-à-dire contre la face interne de la portion tronconique 30 de la rondelle 28.

En l’espèce, l’extrémité du tube 4 est un évasé femelle, la périphérie interne de sa surface d’appui 20 formant un évasé. En revanche, l’extrémité libre du premier tube 2 est une extrémité mâle qui, au-delà de sa surface d’appui 18, présente une périphérie extérieure 23 dont le diamètre va en diminuant vers la terminaison de l’extrémité libre. La partie d’extrémité 23 ainsi formée peut donc s’insérer, sensiblement avec complémentarité de forme, à l’intérieur de l’évasé formé à l’extrémité du tube 4. La portion tronconique 30 de la rondelle 28 peut présenter des déformations annulaires formant joint d’étanchéité entre la surface interne de l’évasé 19 et la périphérie externe 23.

La fixation de la rondelle 28 du collier 10 et/ou le pré-montage du système de serrage comprenant le collier et la rondelle sur le tube 4 peuvent être assurés de la même manière que dans EP 1 451 498, par des pattes de fixation et/ou des pattes de pré-montage 34 dont est équipée la rondelle, ces pattes servant à accrocher la rondelle sur le deuxième flanc 13B de la ceinture, tout en ménageant l’espace annulaire précité, ainsi qu’il est décrit dans EP 1 451 498.

On peut utiliser d’autres modes de fixation de la rondelle au collier. Par exemple, la rondelle peut présenter une boucle de retenue dans laquelle peut être engagé le fût de la vis 24, ainsi qu’une ou plusieurs pattes de retenue pouvant être retenues sur le bord de la ceinture, par exemple par accrochage ou par pincement. De même, on peut utiliser d’autres modes de pré-montage du système de serrage par rapport au tube 4, par exemple, en équipant la rondelle de pattes internes ou de crampons venant s’engager dans le tube 4 pour se cramponner contre la surface interne du tube 4.

Le collier porte deux boucles de retenue 40 qui sont disposées à l'extérieur de la ceinture 12. Comme on le voit mieux sur la figure 2, ces deux boucles de retenue sont en l'espèce diamétralement opposées et forment en quelque sorte des oreilles en boucle pour le système de serrage. Comme on le voit mieux sur la figure 3, la boucle 40 présente une première extrémité 40A fixée au collier 10 et une deuxième extrémité 40B qui est libre. Cette deuxième extrémité 40B est située du côté extérieur du premier flanc, à faible distance de ce dernier. En l'espèce, cette deuxième extrémité présente une portion de raccordement 41 qui s'étend entre la partie courante 40' de la boucle et le bout libre 42 de cette deuxième extrémité. Cette portion de raccordement 41 est orientée sensiblement parallèlement au premier flanc 13A, tandis que le bout libre 42 est replié radialement vers l'intérieur de manière à former une griffe dirigée vers l'axe A du collier. La première extrémité 40A de la boucle est par exemple fixée par soudure sur la surface externe du deuxième flanc 13B. Cette première extrémité 40A s'étend parallèlement à ce premier flanc. La partie courante 40' de la boucle 40 s'étend entre les extrémités 40A et 40B.

La boucle présente la forme d'une ondulation, sensiblement comme la boucle d'un oméga. Pour favoriser sa nervosité, cette partie courante de la boucle peut cependant présenter un premier tronçon 40’’ sensiblement rectiligne qui s'étend à partir de la première extrémité 40A jusqu'à un pli 40"’ à partir duquel la boucle forme une courbe continue. La partie courante 40' de la boucle est espacée de la ceinture. Au voisinage de sa deuxième extrémité 40B, la boucle 40 présente un crochet 43 qui, comme on le comprend mieux sur la figure 6, est accroché sur le bord du premier flanc 13A dans la configuration active de retenue de la boucle.

Les deux boucles 40 sont analogues et disposées sensiblement diamétralement opposées.

Dans sa configuration initiale d'attente, la boucle peut être, comme indiqué sur les figures 2 et 3, dans une situation dans laquelle sa deuxième extrémité 40B est disposée légèrement au-dessus du premier flanc 13A. Dans cette configuration, le bout libre 42 peut être sensiblement situé au même niveau radial que le bord 13A" du premier flanc 13A. Il est cependant envisageable que, dans cette situation, le bout libre 42 dépasse radialement vers l'intérieur, c'est-à-dire vers l'axe A du collier par rapport à ce bord 13A". Dans cette situation, l'extrémité du premier tube 2 peut être emmanchée à l'intérieur du système de serrage. Au besoin, en particulier si le bout libre 42 dépasse initialement radialement vers l’intérieur par rapport au bord du premier flanc, la surface 23 formée à l'extrémité du premier tube peut coopérer avec le bout libre 42 pour légèrement l'écarter radialement de manière à permettre le passage de la surface de serrage 18 sous ce bout libre. Du fait de la longueur de la portion de raccordement 41 en forme de la semelle, on peut facilement s’arranger pour que, en tout état de cause, le crochet 43 reste axialement à côté du premier flanc 13A à l’état libre de la boucle, de sorte que ce crochet ne s’oppose pas à l’éventuel écartement radial précité.

Une fois que la surface de serrage 18 du premier tube est parvenue dans le renfoncement 14 de la ceinture du collier, on peut accrocher la deuxième extrémité 40B de la boucle 40 sur le bord du premier flanc 13A à l'aide du crochet 43. Ceci peut être fait par un mouvement très simple de déformation radialement vers l'intérieur. Du fait de la forme ondulée de la boucle, une pression exercée sur la boucle radialement vers l'intérieur viendra naturellement faire avancer le bout libre 42 contre la surface de serrage 18 et, la pression se relâchant, le crochet 43 s'insérera naturellement sous le bord du premier flanc 13A.

Dans cette situation, le bout libre de la boucle s'agrippe sur la surface de serrage 18, de manière à retenir le premier tube préassemblé dans le système de serrage. Il en va évidemment de même pour les deux boucles 40.

Il convient de relever que le crochet 43 peut être réalisé par une découpe partielle dans la bande dans laquelle est formée la boucle, cette découpe ménageant une languette qui est repliée de manière convenable pour former le crochet. En l'espèce, le crochet 43 s'étend dans le prolongement de la portion de raccordement 41 de la deuxième extrémité de la boucle, mais à l'opposé de cette dernière. Cette portion de raccordement 41 a la forme d'une semelle qui porte le bout libre 42.

Pour le montage de l’ensemble comprenant les deux tubes et le système de serrage, on engage d’abord l’extrémité libre du tube 4 dans l’espace annulaire ménagé entre la rondelle 28 et le deuxième flanc 13B de la ceinture de manière à pré-monter le système de serrage autour de cette extrémité libre, puis on engage l’extrémité libre du tube 2 dans le système de serrage, jusqu’à parvenir à la position représentée sur la figure 4.

La boucle de retenue constitue en soi un élément simple à fabriquer, par exemple à partir d'un feuillard métallique découpé en bandelettes. Elle peut être facilement fixée au premier flanc de la ceinture, par exemple par soudure. Sa partie courante espacée de la ceinture peut favoriser son effet de déformation élastique comme un ressort. La griffe repliée radialement vers l'axe du collier peut s'agripper sur la surface de serrage du premier tube pour maintenir celui-ci en position pré-monté à l'intérieur du système de serrage. Le fait de pouvoir disposer de deux boucles espacées angulairement, par exemple diamétralement opposées, favorise le centrage du premier tube par rapport au système de serrage et contribue au maintien en position pré-assemblée, sans risque de basculement.

Le fait de doter la boucle d'un crochet peut permettre de retenir cette boucle par rapport au bord du premier flanc de la ceinture de manière à maintenir le dépassement radial vers l'intérieur de la deuxième extrémité de cette boucle, ce qui favorise le maintien du premier tube en position pré-assemblée par rapport au système de serrage. La mise en œuvre de cet accrochage est extrêmement simple, et peut être opérée par une simple pression radiale vers l'intérieur sur la boucle. Il convient de noter que, si la boucle de retenue présente la nervosité requise, par exemple du fait de l’épaisseur de la bandelette dans laquelle elle est formée, ou de la présence d’éléments de rigidification tels que des nervures, on peut s’affranchir de la présence du crochet qui sert à sécuriser sa position active de retenue.

La ceinture de serrage, la rondelle et la boucle de retenue sont de préférence réalisées en métal. S’agissant en particulier de la rondelle et de la boucle de retenue, celles-ci peuvent être réalisées dans un feuillard d’acier inoxydable de type austénitique, et étant en particulier une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm, voire entre 0,2 et 0,4 mm.

Claims

Système de serrage pour le raccordement d’un premier et un deuxième tube (2, 4) dont les extrémités en regard présentent des surfaces de serrage (18, 20) en saillie par rapport à la surface extérieure cylindrique desdits tubes, le système comprenant un collier (10) qui comprend une ceinture (12) apte à être serrée autour desdites surfaces de serrage, la ceinture (12) présentant un premier et un deuxième flanc (13A, 13B) entre lesquels est délimité un renfoncement interne (14) apte à recevoir les surfaces de serrage (18, 20), le collier portant au moins une boucle de retenue (40) disposée à l’extérieur de la ceinture (12), la boucle ayant une première extrémité (40A) fixée au collier (10) et une deuxième extrémité (40B) qui est libre et qui est située du côté extérieur du premier flanc, la boucle étant apte à adopter une configuration active de retenue dans laquelle sa deuxième extrémité fait saillie vers l’axe du collier par rapport au bord du premier flanc, et à être déformée par rapport à cette configuration active pour que ladite deuxième extrémité soit déplacée radialement vers l’extérieur.
Système de serrage selon la revendication 1, dans lequel la première extrémité (40A) de la boucle (40) est fixée au deuxième flanc (13B) de la ceinture, optionnellement par soudure.
Système de serrage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la boucle présente une partie courante (40') espacée de la ceinture.
Système de serrage selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la deuxième extrémité (40B) de la boucle (40) présente un bout libre (42) formant une griffe repliée radialement vers l’axe (A) du collier.
Système de serrage selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la boucle (40) présente, au voisinage de sa deuxième extrémité (40B), un crochet (43) apte à être accroché sur le bord du premier flanc dans la configuration active de retenue de la boucle (40).
Système de serrage selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant deux boucles de retenue (40) espacées angulairement, optionnellement diamétralement opposées.