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COLLIER DE SERRAGE SANS OREILLES
La présente invention concerne un collier de serrage sans oreilles et plus particulièrement un collier de serrage sans oreilles possédant une élasticité dans la direction longitudinale de la bande de serrage.
Les colliers de serrage sans oreilles de ce type sont déjà connus dans leur domaine. Ils sont utilisés pour des applications où les espaces disponibles ne permettent pas l'usage de pièces à protubérances telles les oreilles dénommées"Oetiker"destinées à serrer le collier sur l'objet qu'il doit fixer. Le brevet antérieur USA nO 4. 492. C04 décrit un collier de serrage sans oreilles et à serrage sans échelons qui a rencontré un grand succès. Toutefois les colliers de serrage antérieurs présentent certains désavantages par rapport aux colliers de serrage munis d'oreilles dénommées"Oetiker".
Il en est ainsi parce que les colliers de serrage munis d'oreilles"Oetiker"donnent au collier de serrage une possibilité de compensaton élastique destinée à compenser les tolérances des dimensions extérieures du tuyau flexible et/ou les variations de température et/ou de pression du fluide circulant dans ce tuyau.
L'élasticité inhérente à de telles structures de colliers de serrage après déformation plastique d'une oreille dite"Oetiker"est un avantage significatif pour leur utilisation dans des conditions variables.
Par contre, des colliers de serrage sans oreilles du type décrit dans le brevet USA 4. 492. 004 qui ne comportent aucune faculté d'étirement élastique de la matière de la bande, dans sa direction longitudinale, doivent être fabriqués avec précision, pour des dimensions prédéterminées du tuyau et, par conséquent, en raison de leur den précis, ils n'offrent que peu de latitude et, dans la pratique, les tolérances dimensionnelles des tuyaux flexibles ne sont compensées, pour des tolérances dimensionnelles de tuyauterie, qu'au détriment du serrage du collier de serrage installé. En outre, une fois installés sur un tuyau flexible, ils n'offrent aucune compensation élastique relative aux variations de température et/ou de pression.
Par conséquent, un objectif principal de la présente invention consiste à offrir un collier de serrage dépourvu d'oreilles du type décrit ci-dessus et qui évite, par des moyens simples, les insuffisances et inconvénients précités de la technique antérieure et qui présente de l'élasticité dans la bande de serrage elle-même, afin de compenser les variations de pression et/ou de température.
Les problèmes précités sont résolus selon la présente invention du fait que la bande de serrage comporte une ou plusieurs zones donnant à la bande
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de serrage une faculté d'étirement élastique dans la direction longitudinale de cette bande de serrage. Ceci est obtenu par un enlèvement de matière dans chaque, zone concernée de la bande de serrage et plus particulièrement au centre et sur les côtés de celle-ci de manière à ne laisser que des parties de bande latérales non-rectilignes espacées l'une de l'autre par une ouverture découpée en forme de fenêtre, les parties de bande latérales convergeant l'une vers l'autre à partir de chaque extrémité de l'ouverture en forme de fenêtre.
Ceci peut être réalisé, avantageusement, en une seule opération d'estampage ou de poinçonnage au cours de laquelle l'ouverture en forme de fenêtre au centre d'une telle zone est découpée et la matière latérale des bandes enlevée le long des côtés des ouvertures fenêtres, le profil extérieur de cette zone de bande devenant ainsi curviligne. L'ouverture en forme de fenêtre a, de préférence, la forme d'un sablier et les côtés extérieurs des zones correspondantes de bande latérales sont sensiblement parallèles à leurs côtés internes définis par la forme de l'ouverture ou fenêtre.
La largeur des parties latérales de la bande, dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de la bande de serrage, sera inférieure à 40 % de la largeur totale de la bande de serrage et de préférence inférieure à 30 % de cette largeur. La largeur peut être une fonction de l'étirement élastique tel que décrit et des forces que l'on estime devoir surgir dans un matériau de bande donné. En outre, les angles entre chaque zone d'extrémité de l'ouverture ou fenêtre et ses côtés seront, de préférence, arrondis afin de réduire les tensions maximales.
Une bande de serrage modifiée conformément à la présente invention surprend par la faculté d'étirement élastique considérable dans la direction longitudinale qui se manifeste lorsque des forces de tension sont appliquées. Ainsi, cette faculté permettra à une bande de serrage sans oreilles d'avoir une élasticité inhérente dans la direction longitudinale pour compenser des variations de température et/ou de pression du fluide s'écoulant dans le tuyau flexible.
Le nombre de sections donnant une faculté d'étirement élastique conformément à la présente invention pourra être choisi afin de répondre aux prescriptions d'un collier de serrage donné qui dépendent, entre autres, de la dimension du collier de serrage, de la matière de la bande de serrage, etc...
L'emplacement de chacune de ces sections peut être choisi à volonté en fonction des exigences du collier de serrage. Toutefois, comme l'ouverture ou les ouvertures en forme de fenêtre (s) pourraient permettre à une partie de la
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tuyauterie flexible d'être repoussée vers l'extérieur, l'ouverture ou les ouvertures en forme de fenêtre (s) sont, de préférence, localisées, dans un collier de serrage sans oreilles et sans échelons de serrage du type décrit dans le brevet antérieur précité, dans la partie externe des extrémités se recouvrant de la bande, c'est-à-dire dans la zone comprise entre la zone d'introduction de l'outil et le canal central prévu pour recevoir un prolongement en forme de languette, à l'extrémité libre de la partie interne de la bande.
De cette manière, toute ouverture ou fenêtre conformément à la présente invention est effectivement recouverte par la partie interne de la bande de recouvrement.
Le procédé destiné à procurer à la bande de serrage une faculté d'étirement élastique consiste à enlever une quantité de matière du centre et des côtés d'une zone présélectionnée de cette bande de serrage afin que l'ouverture au centre soit définie par une paire de zones latérales de bande non-rectilignes qui convergent l'une vers l'autre, à partir de chaque extrémité longitudinale de l'ouverture. L'étape d'enlèvement de matière peut être réalisée, en une seule opération d'estampage ou de poinçonnage des parties correspondantes de la matière de cette zone de la bande.
Cette opération d'estampage ou de poinçonnage peut être réalisée en même temps que l'opération d'estampage ou de poinçonnage normalement réalisée sur une ébauche plate de la bande de serrage en vue de tenir compte de la connexion mécanique des extrémités de recouvrement et du serrage de la bague de serrage lors de son montage sur un objet à maintenir. Ce procédé est donc simple et n'augmente pas sensiblement le coût de fabrication du collier de serrage car il ne requiert que quelques modifications de matrices.
Ainsi la présente invention assure une élasticité inhérente à un collier de serrage sans oreilles en vue de compenser les variations de température et/ou de pression. En outre, la. présente invention élimine les problèmes antérieurs de grande importance dus aux variations dimensionnelles du tuyau flexible, c'est-à-dire qu'elle s'accommodera de tolérances de diamètres de tuyau flexible plus larges pour une structure donnée de collier de serrage.
Ceci est dû au fait que les prescriptions élaborées en vue de manier avec précision le diamètre intérieur du collier de serrage et le diamètre extérieur du tuyau flexible tout en tenant compte de l'élasticité de la matière de ce tuyau flexible et des forces que le raccordement soit supporter, peuvent être moins sévères grâce à la présente invention.
Ceci signifie qu'un collier de serrage selon la présente invention peut être utilisé avec des tuyaux flexibles
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dont les tolérances diamétrales sont plus larges qu'auparavant et, en particulier, aussi, en vue des matériaux relativement durs qui sont utilisés à présent, par exemple pour les soufflets d'axe dans l'industrie automobile.
D'autres buts, particularités et avantages de la présente invention deviendront plus compréhensibles grâce à la description qui suit, en référence au dessin joint illustrant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce collier :
Figure 1 est une vue en perspective d'un collier de serrage, sans échelons de serrage, selon la présente invention ;
Figure 2 est une vue, en plan, de la zone d'interconnexion mécanique du collier de serrage, sans oreilles, de la Figure 1, montrant également la zone du collier qui procure la faculté d'étirement élastique ;
Figure 3 est une vue en plan par dessus d'une ébauche plate destinée à une structure de collier de serrage du type illustré à la Figure 1 du brevet USA 4.712. 278 modifié selon la présente invention ;
Figure 4 est une vue en plan par dessus d'une ébauche plate destinée à une structure de collier de serrage du type illustré à la figure 5 du précédent brevet USA 4.712. 278 modifié selon la présente invention ;
Figure 5 est une vue en perspective d'encore une autre forme d'exécution d'un collier de serrage sans oreilles et sans échelons de serrage, selon la présente invention, similaire à la Figure 1, montrant les pièces dans la position occupée après son installation ;
Figure 6 est une vue axiale du collier de serrage de Figure 5, en position pré-assemblée ;
Figure 7 illustre une partie de la bande d'un collier de serrage présentant plusieurs sections selon la présente invention, destinées à lui procurer une faculté d'étirement élastique ;
Figure 8 illustre une partie de la bande de serrage et la forme des zones de celle-ci supposée être sollicitée par les efforts de tensions dépassant la limite élastique du matériau de la bande.
Référence est maintenant faite au dessin où les mêmes numéros de référence sont utilisés dans les diverses figures pour désigner des parties identiques et plus particulièrement aux Figures 1 et 2, ces figures montrant un collier de serrage du type illustré par les Figures 1-8 du brevet USA antérieur déjà mentionné 4.492. 004. Comme les numéros de référence utilisés pour la présente demande sont Identiques à ceux utilisés pour des pièces similaires du brevet US antérieur, les détails du collier de serrage dans la
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mesure où ils ne sont pas représentés sur le dessin de la présente demande, peuvent être considérés à partir de ce brevet US antérieur.
Le numéro de référence 10 désigne, en général, dans les Figures 1 et 2 de cette demande, un collier de serrage sans oreilles et sans échelons de serrage, qui comporte une bande de serrage 11 aux extrémités ouvertes et adaptées pour être mécaniquement interconnectées lorsque le collier de serrage est installé sur un objet à fixer. L'interconnexion mécanique est réalisée par un crochet guide 12 dirigé vers l'extérieur et deux crochets supports 13, formés à froid, situés sur la zone intérieure 14 de la bande, qui sont adaptés pour s'engager dans les orifices 15 situés sur la zone extérieure 16 de la bande. Ces crochets guides et supports 12 et 13 peuvent donc être conçus comme décrit dans le brevet USA antérieur n 4. 299.012.
Cependant, la présente invention est également applicable à tout autre type d'interconnexion mécanique destinée à absorber les forces prévues pour ce collier de serrage. Par exemple, au lieu du crochet guide 12 et des crochets supports 13, un seul crochet support 13 formé à froid pourrait suffire. Dans cette altenative, la connexion mécanique peut également être conçue comme décrite dans les brevets USA antérieurs 4.622. 720 et 4.711. 001.
Afin de permettre l'installation du collier de serrage enserrant celui-ci sur un objet à fixer, les zones extérieure 16 et intérieure 14 de la bande sont munies, respectivement, de butées d'engagement d'outil 24 et 25. Les butées d'engagement d'outil 24 et 25 sont constituées par des bossages formés à froid de section transversale sensiblement semi-circulaire. Le bossage d'engagement d'outil 24, dans la zone extérieure 16 de la bande, est donc de forme essentiellement semi-cylindrique, avec des surfaces de butée transversales 24a et 24b et, par conséquent, des parois cylindriques intégrées à la zone extérieure 16 de la bande, dans la direction axiale.
Le bossage d'engagement d'outil 25 formé à froid et repoussé vers l'extérieur, situé dans la zone intérieure 14 de la bande, ne comporte qu'une seule surface butée d'introduction d'outil 25a substantiellement intégrée à la zone intérieure 14, sur le restant de son contour. La zone extérieure 16 de la bande est également munie d'une lumière allongée ou ouverture 27 localisée entre sa butée repoussée 24 et l'orifice 15. La lumière 27 est ainsi d'une telle largeur que la butée emboutie d'introduction d'outil 25 de la zone intérieure 14 de la bande peut y pénétrer entièrement.
Les bossages intérieur 25 et extérieur 24 sont donc de dimensions et de forme complémentaires de sorte que le bossage
25 de la zone intérieure 14 de la bande puisse glisser sous le bossage 24 de la
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zone extérieure 16 de la bande, lorsque le collier de serrage est serré au moyen d'un outil de serrage cimme décrit dans le brevet USA nO 4. 492.004. Le crochet embouti 28 de forme et de construction adéquates sert donc de crochet de pré-assemblage lorsqu'il engage la paroi d'extrémité transversale 27a de la lumière 27.
Afin d'obtenir une surface intérieure de collier de serrage lisse, l'extrémité libre de la zone intérieure 14 de la bande est munie d'un prolongement en forme de languette 31 conçue pour être engagée dans un canal destiné à la recevoir. Le canal prévu pour la languette est formé par emboutissage de la zone centrale 35 de la bande après avoir réalisé les coupes 34 et 34'commençant au pli 33 afin que les zones latérales 36 de la bande subsistent des deux côtés des coupes 34 et 34'. Les détails du collier de serrage décrits jusqu'à présent correspondent à ceux du brevet USA antérieur 4.299. 012.
Afin de procurer à ce collier une faculté d'étirement élastique lorsqu'il est confronté à des forces de tension, la bande de serrage 11 de la présente invention prévoit une section de bande globalement désignée par la référence 50, qui est agencée et disposée de manière à procurer à la bande de serrage 11, qui sans cela serait essentiellement dépourvue de toute faculté d'étirement, une faculté d'étirement élastique limitée. Plus particulièrement, cette faculté est obtenue par poinçonnage ou estampage de la zone Il de la bande de serrage tout en maintenant des zones de bandes latérales toutefois non-rectilignes, 52. Dans la réalisation illustrée par les Figures 1 et 2, une ouverture ou fenêtre 53 ressemblant à un sablier est prévue.
L'ouverture ou fenêtre 53 définit ainsi les côtés intérieurs 54 des zones latérales 52 de la bande alors que les côtés extérieurs 51 sont réalisés par des découpes qui enlèvent une zone plus ou moins segmentaire (Figure 2). Dans la forme d'exécution illustrée, les zones 54 et 51 s'étendent ainsi à peu près parallèlement l'une à l'autre de sorte que la largeur des zones latérales de la bande soient à peu près constantes. Les extrémités plus ou moins plates 56 de la découpe en forme de fenêtre 53 sont reliées aux côtés 54 par des zones arrondies.
Les zones latérales 52 de la bande convergent ainsi l'une vers l'autre à partir de chaque extrémité 56 de l'ouverture en forme de fenêtre 53, le degré d'inclinaison convergeant, diminuant graduellement comme illustré, et les faces 51 et 54 de chaque zone latérale 52 de bande dessinées en forme d'arc concave comme illustré. Lorsque le collier de serrage est soumis à des forces de tension, par exemple par augmentation de température
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ou de pression, les zones latérales non-rectilignes 52 de la bande auront tendance à être tendues suivant une droite, permettant ainsi l'étirement de la bande de serrage 11 dans le sens longitudinal qui, par suite de son élasticité, permettra le retour des zones latérales à leur forme curviligne d'origine lorsque les forces de tension ne seront plus appliquées.
Dans un collier de serrage de type sans échelons de serrage, comme illustré aux Figures 1 et 2 de cette demande, il est préférable de localiser la zone ou les zones 53 qui permettent l'étirement élastique de la bande de serrage dans la zone localisée entre le passage 24 et le pli 33. L'ouverture ou fenêtre 53 par laquelle le tuyau flexible en matière assimilable au caoutchouc pourrait être refoulé lors du serrage, est ainsi masquée par la zone de recouvrement intérieure 14 de la bande.
La Figure 3 montre un collier de serrage du type défini en référence à la Figure 1 du brevet USA antérieur 4.712. 278. Les parties similaires aux parties correspondantes des Figures 1 et 2 de la présente demande sont désignées par les mêmes numéros de référence alors que des numéros de référence spéciaux sont utilisés pour désigner les parties de la Figure 3 qui diffèrent de celles des Figures 1 et 2 de la présente demande.
Par rapport aux Figures 1 et 2, le bossage 25 de ces Figures 1 et 2 a été remplacé, sur la Figure 3, par deux pattes 25'disposées d'une manière au moins approximativement symétrique, de part et d'autre de l'axe longitudinal de la bande de serrage 11 afin que des quantités à peu près égales de matériau de bande subsistent entre les ouvertures et les côtés longitudinaux correspondants de la bande. Les pattes 25'sont d'une forme à peu près triangulaire, vues dans le sens axial de la structure du collier de serrage.
Toutefois, elles peuvent également être de toute autre forme acceptable qui convient aux desiderata établis afin de leur permettre de supporter les forces de serrage et de faciliter leur fabrication. Les pattes 25'sont donc espacées afin qu'elles puissent pénétrer dans l'orifice 27. Différant également de la connexion mécanique constituée par les dents 12 et 13 qui s'engagent dans les orifices 15 des Figures 1 et 2 de cette demande, la réalisation de la Figure 3 prévoit une connexion mécanique par utilisation d'une petite saillie 15'a localisée substantiellement au centre de l'extrémité transversale 27a de la lumière 27.
La petite saillie 15'a joue un rôle effectif de guide et de moyen de centrage, lors de l'engagement de la zone de recouvrement et de moyen complémentaire de verrouillage, lorsque le crochet support formé à froid 13 s'engage, avec sa face de transmission de force, en contact avec l'extrémité
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transversale 27a de la lumière 27. Jusqu'à présent le collier de serrage est similaire à celui de la Figure 1 du brevet USA antérieur 4.712. 278. Différant de celui-ci, le collier de serrage de la Figure 3 conformément à la présente invention comporte une zone généralement désignée par la référence 50, qui, dans le cas d'un collier de serrage sans échelons de serrage, est localisée de préférence entre le bossage 24 et le pli 33, afin de procurer à ce collier de serrage, une faculté d'étirement élastique.
La zone élastique et génératrice de la faculté d'étirement 50 peut ainsi être réalisée de manière similaire à la zone 50 des Figures 1 et 2.
La Figure 4, qui montre l'application de la présente invention à un collier de serrage du type illustré à la Figure 5 du brevet USA antérieur 4.712. 278, diffère de la Figure 3 de cette demande par le fait que le bossage 24 de la Figure 3 est remplacé par deux pattes 24'. Les moyens pour procurer une faculté d'étirement élastique au collier de serrage comportent deux zones, généralement désignées par la référence 50, de construction similaire à celle montrée aux Figures 1 et 2. La membrure 58 reliant les deux zones 50 qui constitue les extrémités adjacentes 56 des ouvertures ou fenêtres 53, s'étend sur toute la largeur de la bande de serrage 11, sa largeur dans la direction longitudinale de la abnde de serrage est substantiellement égale à la largeur des zones latérales 52 ou plus large que ces dernières.
Les Figures 5 et 6 illustrent encore une autre réalisation modifiée d'un collier de serrage sans oreilles et sans échelons de serrage, conforme à la présente invention, où le bossage 25 sert également de moyen de pré-assemblage du collier de serrage alors que la connexion mécanique consiste en un seul crochet support 28 formé à froid agissant de pair avec une saillie (non illustrée) similaire à la saillie 15'a de la Figure 3 de la présente demande. Les moyens destinés à procurer une faculté d'étirement élastique au collier de serrage comportent une zone 50 similaire à celles illustrées Figures
1 et 2 et qui est à nouveau située entre le bossage 24 et le pli 33 oÙ commence le canal 35 destiné à recevoir la languette.
La Figure 7 illustre une bande de serrage munie de plusieurs zones 50 qui facilitent un étirement élastiqje ; elles sont du type montré aux Figures 1 et 2 de cette demande, dont le nombre qui est à choisir dépend de l'allongement élastique désiré pour un collier de serrage d'une dimension donnée et réalisé en un certain matériau de bande.
La Figure 8 illustre une bande de serrage munie de trois zones 50 qui ont été étirées au-delà de la limite élastique du matériau de la bande de
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serrage. Cependant, lors d'essais répétés, l'allongement élastique d'un matériau de bande en acier inoxydable du commerce peut être obtenu, par application de la présente invention, sans effet contraire sur l'élasticité. L'effet de ressort, c'est-à-dire, l'allongement élastique maximum dépend du nombre de zones 50 prévues dans un collier de serrage ; plus les zones 50 seront nombreuses, plus le parcours faisant ressort sera long. Un allongement élastique de 0,4 mm pourrait être obtenu par une seule zone 50 et un effet "ressort" de 5 mm avec un nombre correspondant de telles zones sans pour autant que l'élasticité soit réduite.
Le procédé permettant d'obtenir une faculté d'étirement élastique d'une bande de serrage est aussi simple qu'économique car elle est réalisable en une seule opération d'estampage ou de poinçonnage. Cette opération d'estampage ou de poinçonnage peut donc se faire en même temps que l'estampage ou le poinçonnage normalement requis sur une ébauche plate, pour les opérations de coupes, découpes et/ou de formation du collier de serrage ; par exemple, pour les connexions mécaniques des extrémités de recouvrement, etc... il sera uniquement nécessaire de modifier ! a ou les matrices utilisées pour l'opération d'estampage ou de poinçonnage.
L'ouverture en forme de fenêtre 53 ainsi que les parties de la bande de serrage relatives aux faces latérales concaves externes 51 pouront donc être découpées en une seule et même opération.
Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution précédemment décrites, mais elle est susceptible de nombreux changements et modifications. Le nombre de zones permettant d'obtenir une faculté d'étirement élastique, ainsi que la forme particulière des découpes, peuvent être variés afin de pouvoir être mariés à la matière et à l'effet ressort de la bande de serrage. En outre, la configuration des découpes, c'est-à-dire de l'ouverture en forme de fenêtre et des faces latérales des zones 50 ainsi que leur nombre, dans une structure. de collier de serrage donnée, peut être choisie afin d'obtenir le degré d'étirement élastique souhaité pour une dimension donnée de collier de serrage.
L'ouverture en forme de fenêtre 53 ainsi que la configuration des côtés 51 peuvent être variées afin d'obtenir les caractéristiques souhaitées. La convergence ou la divergence correspondante peut également être variée d'après la matière et le degré d'étirement requis pour un collier de serrage donné. En outre, les côtés 51 et 54 qui définissent les zones latérales de bande 52 ne doivent pas nécessairement être parallèles mais peuvent diverger légèrement afin d'obtenir des caractéristiques particulières. Cependant, il est préférable que toutes les transitions des faces
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internes et/ou externes des zones 50 soient profilées et curvilignes afin déviter des concentrations locales de contraintes internes.
En outre, la présente invention est également applicable à toute autre pièce qui fondamentalement n'est pas étirable dans une direction donnée et à laquelle on a l'intention d'impartir une faculté d'étirement élastique.