FR3098884A1

FR3098884A1 - Collier de serrage à barre de retenue

Info

Publication number: FR3098884A1
Application number: FR1907952A
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: US11543059B2; DE102020118757A1; FR3098884B1; CN112228642B; US20210018123A1; JP2021014916A; CN112228642A

Abstract

Collier de serrage à barre 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 cylindriques desdits tubes. Le système comprend un collier (10) qui comprend une ceinture (12) apte à être serrée autour desdites surfaces de serrage. La ceinture comprend un premier et un deuxième flanc entre lesquels est délimité un renfoncement interne (14) apte à recevoir la surface de serrage. Le collier porte un dispositif externe de retenue (40) qui présente une barre de retenue (42A, 42B), qui fait axialement saillie par rapport au premier flanc (13A) en étant orienté transversalement à l'axe (A) du collier et qui présente une arête transversale de retenue (44A), ladite barre étant apte, à partir de situation de repos dans laquelle l'arête de retenue dépasse vers l'axe du collier par rapport au bord du premier flanc en situation non serrée du collier, à être déformé élastiquement pour éloigner l'arête de retenue par rapport à l'axe du collier. Figure pour l’abrégé Fig. 1

Description

Collier de serrage à barre 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 un dispositif externe de retenue qui présente une barre de retenue, qui fait axialement saillie par rapport au premier flanc en étant orientée transversalement à l’axe du collier et qui présente une arête transversale de retenue, ladite barre étant apte, à partir d’une situation de repos dans laquelle l’arête de retenue dépasse vers l’axe du collier par rapport au bord du flanc en situation non serrée du collier, à être déformée élastiquement pour éloigner l’arête de retenue par rapport à l’axe du collier.

Ainsi, la retenue du système de serrage par rapport à la surface de serrage du premier tube est particulièrement aisée à mettre en œuvre. En effet, lors de l’emmanchement du premier tube à l’intérieur du système de serrage, la barre de retenue se comporte comme la corde d’un arc, qui se défléchit vers l’extérieur pour permettre le passage de la surface de serrage du premier tube, avant de reprendre naturellement sa position de repos, dans laquelle l’arête de retenue interfère avec le bord du premier flanc. Géométriquement, la partie du bord du premier flanc qui se situe alors radialement à l’extérieur de l’arête de retenue forme un arc, dont ladite arête forme la corde.

Optionnellement, l’arête de retenue est formée à l’extrémité d’une rampe.

Optionnellement, le dispositif externe de retenue est fixé par une patte au premier flanc de la ceinture, , cette patte étant optionnellement soudée sur le premier flanc.

Optionnellement, le dispositif externe de retenue comprend un cadre polygonal, l’arête de retenue étant formée sur l’un des côtés du cadre.

Optionnellement, le cadre comprend deux côtés de support par lesquels le cadre est supporté par le collier.

Optionnellement, l’un des côtés de support est fixé au premier flanc et l’autre des côtés de support est calé en débattement par rapport au collier.

Optionnellement, le dispositif externe de retenue présente deux barres de retenue, disposées de part et d’autre de l’axe du collier. Optionnellement, les deux barres de retenue s’étendent entre les deux côtés de support.

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.

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 une vue en bout de la figure 2.

est une vue de côté montrant l’ensemble raccordé.

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 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 comprend une ceinture 12 qui délimite un renfoncement 14 dans lequel les surface de serrage, respectivement 18 appartenant au premier tube 2 et 20 appartenant au deuxième tube 4 peuvent être insérées. Ce renfoncement et ces surface de serrage 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 surface de serrage 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 ceinture du collier. Bien entendu, d’autres façons de serrer la ceinture 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 de serrage 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 de serrage 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 de serrage 20 formant un évasé. En revanche, l’extrémité libre du premier tube 2 est une extrémité mâle qui, au-delà de sa surface de serrage 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 32 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 un dispositif externe de retenue 40.

Ce dispositif externe retenu comprend en l'espèce deux barres de retenue respectivement 42A et 42B qui sont disposées axialement à l'extérieur du collier, plus précisément en étant situées axialement à côté du premier flanc 13A de la ceinture. Chacune de ces barres de retenue est orientée transversalement par rapport à l'axe A du collier. Elles forment, en l'espèce, au repos des segments rectilignes parallèles l'un à l'autre. Comme on le voit mieux sur la figure 3, chaque barre de retenue présente une arête transversale de retenue, respectivement 44A et 44B. En l'espèce, ces arêtes transversales de retenue sont parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe A du collier.

En l'espèce, pour chaque barre de retenue, l'arête de retenue, respectivement 44A et 44B, est formée à l'extrémité d'une rampe, respectivement 43A et 43B. Les rampes forment des surfaces de glissement qui vont en s'évasant vers l'extérieur, c'est-à-dire à mesure que l'on s'éloigne du premier flanc 13A. Ces rampes peuvent ainsi coopérer avec la périphérie externe 23 de l'extrémité libre du tube 2 lors de l'insertion de sa surface de serrage 18 dans le système de serrage afin d’écarter les barres de retenue.

Comme on le voit sur les figures 1 et 3, le dispositif externe de retenue 40 comprend un cadre polygonal 46 dont les arêtes de retenue forment deux côtés diamétralement opposés l'un à l'autre. En l'occurrence, ce cadre est globalement symétrique par rapport à un plan radial du système de serrage perpendiculaire à l’axe A. Le cadre 46 présente donc deux côtés parallèles 42A et 42B formés par les barres de retenue. Ce cadre 46 comprend en outre deux côtés de support, à savoir d'une part, un premier côté de support 47 par lequel le cadre 46 est fixé au premier flanc 13A et un deuxième côté de support 48, mieux visible sur la figure 2, qui est calé en débattement par rapport au collier. En l'espèce, le dispositif externe de retenue 40 est fixé au premier flanc 13A de la ceinture 12 par une patte 49. Cette patte est par exemple soudée sur le premier flanc. Lorsque, comme représenté, le dispositif externe de retenue comprend le cadre polygonal 46, la patte 49 est formée par une extension, en particulier axiale, du premier côté de support 47.

En l'espèce, le deuxième côté de support 48 du cadre est débattement par rapport au collier à la fois dans un plan transversal et dans une direction axiale.

En effet, on voit que ce deuxième côté 48 comprend un décrochement vers l'arrière, c'est-à-dire dans le sens allant vers le deuxième flanc 13B. Ce décrochement est délimité par des joues 48A et 48B entre lesquelles s'étendent les pattes d'appui 12A et 12B de la ceinture 12. Le côté de support 48 se trouve donc calé par ces pattes d'appui 12A et 12B vis-à-vis des débattements dans un plan transversal, en particulier perpendiculaire à l'axe A.

Par ailleurs, la partie courante du côté de support 48 qui s'étend entre les joues 48A et 48 se trouve située à l'arrière des pattes d'appui 12A et 12B par opposition au reste du cadre 46 qui se trouve à l'avant du flanc 13A. Le côté 48 est donc retenu également par les pattes d'appui 12A et 12B de la ceinture vis-à-vis d'un débattement axial vers l'avant, c'est-à-dire selon la flèche F indiquée sur la figure 1.

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 le collier, c'est-à-dire radialement à l'intérieur du flanc 13B de la ceinture. En l'occurrence, l'extrémité libre de ce tube portant la surface de serrage 20 peut-être alors située dans l'espace annulaire ménagé entre la rondelle 28 et le flanc 13B. Ainsi, le système de serrage se trouve pré-monté autour de l'extrémité libre du tube 4. Ensuite, on insère l'extrémité libre du premier tube 2 à l'intérieur du système de serrage en déplaçant cette extrémité libre vers l'arrière, dans le sens opposé au sens flèche F indiqué sur la figure 1. Ce faisant, la partie d'extrémité 23 du premier tube 2 coopère avec les barres de retenue 42A et 42B pour les écarter radialement. Lorsqu'elles sont présentes, les rampes 43A et 43B peut faciliter la coopération entre la surface 23 et les barres de retenue pour naturellement les écarter.

Une fois que la surface de serrage 18 du tube 2 est parvenue à l'arrière des arêtes de retenue 44A et 44B, les barres de retenue peuvent naturellement reprendre leur position de repos dans laquelle elles interfèrent par rapport au bord du premier flanc 13A, leurs arêtes de retenue respective formant chacune la corde d'un arc dont la partie d'arc est formée par la portion du bord du premier flanc 13A situé radialement à l’extérieur de l'arête de retenue considérée.

On se trouve ainsi dans la situation représentée sur la figure 4 dans laquelle le système de serrage est pré-monté sur les deux tubes qui sont pré-raccordés. On voit en effet sur cette figure que les arêtes de retenue 44A et 44B coopèrent avec la surface de serrage 18 pour s'opposer à un déplacement du premier tube 2 vers l'avant, dans le sens de la flèche F, par rapport au système de serrage.

La ceinture de serrage et la rondelle, ainsi que le dispositif externe de retenue sont de préférence réalisées en métal. Par exemple, la rondelle et le dispositif de retenue peuvent être réalisés dans un feuillard d'acier inoxydable de type austénitique, en ayant 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 un dispositif externe de retenue (40) qui présente une barre de retenue (42A, 42B), qui fait axialement saillie par rapport au premier flanc (13A) en étant orientée transversalement à l’axe (A) du collier et qui présente une arête transversale de retenue (44A, 44B), ladite barre étant apte, à partir d’une situation de repos dans laquelle l’arête de retenue dépasse vers l’axe du collier par rapport au bord du premier flanc (13A) en situation non serrée du collier, à être déformée élastiquement pour éloigner l’arête de retenue par rapport à l’axe du collier.
Système de serrage selon la revendication 1, dans lequel l’arête de retenue (44A,44B) est formée à l’extrémité d’une rampe (43A, 43B).
Système de serrage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif externe de retenue (40) est fixé par une patte (49) au premier flanc (13A) de la ceinture, cette patte étant optionnellement soudée sur le premier flanc.
Système de serrage selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif externe de retenue comprend un cadre polygonal (46), l’arête de retenue (44A, 44B) étant formée sur l’un des côtés du cadre.
Système de serrage selon la revendication 4, dans lequel le cadre (46) comprend deux côtés de support (47, 48) par lesquels le cadre est supporté par le collier (10).
Système de serrage selon la revendication 5, dans lequel l’un (47) des côtés de support est fixé au premier flanc et l’autre (48) des côtés de support est calé en débattement par rapport au collier (10).
Système de support selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif externe de retenue (40) présente deux barres de retenue (42A 42B), disposées de part et d’autre de l’axe (A) du collier.
Système de support selon la revendication 7, prise en combinaison avec la revendication 4 ou 5, dans lequel les deux barres de retenue (42A, 42B) s’étendent entre les deux côtés de support (47, 48).