Brevet FR2451456A1 — publié le 19801010

La présente invention a essentiellement pour objet une tuyauterie d'échappement articulée pour véhiculç automobiles, La conception des véhicules doit actuellement satisfaire des exigences de plus en plus complexes et découlant de diverses législations, telles que celles relatives au bruit et à la pollution atmosphérique. C'est ainsi que, pour répondre aux exigences précitées, le circuit d'échappement du-moteur des véhicules actuels doit comprendre différents pots, chambres, silencieux ou analogues répartis entre le collecteur dvéchappement du moteur et la sortie à 1Pair libre généralement située à l'arrière du véhicule. Or, tous ces éléments, qui doivent désormais être incorporés à la tuyauterie d'échappement, représentent des volumes d'encombrement importants, alors qu'on dispose dtune place relativement minime sous le plancher du véhicule compte tenu de sa garde au sol. En outre, il faut dire que les cavités pour les pieds des passagers ainsi que les divers organes mécaniques longitudinaux et transversaux sous la caisse du véhicule représentent aussi un encombrement notable. I1 résulte de ce qui précède que le circuit d'échappement d'un véhicule et ses éléments associés doivent passer à côté ou entre les endroits critiques réservés aux diverses fonctions mécaniques ainsi qu'à lshabitabilité, de sorte que lå tuyauterie d'échappement doit effectuer un trajet sinueux et compliqué sous le véhicule. Et c'est pourquoi le circuit d'échappement a généralement tendance à se déployer sous le véhicule suivant la forme générale d'une croix à une ou deux branches transversales, Dès lors, on comprend que la tenue en endurance d'une tuyauterie d'échappement présentant la géométrie ci-dessus et soumise à des efforts divers et dans toutes les directions lorsque le véhicule se déplace, pose de nombreux problèmes. La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes et dsaméliorer nettement la tenue aux vibrations et efforts divers des tuyauteries d'échappement complexes actuellement connues, en proposant un nouveau dispositif de raccordement articulé de tuyauterie, qui est capable d'encaisser les efforts impartis à celle-ci, et celà quelle que soit la direction de ces efforts. A cet effet, l'invention a pour objet une tuyauterie d'échappement articuléepour véhicule automobile et sur laquelle est prévu au moins un dispositif de raccordement constitué par deux pièces coaxialement emboîtées et respectivement solidaires d'une partie amont et d'une partie aval de ladite tuyauterie, caractérisée en ce que dans l'espace compris entre les parois en vis-à-vis des deux pièces emboîtées, sont interposés des moyens permettant un mouvement relatif en rotation et/ou en translation des deux pièces, tout en assurant L'étanchéité entre celles-ci. Ainsi, grâce au dispositif de raccordement précité et convenablement placé sur une tuyauterie d'échappement présentant une géométrie en forme de croix, l'une des branches de la croix pourra tourner par rapport à l'autre, tout en autorisant également une certaine liberté de dilatation des tubes d'échappement dans le sens axial. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens précités sont constitués par au moins une garniture annulaire d'étanchéité, telle que par exemple une tresse métallique et/ou par des éléments de roulement, La garniture et/ou les éléments de roulement précités sont au moins partiellement encagés dans des logements résultant de la déSqrmation de ltune de moins des parois en vis-à-vis des deux pièces, ou bien dans des bagues rawortées sur l'une des deux pièces. Selon encore une autre caractéristique, les éléments de roulement précités sont longitudinalement interposés entre deux garnitures ou tresses métalliques précitées. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, les éléments de roulement précités sont constitués par une pluralité de billes prisonnières dans une ou plusieurs gorges annulaires ou par au moins une cage à aiguilles Dans le cas où lton utilise des billes, celles-ci peuvent constituer, comme on le comprend, une ou plusieurs rangées de billes circulant dans autant de gorges formées sur l'une au moins des parois en regard des pièces mutuellement emboîtées. Selon encore une autre caractéristique,ón peut éventuellement prévoir un ou des organes intercalaires entre is billes si celles-ci sont logées dans des enceintes longitudinales formées sur les deux pièces. En outre, l'une au moins des pièces mutuellement embottées, comporte une ou plusieurs défor mations limitant le débattement relatif dss deux pièces dans le sens axial, L'invention vise également un véhicule automobile dont la tuyauterie d'échappement est équipée d'un ou plusieurs dispositifs de raccordement articulés répondant aux caractéristiques susmentionnées. D'autre avantages et caractéristiques de l'invention apparattront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans.lesquels :: - la figure 1 est une vue schématique et en plan du dessous d'un véhicule montrant un exemple dSimplantation de circuit échappement de moteur, - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe axiale de deux modes de réaZsation de dispositif de raccordement avec éléments de roulement et garnitures d'étanchéité, - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe axiale de deux modes de réalisation de dispositif de raccordement avec garniture d'étanchéité simplement - la figure 6 est une vue extérieure en élévation de l'une des pièces, à savoir la pièce mâle, d'une autre variante de dispositif de raccordement selon l'invention, et - la figure 7 est une vue en coupe partielle suivant la ligne VII-VII de la figure 6 et montrant la pièce mâle emboîtée dans la pièce femelle et retenant des éléments le roulement disposés longitudinalement et interposés entre deux garnitures. En se reportant au schéma de la figure 1, on voit un exemple dtimplantation de tuyauterie ou circuit l'échappement sous la caisse d'un véhicule, Ce circuit comprend essentiellement un collecteur d'échappementsrelié à un moteur 2 et raccordé à une tuyauterie 3 qui chemine jusqu'à l'arrière du véhicule pour parvenir à un pot 4, et qui passe par un certain nombre de volumes ou chambres repérées schématiquement en 5 et formant par exemple silencieux, pots catalytiques, de post -combustion, de détente etc..., toutes ces chambres étant, comme connu en soi , destinées à la diminution du bruit et/ou de la pollution résultaat des gaz d'échappement. Comme on le voit bien sur la figure 1, la tuyauterie dtéchappement 3 doit passer en dehors d'un cerbZn nombre d'endroits critiques sous la caisse du véhicule et constitués par exemple par des cavités 6 ménagées pour les pieds des passagers, par un réservoir ou une roue de secour 7, ainsi que par divers organes mécaniques longitudinaux de transmission schématisés en 8, et transversaux de suspension montrés schématiquement en 90 Ainsi, la tuyauterie déchappement 3 doit se déployer entre tous les organes précités de façon à présenter un encombrement qui soit réduit en hauteur compte tenu dela gade au sol du véhicule, et ctest pourquoi ladite tuyauterie se déploie généralement suivant deux directions sensiblement normales entre elleslui conférant une forme de croix, comme on le voit bien sur la figure 10 Dès lors, une bonne tenue en endurance de la tuyauterie 3 soumise à des vibrations et efforts divers, implique que celle-ci soit articulée aux endroits critiques résultant notamment de la forme en croix de.la tuyauterie. Ainsi, conformément à l'invention, on prévoit des systèmes articulés de raccordement 10 entre les branches amont 3a et aval 3b de la tuyauterie 3 de façon à permettre un mouvement relatif en rotation et/ou en translation desdites branches, ce qui évitera la rupture de la tuyauterie. On décrira maintenant divers modes de réalisation du système-d'articulation 10 selon l'invention en se reportant aux figures 2 à 7 Sur toutes ces figures, on voit que le système dearti- culation ou de raccordement 10 selon lsinvention est essentiellement constitué par deux pièces 11, 12 coaxialement emboîtées et respectivement solidaires du tube d'échappement amont 3a et aval 3b. Selon le mode de réalisation de la figure 2, entre les parois en vis-à-vis des pièces 11 et 12, sont interposées des billes 13 qui roulentsde manière jointive ou nonvdans des logements annulaires ou gorges 14 résultant par exemple dtune simple déformstion de la pièce 11.De part et d'autre des rangées annulaires de billes 13, on prévoit une garniture annulaire d'étanchéité 15, qui, suivant l'exemple représenté, est une tresse métallique au moins partiellement encagée dans une gorge annulaire 16 réalisée par une simple déformation de la pièce 11} Les tresses 15 assurent avantageusement llétanchéité vis-à-vis de ltextérieur mais protègent également les billes 13 vis-à-vis des gaz d'échappement.Au lieu de prévoir des déformations de la pièce 11 pour réaliser les gorges 14 et 16, on pourrait tout aussi bien utiliser des bagues rapportées sur la pièce 11, sans sortir du cadre de l'inventionO Selon le mode de réalisation illustré par la figure 3, on utilise, à la place des billes 13, une ou plusieurs cages à aiguilles170 Et de part et d'autre de la ou des cages 17 sont prévues des tresses métalliques 18 qui peuvent 8tre,soit tout simplement logées dans des déformations annulaires de la pièce ou douille interne 11, soit placées dans des bagues ou cages 19 emmanchées à force sur la douille 11, comme on le voit bien sur la figure 3, et servant à maintenir en place la cage à aiguilles 17. Selon le mode de réalisation illustré par les figures 4 et 5, on prévoit seulement une tresse métallique 20 entre les douilles interne 11 et externe 12. Cette tresse 20 est encagée dans un logement annulaire 21 formé par déformation de la douille 110 La pièce ou douille extérieure 12 forme une portée lisse pour la garniture ou tresse 20 (figure 4), ou bien peut comporter une empreinte annulaire 22, visible sur la figure 5, pour, si besoin est, assurer une meilleure retenue de la douille 11 dans la dod 2 et limiter le déplacement axial relatif des deux douilles comme on le comprend. La variante illustrée par les figures 6 et 7 consiste à prévoir des empreintes longitudinales 25 sur la pièce ou douille interne 11, lesquelles empreintes reçoivent respectivement une ligne de billes entre lesquelles on peut éventuellement interposer un élément intercalaire 25 (figure 7). Comme pour le mode de réalisation de la figure 2, des garnitures ou tresses métalliques 26 sont logées dans des gorges annulaires 27 pratiquées dans la pièce 11, lesquelles gorges sont par exemple réalisées par déformation de la pièce 11 et sont situées sensiblement aux deux extrémités des chemins longitudinaux de roulement 23.On a montré en 28 sur les figures 2 à 5, une déformationouun rétrécissement annulaire de la pièce 12, ce qui permet de limiter le débattement relatif des pièces 11 et 12 dans le sens axial Comme on le voit sur la figure 2, lsextrémité libre de la douille extérieure 12 peut être légèrement tournée vers l'intérieur pour également constituer une butée 29 de limitation du débattement axial. Ainsi, grâce aux butées 28 et 29S le débattement axial des pièces 11 et 12 est avantageusement limité dans les deux sens. On a donc réalisé suivant l'invention un dispositif de raccordement articulé qui peut être monté à un endroit quelconque sur une tuyauterie d'échappement de véhicule et qui permet le mouvement relatif en rotation et également en translation axiale de deux parties de cette tuyauterie, de tout en assurant ltétanchéité entre celles-ci. C'est dire que les dispositions selon la présente invention permettront avantageusement d'encaisser toutes les déformationset dilatationssubies par la tuyauterie l'échappement du véhicule . Bien entendu, l'invention ntest nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnésqu'à titre d'exemple, En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsileur leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en couvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1.Tuyauterie d'échappement articulée pour véhicule automobile et sur laquelle est prévu au moins un dispositif de raccordement constitué par deux pièces coaxialement embottees et respectivement solidaires d'une partie amont et d'une partie aval de ladite tuyauterie, caractérisée en ce que dans l'espace compris entre les parois en vis-à-vis des deux pièces emboîtées sont interposés des moyens permettant un mouvement relatif en rotation et/ou en translation des deux pièces et assurant ltétanchéite entre celles-ci. 2. Tuyauterie selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens précités sont constitués par au moins une garniture annulaire d'étanchéité, telle que parexemple une tresse métallique, et/ou par des éléments de roulement 50 Tuyauterie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la garniture et/ou les éléments de roulement précités sont au moins partiellement encagés dans des logements résultant de la déformation d'au moins l'une des parois en vis-à-vis des deux pièces, ou bien dans des bagues rapportées sur l'une des deux fèces. 4. Tuyauterie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les éléments de roulement précités sont longitudinalement interposés entre deux garnitures ou tresses métalliques précitées. 5 Tuyauterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments de roulement sont constitués par une pluralité de billes prisonnières dans les logements précités en-forme de gorges annulaires ou d'empreintes longtudinales. 6. Tuyauterie selon la revendication 5, caractérisée en ce que, dans le cas où les billes sont logées dans des empreintes longitudinales de l'une des pièces, un ou des organes intercalaires sont éventuelleme prévus entre lesdites billes. 7. Tuyauterie selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments de roulement précités sont constitués par au moins une cage à aiguillez 8. Tuyauterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'une au moins des pièces précitées comporte au moins une déformation limitant le débattement relatif des deux pièces dans le sens axial. 9. Véhicule automobile dont la tuyauterie d'échappement est équipée d'un ou plusieurs dispositifs de raccordement articulé, selon l'une des revendications 1 à 80