Brevet FR2472713A2 — publié le 19810703

FR 2472713 A2 19810703 FR 7931932 A 19791228 Le brevet principal concerne un dispositif d'accouplement de deux organes mécaniques susceptibles de certains déplacements angulaires relatifs, par exemple des Joints de cardan ou des articulations à rotule, caractérisé en ce que ces deux organes mécaniques sont maintenus en position l'un à la suite de l'autre par une liaison élastique souple propre à conférer une force de rappel agissant dans le sens du rapprochement mutuel tout en tolérant lesdits déplacements angulaires. De préférence, la liaison élastique souple comporte un ressort à boudin interposé entre des arrêtoirs formés sur chacun des deux organes et enveloppant les parties terminales jointives de ceux-ci, et ledit ressort à boudin est tendu entre ses arrosoirs. Le dispositif d'accouplement selon le brevet principal est applicable notamment à la Jointure de deux pièces tubulaires, par une rotule, formée par un évasement de 1'extrémitd de l'une des deux pièces tubulaires, conjugué avec un resserrement de leextrémité de l'autre pièce tubulaire. Un tel dispositif est applicable avantageusement à un conduit deéchappement de moteur d'automobile; une première pièce tubulaire du conduit d'échappement est alors fixée au carter du moteur, lequel lui transmet des couples de réaction importants, dont la rotule et le ressort à boudin qui la maintient assemblée, évitent dans une large mesure la transmission à une seconde pièce tubulaire, fixée au chtssis, ainsi qu'on lta expliqué en détail dans le brevet principal. Pour cette application du dispositif daecou- plement selon la présente invention, il s'est révélé, dans le cas en particulier des conduits d'échappement des moteurs d'automobile montés transversalement au châssis, que le ressort tendu ne peut pas être réalisé avec une force suffisante pour qu'il évite de façon certaine tout déboStement de la rotule accouplant les deux pièces tubulaires, lorsque celle qui est fixée au carter du moteur en reçoit des couples impulsionnels très violents0 La présente invention concerne un perfectionnement du dispositif d'accouplement selon le brevet principal, qui est caractérisé en ce que le ressort à boudin est comprime; entre ses arrêtoirs Ce perfectionnement peut être appliqué en particulier à la Jointure de deux pièces tubulaires faisant par exemple partie d'un conduit d'échappement de moteur à combustion interne, notamment d'un moteur d'automobile, cette Jointure comportant une rotule formée par un évasement de l'extrémité de l'une des deux pièces tubulaires, conjugué avec un resserrement de l'extrémité de l'autre pièce tubulaire0 Dans cette application, le dispositif d'accouplement selon l'invention est caractérisé en ce que l'évasement d'une pièce tubulaire est engagé à l'intérieurdnduresserre- ment de leautre pièce, et que le ressort à boudins de forme cylindrique, est comprimé entre deux bagues, de préférence en forme d'anneaux plats, qui font saillie sur les surfaces extérieures respectives des deux pièces tubulaires, à des distances appropriées de leurs extrémités formant la rotule. On a constaté que, grâce à cette disposition selon l'invention, il devient possible de réaliser le ressort à boudin comprimé, avec une force suffisante pour qu'il évite de façon certaine tout débo#tement de la rotule accouplant les deux pièces tubulaires, même lorsque celle qui est fixée au carter du moteur en reçoit des couples impulsionnels extremement violents. La présente invention concerne également un perfectionnement des dispositifs d'accouplement à rotule des deux pièces tubulaires d'un conduit d'échap- pement pour moteur à combustion interne, notamment pour moteur d'automobile. Ce perfectionnement vise à éviter la détrempe du ressort à boudin qui maintient la rotule assemblée; cette détrempe est due à l'action thermique intense sur le ressort à boudin, des deux pièces tubulaires du conduit d'échappement, lesquelles sont souvent portées au rouge par les gaz très chauds qui les traversent0 Ce perfectionnement consiste essentiellement à donner au ressort à boudin, de forme cylindrique, - qu'il soit tendu entre ses arrêtoirs, comme dans la forme de réalisation illustrée à la figure 1 du brevet principal, ou bien comprimé entre ses arrêtoirs, selon la présente invention - un diamètre intérieur notablement supérieur au plus grand diamètre extérieur des deux pièces tubulaires, et à prévoir deux écrans thermiques tubulaires, formés par exemple par des viroles métalliques, et fixés aux faces en regard des deux arrêtoirs dudit ressort, de façon que lesdits écrans tubulaires stétendent l'un en direction de l'autre dans l'intervalle annulaire entre les pièces tubulaires et le ressort à boudin, tout en tolérant les déplacements angulaires desdites pièces tubulaires0 Gracie à cette disposition selon l'invention, le ressort à boudin peut être maintenu par exemple au rouge sombre, ce qui#e#vite certainement la détrempe. A titre d'exemples, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé deux formes de réalisation de- l'invention, appliquées à la rotule d'accouplement des deux pièces tubulaires dun conduit d'échappement pour moteur d'automobile. Les figures 1 et 2 représentent respectivement ces deux formes de réalisation en demi-coupe axiale. Le conduit d'échappement illustré partiellement sur la figure 1 comporte une pièce tubulaire métallique 1, de préférence à section circulaire, dont l'extrémité gauche (non représentée) est fixée au oar- ter d'un moteur d'automobile, tandis que son extrémité droite comporte un évasement sphérique 4, ainsi qu'une pièce tubulaire métallique 2, de dimensions transversales voisines de celles de la pièce 1, dont l'extrémité droite est fixée au châssis de lgautomobileetetaménagée pour être raccordée à son pot d'échappement (non représenté), tandis que son extrémité gauche comporte un resserrement sphérique 5, de diamètre intérieur à peine supérieur au diamètre extérieur de l'évasement 4o Selon 11 invention, l'évasement 4 de la pièce 1 est engagé à l'intérieur du resserrement 5 de la pièce 2 et un ressort à boudin 9, de forme cylindrique, est comprimé entre deux arrêtoirs; dans cette forme de réalisation, il s'agit de deux bagues 11 et 12 en forme d'anneaux plats, qui sont soudées et font saillie sur les surfaces extérieures respectives des deux pièces 1 et 2, à des distances appropriées a et b de leurs extrémités formant la rotule sphérique 3.Le ressort comprimé 9 maintient constamment les deux parties 4 et 5 de la rotule 3 appliquées en contact l'une avec l'autre, et il peut etre facilement dimensionné pour que sa force d'application des parties 4 et 5 de la rotule ne puisse pas être surmontée par les chocs ou les vibrations les plus violents, transmis par le moteur à la pièce 1 qui y est fixée, La rotule 3 permet à la pièce 1 de suivre les mouvements du moteur par rapport au châssis de l'automobile, en se déplaçant angulairement, par exemple de quelques degrés, relativement à la pièce 2, solidaire dudit châssis. Le ressort 9 amortit en outre les chocs et les vibrations que la pièce 1 tend à transmettre à la pièce 2. Comme indiqué dans le brevet principal, un intercalaire d'usure Uen ménisque" (non représenté) par exemple en carbonegraphite ou en fonte sphéroidale, peut aussi être interposé entre les parties 4 et 5 de la rotule 3. Selon une autre caractéristique de ltinvention, le diamètre intérieur Li du ressort à boudin cylindrique 9 est notablement supérieur au plus grand diamètre extérieur De des deux pièces tubulaires, notamment de la pièce 2, et deux viroles métalliques 13 et 14 sont soudées respectivement aux faces en regard des deux anneaux plats 11 et 12; ces deux viroles 13 et 14, qui peuvent avoir le m#me-diamètre, s'étendent l'une vers l'autre dans l'intervalle annulaire entre les pièces tubulaires 1 et 2, d'une part, le ressort 9, d'autre part; leurs extrémités libres restent cependant séparées par un intervalle e autorisant les déplacements angulaires relatifs des pièces 1 et 2 autour de la rotule 3.Les deux viroles 13 et 14 forment des écrans thermiques tubulaires, qui réduisent fortement la transmission de chaleur par radiation des pièces tubulaires 1 et 2 vers le ressort à boudin 90 Le conduit d'échappement illustré partiellement sur la figure 2 ne diffère de celui illustré sur la figure 1 et précédemment décrits que par les points suivants : comme sur la figure 1 du brevet principal, c'est l'évasement 5 de la pièce tubulaire 2 qui est engagé extérieurement autour du resserrement 4 de la pièce tubulaire 1; les deux arrêtoirs 11 et 12 du ressort à boudin 9 sont aménagés sous la forme d'ailettes spirales, analogues à celle désignée par 8 sur les figures 1 et 2 du brevet principal, ces ailettes spirales s'engrenant dans les spires extrêmes dudit ressort 9, de façon à le maintenir sous tension.Le ressort 9 maintient donc la partie 5 de la rotule tou Jours appliquée sur sa partie 4. Les deux viroles métalliques 13 et 14 forment également des écrans thermiques entre les pièces tubulaires 1 et 2 et le ressort à boudin 9. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation précédemment décrites; elle englobe toutes leurs variantes. Les écrans thermiques tubulaires peuvent être constitués en matière isolante et de préférence réfrac taisre. Leur emploi est facultatif. Au lieu d'étire constitués par des bagues (figure 1) ou des ailettes spirales (figure 2) les arrêtoirs du ressort à boudin pourraient etre des saillies radiales, tels que des ergots, solidaires des surfaces extérieures respectives des pièces tubu Laires, Le dispositif d'accouplement à rotule et à ressort comprimé se-lon l'invention est également applicable à toute paire d'organes susceptibles de certains déplacements angulaires relatifs, tels que des Joints de cardan ou des articulations à rotule. REVEEDICA2IONS Dispositif d'accouplement de deux organes mécaniques susceptibles de certains déplacements angulaires relatifs, par exemple des Joints de cardan ou des articulations à rotule, selon la revendication 2 du brevet principal, dispositif caractérisé en ce que le ressort à boudin (9) est comprimé entre ses arre tjrs (11 et 12). 2. Dispositif d'accouplement selon la revendication 12 applicable à la Jointure de deux pièces tubu iciires(t 2) par une rotule (3), formée par un évasement# l'extrémité de l'une (1) des deux pièces tubulaires, conJugué avec un resserrement (5) de l'ex- trémité de l'autre pièce tubulaire (2), dispositif caractérisé en ce que l'évasement (4) d'une pièce tubulaire (i) est engagé à l'intérieur du resserrement (5) de l'autre pièce (2) et que le ressort à boudin (9), de forme cylindrique, est comprimé entre deux bagues (11 et 12), de préférence en forme d'anneaux plats, qui font saillie sur les surfaces extérieures respectives des deux pièces tubulaires (1 et 2), à des distances appropriées de leurs extrémités formant la rotule (3)0 3. Dispositif d'accouplement selon la revendication 2, applicable à un conduit d'échappement de moteurs à combustion interne, caractérisé en ce que le diamètre intérieur (Di) du ressort à boudin cylindrique (9) est notablement supérieur au plus grand diamètre extérieur (De) des deux pièces tubulaires (1 et 2) et que deux écrans thermiques tubulaires, formés par exemple par des viroles métalliques (13 et 14), sont fixés respeotive- ment aux faces en regard des deux bagues (11 et 12) en forme d'anneaux plats, servant d'arrêtoirs, de façon que lesdits écrans tubulaires (13 et 14) s'étendent l'un en direction de l'autre dans l'intervalle annulaire entre les pièces tubulaires (1 et 2) et le ressort à boudin (9), tout en tolérant les déplacements angulaires desdites pièces tubulaires (1 et 2)o 40 Dispositif selon la revendication 5 du brevet principal, applicable à un conduit d'échappement de moteur à combustion interne, caractérisé en ce que le ressort à boudin (9) est cylindrique, de diamètre intérieur notablement supérieur au plu8 grand diamètre extérieur des deux pièces tubulaires (1 et 2), que ses deux arrêtoirs sont aménagés, par exemple sous la forme d'ailettes spirales (11 et 12), de manière à faire saillie sur les surfaces extérieures respectives des deux pièces tubulaires (1 et 2), à des dis- tances appropriées de leurs extrémités formant la rotule (3) et à s'engrener dans les spires extérieures dudit ressort à boudin (9), de façon à le maintenir sous tension, et que deux écrans thermiques tubulaires, formés par exemple par des viroles métalliques (13 et 14), sont fixés respectivement auxdits arr- toirs (11 et 12) de manière à s'étendre l'un en direction de l'autre dans l'intervalle annulaire entre les pièces tubulaires (i et 2) et le ressort à boudin (9), tout en tolérant les déplacements angulaires desdites pièces tubulaires (1 et 2).