Brevet FR2510655A1 — publié le 19830204

L'invention se rapporte aux joints tournants des- tinés à assurer le raccordement entre deux éléments d'un tuyau d'échappement sur un véhicule automobile. Sur un véhicule automobile à moteur à explosions placé à l'avant, le tuyau ou ligne d'échappement, -qui par- court presque toute la longueur du véhicule, contribue pour une bonne part, du fait des vibrations auxquelles il est sou- mis, à créer une certaine sensation d'inconfort pour les passagers, principalement lorsque le moteur tourne au ralen- Èi D'autre part, les chang Eemnts brutaux de couple moteur provo- quent des débattements angulaires du moteur qui se répercu- tent sur la ligne d'échappement Ces vibrations et ces dé- battements angulaires créent des contraintes de fatigue importantes sur la ligne d'échappement, pouvant méme entraîner sa rupture Ces inconvénients, qui sont particulièrbeent mar- qués lorsque le moteur est disposé transversalement, sont aggravés par l'adoption de suspensions très souples, autori- sant un certain débattement angulaire du moteur, alors que la ligne d'échappement, de grande longueur, ne peut admettre des débattemehts angulaires aussi importants. Dans le but de réduire les vibrations de la li- gne d'échappement, il est courant d'y intercaler un joint autorisant un débattement angulaire entre un tronçon amont solidaire du moteur et le tronçon principal situé en aval. Dans la technique habituelle, ce joint est un joint à rotule, et l'on a constaté que ce type de joint présente à l'usage l'inconvénient suivant: il comporte toujours au moins une partie de surface frottante qui n'est pas constamment en contact avec la surface conjuguée et qui est en contact avec l'air atmosphérique ou les gaz d'échappement, si bien qu'un arrêt prolongé provoque une oxydation de cette partie de surface, entrainant un défaut de fonctionnement de la rotule lors de la remise en service. L'invention se propose deremédier à cet inconvé- nient grâce à l'emploi d'un joint dans lequel les surfaces frottantes restent toujours en contact sur toute leur étendue L'invention a pour objet, à cet éffet, un joint tournant reliant deux éléments d'un tuyau d'échappe- ment de moteur à explosions de véhicule automobile, carac- térisé en ce qu'il comprend deux surfaces frottantes planes en regard formant deux couronnes coaxiales solidaires chacune de - l'un des deux éléments de tuyau, le plan de ces surfaces étant perpendiculaires à l'axe d'oscillation du moteur sur sa suspension, et des moyens pour solliciter ces deux sur- faces l'une vers l'autre. Dans un mode de réalisation simple et fiable, une bague à faible coefficient de frottement et résistant à la chaleur est interposée entre les deux surfaces planes, et chaque surface plane appartient à une bride soudée sur l'élément correspondant du tuyau d'échappement. Les moyens de sollicitation des deux surfa- ces planes peuvent notamment comprendre un étrier dont les branches s'accrochent derrière une surface plane et dont l'âme s'appuie sur l'élément de tuyau d'échappement soli- daire de l'autre surface plane. Un exemple de réalisation fait l'objet de la description qui suit, en référence au dessin joint,dans le- quel la Fig 1 est une vue schématique en plan d'un moteur et d'une partie de sa ligne d'échappement, laquelle est équipée d'un joint conforme à l'invention; la Fig 2 est une vue en coupe du joint, à plus grande échelle, prise selon la ligne 2-2 de la Fig i; la Fig 3 est une vue en coupe du joint, prise selon la ligne 3-3 de la Fig 2. On a représenté sur la Fig 1 un groupe moto- propulseur 1 disposé transversalement à l'avant d'un véhicu- le automobile et composé d'un moteur à explosions 2 associé à une boîte de vitesses et à un différentiel Ce groupe mo- to-propulseur est suspendu sur la structure du véhicule par deux supports élastiques 3 et 4 qui définissent un axe X-X autour duquel le groupe 1 peut osciller. Les gaz d'échappement du moteur sont évacués par un collecteur 5 solidaire d'un premier élément ou tron- çon coudé 6 de tuyau d'échappement Ce premier tronçon est relié par un joint tournant 7 à une partie coudée 8 d'un second élé- ment ou tronçon 9 du tuyau d'échappement, lequel tuyau se prolonge jusque vers l'arrière du véhicule Le premier tron- çon 6 et la partie coudée 8 du second tronçon ont, dans la région du joint 7, un axe commun Y-Y parallèle à l'axe X-X d'oscillation du groupe 1. Le joint 7 reliant les deux tronçons est re- présenté plus en détail sur les Fig 2 et 3: Sur 1 ' extrémité aval du premier tronçon 6 est soudée une bride 10 comportant un manchon 11 enfilé sur le tronçon 6 et soudé à celui-ci par son extrémité amont, les tranches d'extrémité aval de ces deux pièces étant sensible- ment contenues dans le même plan En un point intermédiaire, le manchon 11 porte une collerette radiale 12 qui se termi- ne par un rebord annulaire 13 orienté vers l'amont. De même, l'extrémité amont du tronçon 9 porte une bride 14 qui comprend un manchon 15 enfilé sur ce tron- çon et soudé à celui-ci par son extrémité aval Sur l'extré- mité amont du manchon 15, qui affleure celle du tronçon 9, fait saillie une collerette radiale 16 qui porte un épais rebord périphérique 17 en saillie vers l'amont. Dans la position de service, le rebord 17 est emboîté avec jeu radial sur la partie aval du manchon 11, et sa face amont 18 se trouve à une petite distance vers l'aval de la face aval 19 de la collerette 12, ces deux fa-e ces 18 et 19 étant planes et perpendiculaires à l'axe Y-Y. Il subsiste ainsi entre les brides 10 et 14 un espace annulaire à demisection en L qui est comblé par une bague 20 de même forme réalisée en un matériau résis- tant bien à la chaleur et ayant un faible coefficient de frottement, par exemple un métal fritté contenant du gra- phite. Un étrier élastique 21 prend appui par le mi- lieu de son âme 22 sur un téton ou pointeau 23 fixé sur la partie coudée 8 du second tronçon 9 et présente à l'extré- mité de ses branches des crochets 24 qui s'accrochent der- rière le rebord 13 de la bride 10 du premier tronçon de ma- nière à maintenir les surfaces 18 et 19 serrées sur la ba- gue 20 Le téton 23 est centré sur l'axe Y-Y et se ter- mine par une pointe 25 qui s'engage dans une empreinte 26 de l'âme de l'étrier, ce qui permet à ce dernier d'osciller librement autour de l'axe Y-Y. Le joint 7 qui vient d'être décrit permet un débattement angulaire autour de l'axe Y-Y entre le premier tronçon 6 et la partie coudée 8 du second tronçon lorsque le moteur oscille autour de l'axe X-X Au cours de ce mouve- ment, les surfaces frottantes restent constamment en con- tact l'une sur l'autre et aucune portion de ces surfaces ne peut se trouver en contact avecl'a-a msphère ou les gaz d' échap- paent, ce qui élimine les inconvénients rencontrés avec les joints à rotule l-a partie-axiale 27 de la bague 20 assure avec peu de frottements le centrage relatif des deux brides,10 et 14 et donc des éléments de tuyau 6 et 9. Il va de soi que les dispositions ci-dessus restent applicables si, les supports élastiques 3 et 4 étant situés à des niveaux différents, l'axe XX n'est pas horizontal' De plus, en variante, la bague 20 pourrait être remplacée par un traitement approprié de l'une ou/et l'autre des surfaces 18 et 19 et éventuellement des surfa- ces cylindriques de centrage des deux brides. REVENDICATIONS - 1 Joint tournant reliant deux éléments ( 6,9) d'un tuyau d'échappement de moteur à explosions ( 2) de vé- hicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend deux surfaces frottantes planes en regard ( 18,19) formant deux couronnes coaxiales solidaires chacune de l'un des deux élé- ments de tuyau, le plan de ces surfaces étant perpendicu- laire à l'axe (X-X) d'oscillation du moteur sur sa suspen- sion ( 3,4), et des moyens ( 21) pour solliciter ces deux sur- faces l'une vers l'autre. 2 Joint tournant suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'une bague ( 20) à faible coefficient de forttement et résistant à la chaleur est interposée entre les deux surfaces planes ( 18,19). 3 Joint tournant suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque surface plane ( 18,19) appartient à une bride ( 10,14) soudée sur l'élément corres- rondant ( 6,9) du tuyau d'échappement. 4 Joint tournant suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 11,17, 27) de centrage relatif des deux surfaces planes ( 18,19). Joint tournant suivant les revendications 2 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce que la bague ( 20) pré- sente un collet ( 27) interposé entre deux surfaces cylin- driques adjacentes aux deux surfaces planes ( 18,19) et qui en sont respectivement solidaires. 6 Joint tournant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de sollicitation compren- nent un étrier ( 21) dont les branches s'accrochent derrière une surface plane ( 19) et dont l'âme ( 22) s'appuie sur l'élément ( 9) du tuyau d'échappement solidaire de l'autre surface plane ( 18). 7 Joint tournant suivant la revendication 6, ca- ractérisé en ce que l'âme ( 22) de l'étrier ( 21) s'appuie, par un évidement ( 26) prévu en son milieu, sur un pointeau ( 23) solidaire de l'élément correspondant ( 9) du tuyau d'échappement.