Brevet FR2522726A1 — publié le 19830909

Jonction à rotule, notamment pour tuyau d'échappement. La présente invention se rapporte a une jonction à rotule, notamment pour tuyau d'échappement, montée avec un joint thermofusible. Des rotules d'échappement sont utilisées pour établir une liaison entre deux tuyaux pour permettre une certaine liberté de mouvement entre ces deux éléments, de manière à filtrer les vibrations du moteur et à diminuer les contraintes de l'ensemble.Cependant, le mouvement relatif entre ces deux éléments est difficilement compatible avec une bonne étanchéité de la liaison. On connaît déjà des liaisons d'échappement utilisant la coopération d'un élément de sphère, conformé à l'extrémité d'un tube situé en amont par rapport à la circulation du gaz, et d'une surface conique disposée à l'extrémité en contact d'un tube disposé en aval. Le maintien en contact de ces deux éléments est effectué au moyen de brides prenant appui sur chacune des surfaces extérieures des extrémités à joindre, comportant un moyen de serrage élastique permettant une certaine flexibilité de la jonction. L'inconvénient de ce type de montage réside dans la difficulté de déterminer et d'exécuter le serrage qui permet à la fois une certaine flexibilité de la jonction tout en offrant une étanchéité correcte. L'objet de l'invention a pour but de résoudre la difficulté cidessus, en intercalant entre les pièces à réunir un joint thermofusible d'épaisseur adéquate qui sera éliminé en cours d'utilisation, sous l'effet de la chaleur des gaz. L'invention est décrite à titre d'exemple non limitatif, au regard des figures 1 à 4 ci-jointes, qui se rapportent respectivement - la figure 1 : à une coupe longitudinale d'une jonction àrotule, selon la technique antérieure - les figures 2 et 3 : à des détails grossis de deux variantes, selon la figure précédente - la figure 4 : à une coupe longitudinale d'une jonctionàrotule, selon la présente invention. En référence aux figures 1 à 3, on voit qu'un type de jonction pour tuyaux d'échappement, utilisé antérieurement, est essentiel ement constitué d'une extrémité partiellement sphérique 1 coopérant avec une autre extrémité conique 2. Ces deux éléments sont maintenus solidaires au moyen de brides 3 de formes complémentaires, fixées entre elles de façon élastique par des moyens 4 intercalant un ressort 5. Une première réalisation représentée à la figure 2 est obtenue à partir d'une vis épaulée 4' qui est serrée en butée dans le trou taraudé de la bride 3. L'avantage de cette réalisation réside dans le fait qu'au cours de l'opération précédente, le ressort 5 exerce théoriquement une pression bien déterminée entre les colliers 3, puisque la vis présente au ressort 5 toujours la même longueur, utile, arrivant en butée sur la bride 3. Cependant, l'effort final qui se retrouve dans la pratique au niveau des pièces concernées dépend de la précision d'usinage de ces dernières - les deux brides 3, - l'extrémité sphérique 1, - l'extrémité conique 2. La précision dans les tolérances diensionnelles de ces pièces est difficile à obtenir à moindres frais ; les incertitudes s'additionnant, le tarage des efforts de serrage finaux est incertain. On peut donc se situer dans des domaines de serrages trop importants, nuisibles à la flexibilité de la jonction, ou bien dans le cas contraire, l'étanchéité obtenue n'est pas suffisante au regard des normes antipollution en vigueur dans certains pays. Une seconde réalisation, illustrée par la figure 3, est constituée par un ensemble vis 6/écrou 7, serré à spires jointives du ressort 5, puis on desserre d'un certain nombre de tours, en fonction du pas de la vis et de la flèche désiré au niveau des tuyaux. L'avantage de cette disposition réside dans le fait que le tarage du ressort est connu avec précision, ne dépendant plus que de la dispersion au niveau des paramètres du seul ressort. Cependant, l'inconvénient de ce procédé se situe au niveau de la réalisation en série, car on ne possède actuellement pas demoyen permettant un desserrage précis. La réalisation selon l'invention, illustrée à la figure 4, pallie les inconyénients précédents. On part d'un diapositif comparable au précédent, puisqu'on retrouve la coopération des extrémités sphérique l.et conique 2, des brides 3, des moyens de serrage élastique 4 grace aux ressorts 5 serrés à spires jointives. La différence résulte du fait que l'on interpose,entre l'une des brides 3 et d'une des extrémités conique 1 ou sphérique 2, un joint en une matière thermofusible 20 de forme correspondante et d'épaisseur adéquate. La présence de ce dernier permet de résoudre le problème du desserrage en chaîne, de façon précise, permettant l'obtention finale d'un effort suffisant entre les pièces à joindre pour assurer l'étanchéité, tout en autorisant une certaine lattitude de mobilité de ces dernières. Dans le cas de la figure 4, on voit que le joint thermofusible, disposé entre la surface de l'extrémité sphérique 1 et la bride3 possède une partie cylindrique 21 prenant appui sur l'extrémité cylindrique du tuyau 23, et une partie conique 22 recouvrant la zone 24 de l'embout sphérique de la jonction flexible. La partie 22 du joint fusible 20 fait un angle avec l'axe A du tuyau Dans le cas où &alpha; = 45 , le desserrage désiré étant par exemple d = 2 mm, on a donc une épaisseur de joint 20 e = d sin&alpha;(= 1,41mm. La valeur du desserrage est obtenue au préalable expérimentalement de façon aisée, lors d'essais individuels, en fonction de la soup lesse souhaitée pour la jonction. Naturellement, on ne sortirait pas de l'invention en positionnant de façon analogue le joint 20 entre l'autre bride 3 et la partie conique 2 du tuyau opposé, ou encore en utilisant lesdits joints 20 simultanément des deux façons précédentes. De bons résultats ont été obtenus en utilisant comme matériau cons titutif des joints fusiA1es, du polyéthylène basse densité et haute pression, par exemple du type commercialisé par la Société CDF Chimie sous la dénomination LOTRENE - SA - 238. On pourrait également prendre en compte du P.V.C. (40 shore D) tel que fabriqué par la Société Rhone-Poulenc sous la marque LUCOLENE 250, ou encore de l'A.B.S. choc du type de celui qui est fabriqué par la Société Ugine-Kuhlman sous le nom de UGIKRAL.T.F. En variante de la disposition précédente mettant en application un joint thermofusible, on pourrait aussi utiliser des plots discon tinus des matériaux ci-dessus, répartis de façon analogue entre l'uneoul'autre des brides et les faces correspondantes des tuyaux, lesdits plots étant le cas échéant fixés au préalable à l'une ou à l'autre des surfaces précédentes. Le mode opératoire est alors le suivant : l'ensemble illustré à la figure 4 est monté et serré à spires jointives du ressort 5. Lors que le moteur tourne et que la température de fonctionnement est atteinte, la fusion du joint intervient et donne lieu au desserrage de l'ensemble aux cotes désirées. L'objet de la présente invention est applicable sur tous les tuyaux d'échappement, mais également chaque fois qu'un montage nécessitant un jeu déterminé après serrage s'impose, et lorsqu'une température de fonctionnement suffisamment élevée est mise en cause pour permettre la fusion du joint. REVENDICATIONS 1. Jonction à rotule, notamment pour tuyau d'échappement, constituée essentiellement d'un tuyau comportant une extrémité partiellement sphérique (1) coopérant avec l'extrémité (2) d'un second tuyau présentant une forme conique, les deux éléments précédents étant maintenus solidaires de façon élastique par des brides (3) de forme complémentaires fixées entre elles par des moyens (4) intercalant un ressort (5), caractérisée par le fait que l'on interpose entre au moins l'une des extrémités (l, 2) des tuyaux et des brides (3), un joint (20) en une matière thermofusible. 2. Jonction à rotule selon la revendication l, caractérisée en ce que le joint thermofusible (20) est constitué d'une partie cylindrique (21) prenant appui sur l'extrémité d'un des tuyaux à joindre, et d'une partie conique (22) recouvrant partiellement l'extrémité évasée dudit tuyau. 3. Jonction à rotule selon la revendication l, caractérisée en ce que le joint thermofusible (20) est obtenu à partir d'un matériau du type polyéthylène basse densité et haute pression, par exemple tel que commercialisé par la Société CDF -Chimie sous la dénomination LOTRENE - SA.238. 4. Jonction à rotule selon la revendication l, caractérisée en ce que le joint thermofusible (20) est obtenu à partir d'un matériau du type P.V.C./(40 shore D), par exemple tel que fabriqué par la Société Rhône-Poulenc sous la marque WCOLENE - 250. 5. Jonction à rotule selon la revendication l, caractérisée en ce que le joint thermofusible (20) est obtenu à partir d'un matériau du type A.B.S., par exemple tel que fabriqué par la Société Ugine Kuhlman sous le nom UGIKRAL T.F. 6. Jonction à rotule selon la revendication l, caractérisée en ce que le joint thermofusible est discontinu, constitué par des plots de matières identiques à celles qui sont utilisées pour les joints continus, et qui peuvent être solidarisés, avant assemblage de la jonction, à l'une ou à l'autre des faces à joindre.