Brevet FR2549894A1 — publié le 19850201

Conduite d'échappement isolée pour véhicules automobiles et procédé et dispositif pour sa fabrication. L'invention concerne un procédé pour emboîter concentriquement l'un dans l'autre un tube métallique éventuellement coudé et un tuyau métallique flexible pour un tuyau d'échappement de véhicules automobiles, un isolant constitué en un matériau résistant à la température étant disposé entre le tube et la conduite. Récemment, le développement, notamment dans le domaine des voitures de tourisme, a requis l'utilisation de tuyaux d'échappement isolés sous la forme de tubes de recirculation des gaz d'échappement, de tuyaux d'échappement transversaux et de pots d'échappement similaires, donc au total dans toute la région intéressant l'ensemble des tuyaux d'échappement. L'isolation est censée empecher un rayonnement thermique en direction de l'espace intérieur du véhicule automobile, elle est censée favoriser l'entrée en action rapide d'un catalyseur monté dans la conduite d'échappement et elle est censée s'opposer globalement à l'apparition et aux effets de températures assez élevées des gaz d'échappement. L'isolation d'un tuyau d'échappement était obtenue jusqu'alors grâce à la mise en place d'un matelas isolant autour du tube rigide, qui peut posséder également une forme coudée. On applique sur ce matelas isolant un bandage et on emmanche enfin par dessus ce matelas isolant un tuyau métallique flexible afin de conférer au tuyau d'échappement une certaine souplesse et une résistance suffisante vis-à-vis de l'extérieur. En raison de la surface intérieure nervurée du tuyau métallique flexible et en raison du décalage axial dû à la présence éventuelle de coudes, il n'est cependant pas possible de serrer d'une manière suffisamment dense la couche isolante. De ce fait l'ensemble du paquet isolant n'est pas suffisamment dense, ce qui entraîne une réduction importante de l'action d'isolation.En outre, il se produit, au niveau de l'enveloppe métallique, des bruits de claquement et de vibrations qui conduisent à des ruptures de matériau et par conséquent à la défaillance prématurée du tuyau d'échappement. Le montage de l'isolant est réalisé d'une autre manière, grâce au fait que l'on n'utilise plus comme enveloppe extérieure un tuyau métallique flexible, mais qu'on monte et qu'on relie entre elles deux demi-coquilles métalliques. Il est alors possible de tasser un isolant de manière à obtenir une liaison plus forte. Ces demicoquilles métalliques extérieures à paroi lisse impliquent cependant une dépense élevée de fabrication, en particulier également en raison des coûts élevés de l'outillage pour leur fabrication. L'invention a pour but de relier d'une manière simple et bon marché un isolant du type indiqué précédemment et possédant une densité interne élevée au tuyau d'échappement et d'aboutir simultanément à ce qu'il ne se produise plus aucun bruit ni aucune formation de vibrations, c'est-à-dire d'empêcher une nuisance de la part du tuyau d'échappement ou une défaillance prématurée de ce dernier. En ce qui concerne le tube rigide, il faut créer la possibilité de monter l'isolant aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur du tube, selon les exigences qui doivent être précisément satisfaites.Ce problème est résolu à l'aide du procédé du type indiqué plus haut grâce au fait qu'on emmanche sur ou dans le tuyau flexible, muni au moins par endroits d'un profilage, un cylindre creux constitué par le matériau isolant et qu'on emmanche l'unité ainsi réalisée avec un diamètre extérieur ou intérieur respectivement supérieur ou inférieur au diamètre intérieur ou extérieur du tube rigide, dans un ou sur ce tube avec compression radiale du matériau isolant. Il est approprié que pour le montage du cylindre creux constitué en un matériau isolant sur ou dans le tuyau métallique flexible, le diamètre intérieur ou extérieur du cylindre creux soit supérieur ou inférieur respectivement au diamètre extérieur ou intérieur du tuyau métallique flexible. Ces dispositions conformes à l'invention permettent d'aboutir à ce que l'unité isolante, constituée par le matériau isolant et par le tuyau métallique flexible, peut être préfabriquée sans difficulté. On emmanche alors cette unité isolante, tout en comprimant le matériau isolant, dans ou sur le tube rigide de sorte que l'on obtient un appui réciproque ferme des trois éléments, à savoir le tube, le matériau isolant et le tuyau flexible. Etant donné que le tuyau est flexible, l'isolant peut être également relié à des tubes rigides déja coudés d'avance de façon précise, ou être emmanché sur ou dans ces tubes.Notamment le fait que, lors du processus de compression du matériau isolant, ce dernier est repousse dans le profilage du tuyau métallique flexible et est entraîné de ce fait en étant contenu suivant la direction axiale, contribue également à assurer la résistance axiale du matériau isolant à la traction ou à la compression. Le profilage du tuyau flexible est par conséquent utilisé conjointement pour accroître la résistance du matériau isolant à la traction ou à la compression. En outre il est possible, conformément à l'invention, de comprimer d'une manière nettement plus dense l'isolant et de le répartir uniformément sur le pourtour et de contribuer ainsi à ce que la fonction principale de calorifugeage de cet isolant soit mieux assurée. Le montage est réalisé d'une manière extrêmement rationnelle et on peut réaliser extérieurement ou intérieurement l'isolation de n'importe quel tube rigide coudé sans modification de la pièce découpée pour le matériau isolant -selon la forme du tube rigide. Comme dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment il s'est avéré approprié que l'on emmanche sur une extrémité du tube rigide un anneau s'élargissant progressivement à partir de l'extrémité du tube jusqu'à prendre une dimension supéri#eure au diamètre extérieur de l'unité ou une broche se rétrécissant progressivement à partir de l'extrémité du tube jusqu'à prendre une dimension inférieure au diamètre intérieur de ladite unité, et que la section transversale, située du côté du tube, de l'anneau ou de la broche est au moins égale ou est éventuellement inférieure à la section transversale intérieure ou supérieure à la section transversale extérieure du tube rigide.De cette manière lors de son montage dans le tube rigide ou sur ce dernier, le matériau isolant est comprimé suivant la direction radiale vers l'inté- rieur ou vers l'extérieur et est également repoussé dans le profilage du tuyau flexible Etant donné que ce rétrécissement ou cette extension radiale du matériau isolant peut dépasser le diamètre intérieur ou extérieur du tube rigide, malgré le retrait élastique du matériau isolant, ceci contribue ensuite à# faciliter le montage dudit matériau par dessus le tube rigide. Enfin on obtient, de la manière décrite précédemment, un tuyau d'échappement sous la forme d'un tube rigide comportant un isolant inséré dans ce tube ou l'entourant et qui pour sa part est maintenu sur le côté, tourné à l'opposé du tube, d'un tuyau métallique flexible, ce dernier comportant au moins par endroits un profilage, tandis que le matériau isolant est comprimé. Le tuyau métallique flexible peut être profile essentiellement suivant la direction circonférentielle de sorte qu'il peut être fabriqué au moyen d'un enroulement hélicoïdal d'une bande métallique profilée d'avance. Cependant il est également possible que le tuyau métallique flexible soit constitué par un tube ondulé selon une forme hélicoïdale ou annulaire et constitué en aluminium, en acier ou en acier muni d'un placage d'aluminium. Le cylindre creux constitué en un matériau isolant peut être réalisé de manière à résister à une traction axiale, et à cet effet il peut s'agir par exemple d'un cylindre creux tricoté, tressé ou analogue et constitué par des fibres minérales, des fibres de silicate d'alumine ou analogues, De ce fait la fabrication de l'ensemble composite formé du tube rigide, du tuyau métallique flexible et du matériau isolant est facilitée d'une manière plus importante que ce que permet le profilage du tuyau flexible. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente un tuyau d'échappement muni d'un isolant monté extérieurement sur un tube rigide ; et la figure 2 représente un tuyau d'échappement comportant un isolant dans un tube rigide. Conformément à la figure 1, un tube rigide 1 possède une forme coudée. A l'extrémité du tube 1 se trouve emmanchée une broche 2 se rétrécissant suivant la direction axiale et qui possède, sur son côté qui est tourné vers le tube 1, un diamètre 3 accru par rapport au diamètre extérieur du tube. Sur la broche 2 se trouve emmanché un matériau isolant qui est constitué par une conduite métallique profilée 4 dans laquelle est inséré un cylindre creux 5 en matériau isolant. Comme cela est repéré en 6, ce cylindre creux en matériau isolant peut être par exemple un treillis ou un entrelacement, résistant à une traction axiale et formé de fibres minérales, de fibres de silicate d'alumine ou analogues. Naturellement il est également possible de réaliser le cylindre creux en matériau isolant sous la forme d'un tricot, d'un tissu ou analogue. La gaine 5 en matériau#isolant possède initialement un diamètre extérieur inférieur au diamètre in térieur du tuyau flexible 4 afin que ces deux pièces puissent être aisément emboîtées l'une dans l'autre. Lors de l'application de cette gaine contre le tube rigide 1 par l'intermédiaire de la broche 2, le matériau isolant 5 est comprimé radialement vers l'exté- rieur et il pénètre partiellement dans le profilage du tuyau métallique flexible 4 et vient par ailleurs s'appliquer fermement contre le tube 1. Le tuyau métallique flexible 4 peut être un tuyau ondulé qui possède des ondulations hélicoïdales ou annulaires, mais il peut également s'agir d'une pièce fabriquée par enroulement hélicoïdal par exemple d'une bande d'aluminium profilée. Ce qui est important c'est que l'enveloppe extérieure 4 soit flexible afin de pouvoir être emmanchée non seulement sur des tubes rectilignes, mais également sur des conduites tubulaires coudées utilisés pour un tuyau d'échappement, de manière a s'adapter au contour de ces conduites. Une fois que l'unité constituée par le tuyau flexible 4 et l'isolant 5 a été emmanché sur le tube 1, on fait avancer la broche 2 de sorte que le tuyau d'échappement ainsi formé peut être éventuellement muni, au niveau de ses deux extrémités, des tubulures nécessaires de raccordement. La figure 2 montre, contrairement à la figure 1, la manière dont un tube rigide 10 d'un tuyau d'échappement peut être garni intérieurement d'un isolant. A cet effet on emmanche sur le tube 10 un anneau rétrécisseur, dans lequel on introduit une unité formée d'un tuyau flexible 12 et d'une gaine isolante 13, entourant ce tuyau, moyennant une réduction du pourtour extérieur de la gaine isolante 13, ce qui a pour effet que l'anneau rétrécisseur possède, à partir du tube 10, un diamètre supérieur au diamètre intérieur de ce dernier. Par conséquent le résultat est que le tuyau flexible se trouve situé à l'intérieur du tuyau d'échappement complètement formé et que le tube 10 fournit sa forme au tuyau d'échappement, dans sa totalité, et maintient cette forme. Mais ce qui est à nouveau ici également essentiel, c'est que l'enveloppe 13 soit comprimée, auquel cas le profilage du tuyau flexible 12 exerce une fonction de coopération lors de l'insertion des pièces l'une dans l'autre. Il en résulte que tout jeu entre le tube 10 et le tuyau flexible 12 est supprimé de façon simple sous l'effet de la compression de l'enveloppe isolante 13. Le mode de montage d'un isolant, illustré en référence aux figures 1 et 2, ne requiert#aucun outil particulier, hormis une broche 2 ou un anneau rétré cisseur 11. En outre il n'existe aucune dépendance visà-vis de la forme ou de la flexion du tuyau d'échappement que l'on obtient au total, compte tenu du fait que le tuyau métallique flexible 4 ou 12 peut être fléchi. Grâce au montage décrit de la gaine isolante 5 ou 13, on obtient une compression de cette gaine, qui assure une liaison par formes complémentaires et sans jeu entre le tube 1 ou 10 et le tuyau flexible 4 ou 12, même pendant de longues durées de fonctionnement, si bien qu'il ne peut plus se produire de bruits de claquement et de mouvements vibratoires réciproques. Pour le montage décrit il est avantageux que le matériau isolant 5 ou 13 possède, selon le mode de traitement, une résistance suffisante à la compression ou à la traction. Mais, comme cela a été décrit, la compression du matériau isolant sur la broche 2 ou sur l'anneau rétrécisseur 11 et la pénétration, intervenant de ce fait, dans le profilage du tuyau flexible 4 ou 12 ont pour effet que le profilage de la conduite flexible contribue à assurer cette résistance axiale. REVENDICATIONS 1. Procédé pour emboîter concentriquement l'un dans l'autre un tube métallique éventuellement coudé et un tuyau métallique flexible pour un tuyau d'échappement de véhicule automobile, un isolant constitué en un matériau résistant à la température étant disposé entre le tube et le tuyau, caractérisé par le fait qu'on emmanche sur ou dans le tuyau flexible (4, 12) ,muni au moins par endroits d'un profilage, un cylindre creux constitué par le matériau isolant (5, 13) et qu'on emmanche l'unité, ainsi réalisée avec un diamètre extérieur ou intérieur respectivement supérieur ou inférieur au diamètre intérieur ou extérieur du tube rigide (1, 10), dans ou sur ce tube moyennant une compression radiale du matériau isolant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pour le montage du cylindre creux (5, 13) constitué en un matériau isolant sur ou dans le tuyau métallique flexible (4, 12), le diamètre intérieur ou extérieur du cylindre creux est supérieur ou inférieur respectivement au diamètre extérieur ou intérieur du tuyau métallique flexible. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on emmanche sur une extrémité du tube rigide (1, 10) une bague (11) s'élargissant progressi vement à partir de l'extrémité du tube jusqu'à prendre une dimension supérieure au diamètre extérieur de l'unité (4, 5 ; 12, 13) ou une broche (2) se rétrécissant progressivement à partir de l'extrémité du tube jusqu'à prendre une dimension inférieure au diamètre intérieur de ladite unité, et que la section transversale, située du côté du tube, de l'anneau ou de la broche est au moins égale ou est éventuellement inférieure à la section transversale intérieure ou supérieure à la section transversale extérieure du tube rigide. 4. Conduite d'échappement réalisée sous la forme d'un tube rigide comportant un isolant inséré dans ce tube ou entourant ce tube et qui pour sa part est maintenu sur le côté, situé à l'opposé du tube, d'un tuyau métallique flexible, qui est fabriqué con formément au procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, moyennant l'utilisation du dispositif selon la revendication 3, caractérisée en ce que le tuyau (4, 12) comporte au moins par endroits un profilage et que le matériau isolant (5, 13) est comprimé radialement. 5. Conduite d'échappement selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le tuyau flexible (4, 12) est profilé essentiellement suivant sa direction circonférentielle. 6. Conduite d'échappement selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le tuyau flexible (4, 12) est un tube en aluminium, en acier ou en acier comportant un placage d'aluminium, comportant des ondulations de forme hélicoïdale ou annulaire. 7. Conduite d'échappement selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le tuyau flexible (4, 12) est réalisé au moyen d'un enroulement hélicol- dal d'une bande profilée. 8. Conduite d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le cylindre creux constitué en un matériau isolant (5, 13) est réalisé de manière à résister à une traction axiale. 9. Conduite d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que le matériau isolant (5, 13) est un cylindre creux tricoté, tressé ou analogue forme de fibres minérales, de fibres de silicate d'alumine ou analogues.