Brevet FR2568309A1 — publié le 19860131

L'invention concerne un raccordement d#e type articulé pour conduite de gaz d'échappement, en particulier de véhicules automobiles à moteur monte transversalement, avec utilisation de pièces tubulaires ondulées. Les elements flexibles, en particulier les tubes ondulés et les soufflets métalliques, se sont avérés efficaces pour supprimer les vibrations dans les conduits de gaz d'échappement des moteurs à combustion. Ces éléments permettent aux pièces tubulaires raccordées de se déplacer dans le sens axial, latéral et angulaire. Ceci assure de manière optimale le découplage et l'amortissement des vibrations. Dans certaines applications, par exemple pour le raccordement du collecteur d'échappement d'un moteur d'automobile monte transversalement, il est nécessaire de prévoir un découplage articulé entre le collecteur et la conduite d'échappement, car celle-ci ne peut pas suivre les mouvements d'inclinaison longitudinale du moteur et les sollicitations de torsion qui en résultent, en particulier pendant les phases d'intense accélération et décélération. Ainsi, le but de la présente invention consiste à proposer un raccordement de type articulé destiné aux conduites de gaz d'échappement susceptible d'absorber sans difficulté les mouvements de torsion, y compris ceux à grand angle de rotation. Etant donné que l'objet de l'invention est principalement destiné à l'automobile, le raccordement de type articulé doit se distinguer par un mode de construction léger, compact, une grande fiabilité à l'égard des vibrations se produisant pendant la conduite et par un coût de fabrication avantageux. Suivant lrinvention, le raccordement est caractérisé en ce que les pièces tubulaires à raccorder se chevauchent axialement au moins en leurs extrémités, tout en étant au moins partiellement en contact de glissement et en prise réciproque au moyen d'ondulations s'étendant annulairement dans la zone de chevauchement. Grâce à la construction conforme à l'invention. on obtient un raccordement qui non seulement présente les bonnes propriétés de flexibilité des structures ondulées connues, mais qui en outre est approprié aux sollicitations de torsion. Etant donné que les mouvements de torsion s'effectuent sans déformation élastique, les oscillations longitudinales partant de moteurs montés transversalement peuvent être absorbées quelle que soit la valeur de leurs angles de rotation. Entre les pièces tubulaires qui se chevauchent, il est possible de disposer au moins partiellement une couche intercalaire qui facilite le glissement des pièces tubulaires emmanchées les unes dans les autres lors de la sollicitation de torsion. Cette couche intercalaire est judicieusement constituée en un matériau possédant des propriétés de palier. Entrent notamment en ligne de compte les tissus treillis et tricots métalliques comprimés. En outre, la couche intercalaire peut être munie d'un lubrifiant sec résistant aux hautes températures. L'étanchéité entre les deux pièces tubulaires qui se chevauchent est encore améliorée, lorsque entre les ondulations se trouvant en situation de prise réciproque, la pièce tubulaire externe présente en outre des ondulations de pré-contrainte. Les flancs des ondulations se trouvent de ce fait sollicités élastiquement les uns contre les autres. Pour que les ondulations de pré-contrainte ne soient pas exposées au flux des gaz d'échappement chauds qui feraient décroître la force de pré-contrainte, il est possible de prévoir une isolation entre lesdites ondulations de pré-contrainte et la pièce tubulaire interne. En outre, il est recommandé que l'une des pièces tubulaires présente un tube de protection pénétrant dans la zone de chevauchement. Ceci permet au flux gazeux de franchir sans tourbillons la zone des ondulations. En même temps, cela permet de produire, par une conformation correspondante du tube de protection, un effet de succion à l'extrémité intérieure de la zone de chevauchement. Le raccordement conforme à l'invention est particulièrement approprié au montage de la conduite d'échappement sur le collecteur. Le raccordement peut être prévu en position terminale ou encore entre les orifices d'échappement de la culasse. Dans ce dernier cas, le raccordement objet de l'invention a la forme d'un T dont les deux ex trémités alignées axialement sont munies des ondulations mentionnées ci dessus, qui sont elles-mêmes en contact avec des ondulations correspondantes placées sur les pièces tubulaires raccordées des deux côtes par chevauchement. Pour donner à la pièce en forme de T une flexibilité sup- plémentaire, notamment dans le sens axial, cette piece peut présenter des ondulations complémentaires d'expansion, le long desquelles il n'est pas obligatoire qu'eLLe se trouve en prie avec des ondulations correspondantes des pièces tubulaires qui lui sont raccordées. Pour la fabrication du raccordement conforme à l'invention, il s'est avéré opportun de partir de deux tubes cylindriques individuels, de les emmancher par leurs extrémités en réalisant le chevauchement souhaité et ensuite d'onduler ces deux tubes ensemble dans la zone de chevauchement. Avant l'opération d'ondulation, une couche intercalaire peut être glissée entre les deux pièces tubulaires qui se chevauchent. Cette couche intercalaire peut presenter les propriétés de glissement décrites cidessus. Toutefois, an peut utiliser également, à la place de la couche intercalaire mentionnée, ou en complément à celle-ci, une couche pouvant être enlevée après l'opération d'ondulation ou se détruisant elle-même pendant le fonctionnement et dont les résidus pourront servir d'agent anti-fiction. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs la figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'un éliment de torsion la figure 2 est une coupe longitudinale selon la figure 1, toutefois avec une pièce intercalaire améliorant l'aptitude au glissement ; la figure 3 est une coupe longitudinale d'un raccordement comprenant des ond#tions sous contrainte, placées en exhrémité ; la figure 4 est un exemple d'application des elements de torsion décrits ci-dessus sur un moteur d'automobile monté transversalement en vue ar,rre et en vue latérale la figure 5 représente un élément de torsion en forme de T ; et la figure 6 représente deux exemples d'application de cet élément sur un moteur monté transversalement. Selon les figures 1 et 2, la pièce tubulaire 1 à gauche sur le dessin, présente a son extrémité plusieurs ondulations la se suivant axialement. Ces ondulations sont entourées par des ondulations correspondantes 2a à l'extrémité de l'autre pièce tubulaire 2 dirigée vers la droite sur le dessein, de telle manière que la piece tubulaire 1 puisse tourner à l'intérieur de la pièce tubulaire 2 autour de l'axe longitudinal, les extrémités tubulaires étant mutuellement attachées, dans la direction axiale, par la coopération de forme des ondulations en prise réciproque dans la zone de chevauchement.Conformement à l'invention, ces ondulations exercent donc une double fonction : d'une part elles assurent la flexibilité souhaitée dans le sens axial, latéral et angulaire et d'autre part, elles produisent un guidage en rotation des mouvements de torsion réciproques des tubes. Pour tenir le flux gazeux à l'écart de la zone des ondulations, la pièce tubulaire 1 orientée vers le flux est munie d'un tube de protection 3 connu en soi. Ce tube de protection s'étend jusqu'à approximativement l'extrémité de la pièce tubulaire 1 qui lui est associée. Il peut en cet endroit produire un léger effet d'aspiration, afin de constituer à l'extrémité avoisinant la zone de chevauchement une légère pression négative et empêcher une fuite des gaz d'échappement. Sur la figure 2, cette construction est complétée par une couche intercalaire 4 placée entre le tube intérieur et le tube extérieur. Cette couche intercalaire peut être constituée d'un film en matière synthétique ou métallique ou d'un tissu, treillis ou tricot métallique, qui améliore les propriétés de glissement du raccordement. Sur les figures 1 et 2, seule la zone de chevauchement est ondulée. Bien entendu, il est possible de raccorder d'autres ondulations à la zone de chevauchement, ces dernières étant pratiquées dans une seule des pièces tubulaires sans être en position de prise réciproque. La figure 3 représente une variante dans laquelle les deux pièces tubulaires 1 et 2 ne sont en prise réciproque que par une ondulation disposée à chaque extrémité de la zone de chevauchement. Entre ces ondulations 5 et 6, la pièce tubulaire 1 intérieure est de forme cylindrique, tandis que la pièce tubulaire 2 extérieure présente plusieurs ondulations de pré-contrainte 7. Ces ondulations de pré-contrainte 7 compriment danses ondulations 5 et 6 les flancs de la pièce tubulaire extérieure 2 sur ceux de la pièce tubulaire intérieure, que ce soit par des contraintes en traction ou par des contraintes en compression, et de ce fait assurent une étanchéité pratiquement totale dans ces ondulations. Dans ce mode de construction, la pièce intercalaire 4 destinée à améliorer les propriétés de glissement se limite aux ondulations 5 et 6, par contre, dans la zone intermédiaire une couche isolante 8 est dispose afin que les ondulations de pré-contrainte 7 soient exposées a une sollicitation thermique plus faible et que leur fasce de pré-contrainte ne diminue pas. Les ondulations 5 et 6 et les ondulations de precontrainte 7 peuvent avoir la même conformation, Mis elles peuvent également présenter des profils diff#rents. La figure 4 montre l'application du raccorde précédemment décrit sur un moteur automobile 9 montd transversalement dont le collecteur d'échappement 1D est donc placé perpendiculairement au sens de la marrhe au véhicule. Dans la vue latérale représentée a droite, on reconnaît nettement les oscillations longitudinales du moteur qui n'ont pas permis de raccorder derectement la conduite d'échappement 11 au collecteur 10 , comme re- présenté sur la figure 4, en raison de la sollicitation de torsion élevée au point de raccordement.Dans ce cas, on était obligé de décaler verticalement le raccorderent à l'aide d'un coude supplémentaire plus difficile d'accès et exigeant en outre un collecteur plus long et par conséquent plus lourd. La figure 5 représente le mode de réalisation da raccordement conforme à l'invention sous la forme d'un élément de torsion double constitué par un élément 12 en forme de T, dont les deux extrémités alignées axialement présentent des ondulations 5 et 6 de manière similaire à la figure 3, ondulations le long desquelles ces extrS- mité s sont en prise par chevauchement avec des ondulations correspondantes pratiquées sur les pièces tubulaires raccordées des deux cotés gui, dans le cas présent, scfl.t les collecteurs d'échappement 13 et 14.Entre les dmXx ondulations 5 et 6 sont disposées à leur tour des oedi#- tions de pré-contrainte 7 avec lesquelles les pièces tubulaires 13 et 14 ne sont pas en prise. Ces ondulations augmentent en même temps la flexibilité de la pièce 12 en forme de T, permettant donc notamment la compensation des dilatations thermiques du collecteur d'échappement qui y est raccorde. L'utilisation d'une telle pièce en forme de T sur un moteur automobile monté transversalement est représente sur la figure 6 à l'aide de deux exemples. En variante, par rapport aux exemples de réalisation, présentés, le raccordement conforme à l'invention peut comprendre également des pièces tubulaires ondulées à plusieurs parois. Dans ce cas, il est judicieux de faire se chevaucher alternativement les couches respectives de l'une et de l'autre pièces tubulaires consécutivement. REVENDICATIONS 1. Raccordement de type articulé pour conduite de gaz d'échappement, en particulier de véhicules automobiles à moteur monté transversalement, avec utilisation de pièces tubulaires ondulées, caractérisé en ce que les pièces tubulaires à raccorder (1, 2) se chevauchent axialement au moins en leurs extrémités, tout en étant au moins partiellement en contact de glissement et en prise réciproque au moyen d'ondulations (la, 2a) s'étendant annulairement dans la zone de chevauchement. 2. Raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre les pièces tubulaires (1, 2) qui se chevauchent est disposée au moins partiellement une couche intercalaire (4). 3. Raccordement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche intercalaire (4) est constituée en une matière ayant des propriétés de palier. 4. Raccordement selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la pièce intercalaire (4) est constituée en un tissu, un treillis ou un tricot métal- ligue comprimé. 5. Raccordement selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la couche intercalaire (4) est munie d'un lubrifiant sec résistant aux hautes températures. 6. Raccordement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'entre les ondulations (5, 6) placées en prise réciproque, la pièce tubulaire extérieure (2) présente des ondulations supplémentaires de pré-contrainte (7). 7. Raccordement selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une isolation (8) est disposée entre les ondulations de pré-contrainte (7) et la pièce tubulaire intérieure (1). 8. Raccordement selon-l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des pièces tubulaires (1) présente un tube de protection (3) pénétrant dans la zone de chevauchement. 9. Raccordement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des pièces tubulaires (12) a la forme d'un T et porte sur ses deux extrémités alignées axialement des ondulations (5, 6) qui sont en prise avec des ondulations correspondantes des pièces tubulaires (13, 14) raccordées des deux côtés par chevauchement. 10. Raccordement selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pièce en forme de T (12) présente en supplément des ondulations (7) de compression ou d'extension.