Brevet FR2570125A1 — publié le 19860314

La présente invention concerne un tiroir de commande pour montage dans le tuyau d'échappement de véhicules automobiles ou autres, constitué par un corps balayé par les gaz d'échappement et dans lequel un dispositif d'entraînement guide un disque obturateur coulissant devant l'orifice de passage. Des dispositifs de commande de ce type sont connus (brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 205 704). Dans ces modèles connus, le corps est réalisé en forme de poche qui comprend l'orifice de passage à son extrémité fermée, présente une tubulure de raccordement d'un côté et une tubulure d'évacuation de l'autre, et s'étend du côté ouvert sur une distance telle qu'un disque obturateur guidé dans le corps peut être suffisamment éloigné dans ce dernier de l'orifice de passage pour la dégager totalement. Ces modèles présentent llincon- vénient de ne pas permettre ltobtention d'une fermeture parfaitement étanche, qui ntest d'ailleurs pas nécessaire pour l'utilisation en freinmoteur prévue dans le brevet précité. L'invention vise à étendre les possibilités d'emploi de tels tiroirs de commande dans des tuyaux d'échappement. L'invention part de l'observation suivante : des possibilités d'emploi supplémentaires sont données quand le flux de gaz dléchap- pement est non seulement étranglé, mais aussi divisé en flux partiels. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le corps est muni, comme un distributeur à trois voies, d'un orifice dvalimen- tation en gaz d'échappement et de deux orifices d'évacuation, situés dans la zone de réglage du disque obturateur et dont un est reliable au tuyau d'échappement par un tuyau de dérivation. Cette réalisation permet soit d'étrangler le flux de gaz d'échappement, comme dans les modèles connus, soit de le bloquer pour obtenir la fonction d'un frein-moteur.Il est toutefois possible en outre de dévier le flux de gaz d'échappement ou de le dériver partiellement afin par exemple de réchauffer l'air dirigé dans le moteur, à l'aide d'un échangeur de chaleur inséré dans le tuyau de dérivation, ou d'utiliser d'une autre façon la chaleur contenue dans les gaz d'échappement. Une réalisation simple est obtenue quand l'orifice d'alimentation et les orifices d'évacuation se raccordent à des tubulures dont les axes se trouvent tous dans un plan commun. Le montage d'un tel corps de tiroir dans un tuyau d'échappement est facile à effectuer. Pour obtenir en outre que le disque obturateur soit guidé avec une étanchéité aussi parfaite que possible dans le corps, ce qui n'est ni le cas, ni nécessaire dans les modèles connus, il est avantageux de réaliser le corps en deux parties et d'appliquer le disque obturateur avec étanchéité sur la paroi frontale de la partie du corps comportant les orifices d'évacuation. Cette paroi frontale peut, dans le cas d'un corps en deux parties, être usinée de façon appropriée et avant l'assemblage, de façon à assurer une fermeture étanche avec le disque obturateur. Ce dernier peut utilement aussi être appliqué sur la paroi frontale par une force élastique.Dans une réalisation particulièrement simple, le disque obturateur est constitué par deux disques élémentaires parallèles, dont l'écarte- ment est maintenu par un ressort Belleville et qui sont bloqués en translation relative. Afin que des arêtes ou des saillies n'influencent pas défavorablement l'écoulement des gaz d'échappement, il est avantageux que la partie du corps présentant l'orifice d'alimentation s'évase en entonnoir de la tubulure vers le guide du guide obturateur. Ce dernier peut dans le même but présenter sur la face en regard de l'orifice d'alimentation une saillie ou d'un autre élément en forme de toit ou conique, pénétrant dans l'écoulement et produisant une déviation. Le corps du ti-roir de commande peut présenter une section rectangulaire et le disque obturateur peut faire partie d'un chariot coulissant parallèlement aux grands côtés du corps. Il est toutefois plus avantageux pour le dispositif d'entraînement que le disque obturateur soit fixé sur un levier pivotant, réalisé en levier double monté en pivotement dans le corps, à l'extérieur du trajet des gaz d'échappement, et dont la partie opposée au disque obturateur et comprenant l'axe de pivotement est reliée à une tige de manoeuvre ou à un organe similaire. Cette réalisation permet en effet de prévoir une tringlerie pour la translation du disque obturateur, de sorte que la course à effectuer par ltentraînement peut être notablement inférieure à celle des modèles où le disque obturateur doit sous forme d'un chariot être translaté sur toute sa course.La réalisation avec des leviers pivotants permet par suite dlune part un montage compact et d'autre part l'emploi de dispositifs d'entranement qui ne peuvent pas fournir de grandes courses dé translation, comme par exemple des capsules à dépression munies de membranes. Cette réalisation présente en outre l'avantage suivant : le point d'articulation du dispositif de manoeuvre peut être très éloigné du trajet des gaz d'échappement. Une étanchéité, réalisable par le levier pivotant lui-même et le corps, peut hêtre prévue entre le point d'articulation de la tige de manoeuvre et le trajet des gaz d'échappement. L'emploi de matériaux mauvais conducteurs de la chaleur permet ainsi d'éviter dans une large mesure des contraintes thermiques trop élevées du dispositif de manoeuvre. Dans un autre développement avantageux de l'invention, 1 'ori- fice d'alimentation est alignée sur un des orifices d'évacuation et le second orifice d'évacuation est décalé latéralement par rapport à ce canal d'écoulement commun. Cela permet de réaliser le disque obturateur à partir de demi-cylindres à axe commun et séparés par un plan incliné par rapport à leur axe, chaque demi-cylindre pivotant sur son propre levier pivotant jusqu'à la venue en butée sur l'autre ou sur une paroi du corps.Cette réalisation présente l'avantage suivant : les demi-cylindres mobiles l'un par rapport à l'autre le long des plans inclinés forment un canal déflecteur, pour les gaz d'échappement dérivés par exemple, qui réduit les résistances gênantes à l'écoulement tout en offrant toutes les possibilités de commande d'un distributeur à trois voies pour les gaz d'échappement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente le schéma de la coupe longitudinale d'un corps de tiroir de commande pour tuyau de gaz d'échappement, -de forme rectangulaire et contenant un disque obturateur mobile faisant partie d'un chariot de translation; la figure 2 représente le schéma de la coupe suivant l'axe II de la figure 1; la figure 3 est la coupe identique à celle de la figure 1 d'une variante d'un corps de tiroir de commande pour un tuyau d'échappement, dans laquelle le disque obturateur est fixé sur un levier pivotant, articulé dans le corps à l'extérieur du trajet des gaz d'échappement; la figure 4 est la coupe suivant l'axe IV du corps de la figure 3; la figure 5 est la coupe suivant l'axe V de la figure 6 d'une variante du corps d'un tiroir de gaz d'échappement avec deux demicylindres guidés chacun par un levier pivotant et mobiles ltun par rapport à l'autre dans le corps; et la figure 6 est la coupe suivant l'axe VI du dispositif selon figure 5. La figure 1 représente un corps 1 en deux parties pour un tuyau d'échappement non représenté, se raccordant à une tubulure d'alimentation 2 de la partie la du corps. La tubulure d'alimentation 2 s 'évase en entonnoir dans une zone 3, vers un guide rectangulaire 4 dont les parois de guidage sont constituées par la paroi latérale intérieure 5 de la partie la du corps d'une part et la partie latérale 6 de la partie lb du corps boulonnée sur la partie la d'autre part. La partie lb du corps comporte deux tubulures d'évacuation 7 et 8, dont une est fermée dans la position représentée par un disque obturateur 9, tandis que la seconde tubulure également tubulaire est dans ce cas une pièce séparée fixée sur la partie lb du corps.Le tuyau d'échappement, aboutissant par exemple à un silencieux à un dispositif similaire, est introduit dans la tubulure 8. La tubulure 7 aboutit à un tuyau de dérivation. Le disque obturateur 9 fait partie d'un chariot 10 en cadre de section rectangulaire adaptée aux dimensions du guide 4, dans lequel il peut donc coulisser en va-et-vient. Le chariot 10 comporte une partie ouverte 10a, sur la branche gauche 10b de laquelle est fixée une tige de manoeuvre 11, aboutissant de façon non représentée à un entraînement. Le passage de la tige de manoeuvre il est étanche. Comme le montre la figure 1, le disque obturateur 9 est appliqué comme suit sur la face d'étanchéité 6 de la partie lb du corps. Un disque élémentaire 12, qu'un ressort Belleville 13 repousse du disque obturateur 9, s'applique sur la face opposée 5. La partie centrale 13a du ressort Belleville 13 est logée dans un évidement du disque 12 et ses bords extérieurs 13b s'engagent dans le disque obturateur 9, de sorte que les pièces 12 et 13 ne sont pas mobiles parallèlement l'une à l'autre, mais uniquement réglables en écartement. La pièce 12 est en outre munie d'une saillie 14 en forme de toit, qui pénètre dans l'évasement 3 en entonnoir de la tubulure d'alimentation 2 et, comme le montre la figure 2, dévie ltécoule- ment le long de la ligne d'écoulement 15. Lorsque le disque obturateur 9 est translaté vers la gauche, à partir de la position représentée sur la figure 1, la tubulure d'évacuation 8 d'abord fermée avec une étanchéité parfaite s'ouvre au moins partiellement L'écoulement de gaz d'échappement provenant de la tubulure d'alimentation 2 est ainsi dirigé à la fois vers la suite du tuyau d'échappement et, par la tubulure 7, vers un tuyau de dérivation, où ce flux de gaz d'échappement évacué est par exemple utilisable pour le préchauffage de l'air du moteur ou à d'autres fins. La caractéristique importante de cette réalisation est que les parois latérales 5 et 6 des parties la et lb du corps, constituant le guide 4 du disque obturateur 9 et du chariot 10, sont usinables par suite de la division du corps en deux.Un disque obturateur peut donc être guidé avec étanchéité sur lesdites parois. La figure 3 représente un corps pratiquement identique en coupe à celui de la figure 1. La figure 4 montre toutefois que le corps 20 a une section en bouteille, dont la partie renflée porte les tubulures d'alimentation et d'évacuation 21, 22 et 23 qui présentent également une section tubulaire, mais dont les arcs ne se situent pas dans un plan comme dans le cas de la figure 1, mais sur un arc de cercle 24 entourant un axe de pivotement 25 sur lequel est monté dans le corps 20 un levier pivotant 26 portant à son extrémité inférieure un disque obturateur 29. Les dimensions de ce dernier sont sensiblement égales aux diamètres utiles-des tubulures d'alimentation et d'évacuation 21 à 23, mais le disque est un peu plus grand afin de pouvoir couvrir ces orifices.Le levier pivotant 26 présente au voisinage de son axe 25 des faces extérieures 26b en arc de cercle, qui s'appliquent avec étanchéité dans le col 20a du corps 20 et servent de palier au levier pivotant 26 dans le corps. Le levier pivotant 26 réalisé en levier double présente à sa partie supérieure, c'est-à-dire à la partie située au-dessus de l'axe de pivotement 25, un ergot entraineur 27 qui s'engage de façon non précisée dans une tige de manoeuvre 28 pouvant faire passer le levier pivotant de la position représentée à la figure 4 dans son autre position limite, ainsi que dans toute position intermédiaire. Les dimensions du levier pivotant sont sensiblement égales à la largeur b d'un guide constitué dans le corps 20, entre les deux parties 20b, 20c, de la même façon que dans la réalisation selon figure 1. Le levier pivotant assure par suite, au voisinage de son axe de pivotement 25, l'étanchéité entre la partie renflée inférieure du corps et le point d'articulation de la tige de manoeuvre. Sa partie inférieure, au voisinage du disque obturateur, est munie d'une pièce 26a nettement plus étroite, sur laquelle prend appui, comme dans le cas de la figure 1, un ressort Bellevillemaintenu par un col 13a central dans un évidement 29a du disque obturateur 29. Ce dernier est par suite entraîné par la partie 26a du levier 26 lors de son pivotement, mais demeure toujours appliqué avec étanchéité, sous l'action du ressort Belleville 13, sur la face latérale 30 de la partie 20c du corps usinée en conséquence. La face de la partie 26a en regard de la tubulure d'alimentation 21 porte une saillie conique 14' déviant l'écoulement. Les figures 5 et 6 représentent une réalisation différente. La tubulure d'alimentation 31 du corps 32 est alignée dans ce cas sur une des tubulures d'évacuation 33. La seconde tubulure d'évacuation 35 est décalée latéralement par rapport à leur axe 34 commun. Le corps 32 est dans ce cas aussi constitué par deux parties 32a et 32b, assemblées ultérieurement par soudage ou boulonnage par exemple, la partie 32a ne portant que la tubulure d'alimentation. La partie 32b comporte des arêtes d'étanchéité 37 usinées, entourant chacune une tubulure d'évacuation 33 ou 35 et constituant, comme dans les formes de réalisation précédentes, une face d'application de pièces d'obturation, qui présentent dans ce cas la forme de deux demi-cylindres 38 et 39, séparés par un plan de joint 40 incliné par rapport à leur axe 41 et reliés chacun à son propre levier pivotant de manoeuvre 42 ou 43. Les deux leviers pivotants 42 et 43 sont reliés à des tiges de commande 44 et 45 plates, aboutissant chacune à un entrafnement 46 ou 47. Les demi-cylindres 38 et 39 sont ajustés avec étanchéité dans le corps 32 ou sa cavité de guidage réniforme 32c. Ils peuvent entre translatés de la position représentée sur la figure 5, dans laquelle chacun d'eux s'applique sur les parois extérieures 32d du corps 32, dans une position sur laquelle ils stappliquent l'un sur l'autre en formant un disque obturateur cylindrique. Ce dernier peut par exemple obturer totalement la tubulure d'évacuation 35, quand les deux demicylindres 38 et 39 occupent la position limite gauche sur la figure 5, de sorte que les gaz d'échappement passent sans entrave de la tubulure d'alimentation 34 dans la tubulure d-'évacuation 33.Les deux demi-cylindres peuvent toutefois aussi être translatés dans la position limite droite de la figure 5, de façon à obturer totalement l'orifice d'alimentation 34. Toutes les positions intermédiaires sont possibles, de sorte que le demi-cylindre 38 demeurant par exemple dans la position représentée sur la figure 5, mais le demicylindre 39 étant légèrement décalé, les gaz d'échappement peuvent s'écouler de la tubulure d'alimentation 34 vers la tubulure d'éva- cuation 33 et, par le canal formé par les parois inclinées 40, vers la tubulure d'évacuation 35. Un écoulement favorable est assuré dans tous les cas par la disposition des tubulures d'alimentation et d'évacuation et par l'emploi de demi-cylindres. Ces derniers agissent en effet comme un guide d'écoulement. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par lthomme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Tiroir de commande pour montage dans le tuyau d'échappement de véhicules automobiles ou autres, constitué par un corps balayé par les gaz d'échappement et dans lequel un dispositif d'entraînement guide un disque obturateur coulissant devant l'orifice de passage, ledit tiroir étant caractérisé en ce que le corps (1, 20, 32) est muni, comme un distributeur à trois voies, d'un orifice (2, 21, 31) d'alimentation en gaz d'échappement et de deux orifices d'4vacua- tion (7, 8, 22, 23, 35s 33), situés dans la zone de réglage du disque obturateur (9, 29, 38, 39) et dont un est reliable au tuyau d'échappement par un tuyau de dérivation. 2. Tiroir de commande selon revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'alimentation et les orifices d'évacuation se raccordent à des tubulures tubulaires (2, 7, 8, 21, 22, 23, 31, 35, 33) dont les axes coïncident avec les centres de la course de translation du disque obturateur (9, 29, 39, 38). 3. Tiroir de commande selon revendications 1 et 2, caracterisé en ce que le corps (t, 20, 32) est réalisé en deux parties et le disque obturateur (9, 29) s'applique avec étanchéité sur la paroi frontale (6, 30) de la partie (lob, 20c) du corps présentant les orifices d'évacuation. 4. Tiroir de commande selon revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le disque obturateur (9, 29) est appliqué par une force élastique sur la paroi frontale (6, 30). 5. Tiroir de commande selon revendications I à 4, caractérisé en ce que le disque obturateur (9, 29) est constitué par deux disques élémentaires (9, 12, 29, 26a), dont l'écartement est maintenu par un ressort Belleville (13) et qui sont bloqués en translation relative. 6. Tiroir de commande selon revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie (la, 20b) du corps présentant orifice d'alimentation (21, 2) s'évaseen entonnoir de la tubulure (2, 21) vers le guide (4) du disque obturateur 7. Tiroir de commande selon revendication 6, caractérisé en ce que la face du disque obturateur (12, 26a) en regard de l'orifice d'alimentation (2, 21) présente une saillie (14) de déviation de l'écoulement. 8. Tiroir de commande selon revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps (1) présente une section rectangulaire et le disque obturateur (9) fait partie d'un chariot (10) coulissant parallèlement aux grands côtés du corps. 9. Tiroir de commande selon revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le disque obturateur (29, 38, 39) est fixé sur un levier pivotant (26, 42, 43) réalisé en levier double monté en pivotement dans le corps (20, 32), à l'extérieur du trajet des gaz, et dont la partie opposée au disque obturateur et comprenant l'axe de pivotement (25) est reliée à une tige de manoeuvre (28, 44, 45) ou à un organe similaire. 10. Tiroir de commande selon revendications 1 et 2, caractérisé ce que le sections utiles des orifices d'alimentation et d'évaca- tion (21, 22, 23) se recouvrent mutuellement. 11. Tiroir de commande selon revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'orifice d'alimentation (31) est aligné sur un des orifices d'évacuation (33) et le second orifice d'évacuation (35) est décalé latéralement par rapport à ce canal d'écoulement commun. 12. Tiroir de commande selon revendication 11, caractérisé en ce que le disque obturateur est constitué par deux demi-cylindres (38, 39) séparés par un plan de joint (40) incliné par rapport à leur axe (41) respectif; et chaque demi-cylindre 8, 39),pivote sur son propre levier pivotant (42, 43) jusqu'à la venue en butée sur l'autre ou sur une paroi (32d) du corps.