Brevet FR2645939A1 — publié le 19901019

MOYENS DE RACCORDEMENT ARTICULE POUR TUYAUX La présente invention se rapporte à des moyens de raccordement articulé pour tuyaux, plus particulièrement utilisables pour des tuyaux destinés au transport de fluides à haute température, tels que, par exemple, des tubulures d'échappement de véhicules à moteur. Ces tuyaux sont généralement métalliques pour pouvoir résister aux températures élevées ainsi qu'aux vibrations importantes engendrées par les pompes, turbines ou moteurs auxquels ils sont rattachés. En matière de pots d'échappement de véhicules à moteur, il est nécessaire de prévoir des raccords qui permettent d'amortir les vibrations du moteur afin que ce dernier ne les transmette pas au pot d'échappement, ce qui engendrerait des bruits parasites. De plus, ces raccords doivent présenter une bonne étanchéité, tout en pouvant résister aux importantes contraintes mécaniques et débatte- ments créées par les mouvements du véhicule, par exemple lors du passage d'un dos d'âne, lors d'un virage ou d'un embrayage brutal. Il est par ailleurs également nécessaire d'articuler les tubulures d'échappement pour permettre la liberté de mouvement du moteur monté sur des supports en matière élastique. Il est connu de raccorder et d'articuler deux éléments de tubulures d'échappement en emboîtant, l'une dans l'autre, leurs extrémités préalable- ment embouties de manière à constituer une rotule, ou de relier leurs extrémités équipées de brides radiales au moyen des boulons montés élasti- quement, un joint annulaire assurant une certaine étanchéité et une liaison de type rotule. Les performances médiocres de ces moyens de raccordement en ce qui concerne l'amortissement des vibrations ou des bruits ainsi que leur mauvaise étanchéité limitent leur utilisation. On utilise aussi comme raccords des éléments de tuyau souple ayant des parois de forme ondulée et de faible épaisseur leur procurant une certaine élasticité, ce qui permet une articulation multidirectionnelle des tubulures d'échappement qu'ils relient et de très bonnes capacités à amortir les bruits et les vibrations tout en assurant une parfaite étanchéité. Ce type de moyen est utilisé pour des échappements de véhicules automobiles à moteur. Du fait de sa grande souplesse, la ligne d'échappement peut être le siège de mouvements anarchiques difficilement contrôlable. D'autre part, ce type de flexible présente une relative fragilité mécanique Vis à vis des chocs extérieurs ou des sollicitations du moteur. Pour remédier à cet inconvénient, on a prévu, comme il est décrit dans le brevet français NI 2.531.914, des brides de renforcement solidaires des extrémités des tubulures à raccorder, qui délimitent des logements recevant des coussins en fil métallique faiblement comprimé, situés aux points de contact entre les brides et assurant l'amortissement des vibrations et des bruits. Ce type de raccordement a d'excellentes performances, mais est d'un coût élevé du fait de sa complexité, ce qui le réserve à des véhicules de haut de gamme. Par ailleurs, les dispositifs décrits par le brevet précité sont des dispositifs de raccordement avec une possibilité d'articulation très limitée. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités en fournissant un moyen de raccordement étanche permettant de supporter d'im- portantes vibrations et d'amortir les bruits, tout en étant simple de montage et de réalisation, de bonne résistance mécanique et d'un coût modéré. A cette fin, dans les moyens de raccordement articulé pour tuyaux qu'elle concerne et qui sont du type comprenant un organe d'étanchéité tel un tuyau aux parois de forme ondulée et des brides de renforcement solidaires de chaque extrémité des tuyaux, chaque tuyau porte, à une certaine distance de son extrémité libre une bride présentant deux pattes diamétralement op- posées, orientées vers l'extérieur et dont chacune est destinée à être assemblée, directement ou non, à la patte correspondante de l'autre bride, avec possibilité de pivotement autour d'un axe orthogonal à l'axe des tuyaux. Ainsi, les brides d'assemblage de ces deux tuyaux ne font pas obstacle à leur articulation l'un par rapport à l'autre, avec possibilité de débattement angulaire bien supérieur à ce que permettraient des brides angulaires classiques. Suivant une forme d'exécution de l'invention, les moyens d'assem- blage, avec possibilité de débattement angulaire, des deux pattes se corres- pondant de deux brides à assembler coaxialement comprennent d'une part, un coussin en fil métallique interposé entre les deux pattes radiales considérées et un anneau ouvert en matière élastique, telle qu'en métal, dont l'ouverture est engagée sur les pattes des brides de manière à les presser l'une en direction de l'autre en provoquant l'écrasement partiel du coussin en fil métallique. L'anneau assure l'assemblage des brides l'une à l'autre tout en étant suffisamment élastique pour ne pas empêcher leur pivotement autorisé par leur articulation. Les coussins métalliques servent d'appui aux brides et d'axe de pivotement. Ils permettent de surcroît un certain amortissement des vibrations. De préférence, des logements sont ménagés dans la paroi externe des pattes, dans lesquels s'engagent les extrémités libres de l'anneau ouvert. Avantageusement, l'usinage de ces logements est réalisé par em- boutissage, ce qui ménage des organes de positionnement des coussins métalliques sur les faces internes des pattes, chaque coussin métallique ayant une forme permettant son engagement et son positionnement sur deux organes précités de deux pattes en vis-à-vis. L'anneau ouvert et le coussin sont ainsi parfaitement maintenus en place. Suivant une variante de réalisation de l'invention, les moyens d'assemblage, avec possibilité de débattement angulaire des deux pattes se correspondant de deux brides à assembler coaxialement sont constitués par une barrette métallique en forme de U dont les extrémités libres des branches sont repliées sur elles-mêmes de manière à former des pinces dont chacune est engageable latéralement sur l'extrémité de l'une des deux pattes en vis-à-vis. Si les pinces d'extrémité des branches de cette barrette sont obtenues par pliage vers l'extérieur, la partie en U sert d'appui aux pattes, rendant ainsi inutile la présence des coussins métalliques précités car elle est suffisamment souple et élastique pour permettre l'articulation des tuyaux. Suivant une forme perfectionnée de réalisation de l'invention auto- risant une double articulation, les diamètres des brides suivant lesquels sont alignées les pattes sont disposés orthogonalement ou angulairement l'un par rapport à l'autre, chaque patte étant reliée à un anneau central situé entre les deux brides et faisant office d'anneau de cardan. Une articulation selon deux directions est ainsi réalisée. - De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation des moyens de raccordement articulés selon l'invention. - Figure I en est une vue en coupe longitudinale selon une première forme de réalisation; Figure 2 est une vue de dessus du moyen selon la figure 1; Figure 3 en est une vue axiale; Figure 4 est une vue de dessus d'une variante de réalisation des moyens de raccordement selon l'invention Figure 5 en est une vue axiale Figure 6 est une vue de dessus de moyens de raccordement selon une deuxième forme de réalisation Figure 7 en est une vue en demi-coupe longitudinale; et Figure 8 est une vue en demi- coupe longitudinale d'une variante. Les figures 1 à 3 représentent, sous différents angles, deux tubu- lures d'échappement 1 et 2 emboîtées l'une dans l'autre par leur extrémité libre et raccordées de manière étanche au moyen d'un tuyau souple 3 ayant des parois de forme ondulée et de faible épaisseur. Chaque tubulure 1 et 2 porte, à une distance de son extrémité libre suffisante pour permettre l'emboîtement précité, une bride métallique 4 présentant deux pattes 5 diamétralement opposées, orientées radialement vers l'extérieur. Chaque patte est assemblée à la patte 5 correspondante de l'autre bride 4 au moyen d'un anneau ouvert métallique 6, dont les extrémités libres sont engagées dans des logements 7 emboutis dans la paroi externe des pattes 5 sur l'axe confondu avec le diamètre suivant lequel les pattes 5 de chacune des deux brides 4 sont alignées. L'anneau 6 agit sur les pattes 5 de manière à les presser en direction l'une de l'autre en provoquant l'écrasement partiel d'un coussin en fil métallique 8, interposé entre les deux pattes 5, qui a une forme annulaire de manière à se positionner par engagement sur un organe 9 prévu à cette fin, saillant sur la paroi interne des pattes 5, qui résulte de l'emboutissage des logements 7. En outre, chacune des brides 4 présente un bord latéral 10 replié vers l'arrière suivant une ligne de pliage 11 parallèle au diamètre précité. Ainsi, les tubulures 1 et 2 peuvent pivoter autour d'un axe confondu avec le diamètre suivant lequel sont alignées les deux pattes 5 de chacune des deux brides 4 grâce à la souplesse du tuyau 3 constituant l'axe d'articulation du raccord, aux bords latéraux 10 qui ne gênent pas les débattements angulaires des brides 4 l'une par rapport à l'autre en raison de leur repliage vers l'arrière, à l'anneau 6 qui est suffisamment élastique pour permettre ce même débattement tout en assurant l'assemblage des brides 4 l'une à l'autre, et grâce aux coussins métalliques 8 qui servent d'appui aux brides 4 en permettant, de surcroît, un certain amortissement des vibrations. Les figures 4 et 5 représentent, sous différents angles, une variante de. réalisation des moyens de raccordement articulé selon l'invention, variante dans laquelle un clip métallique 12 en forme de barrette à cheveux, c'est-à-dire comprenant une partie centrale 12a recourbée en forme de U dont les extrémités libres 12b des branches sont recourbées vers l'extérieur de manière à former des pinces. Chaque pince est destinée à être engagée latéralement sur l'une des deux pattes radiales 13 se correspondant, un logement de centrage 14 étant prévu sur chaque patte 13 pour recevoir chaque pince. Les autres moyens de cette variante restent identiques à ceux représentés par les figures I à 3 et sont désignés, dans les figures 4 et 5, 'par les mêmes références. Grâce à sa flexibilité, le clip 12 permet à l'articulation des tubulures 1 et 2 d'être effectuée tout en rendant inutile les coussins métalliques 8. Les figures 6 et 7 représentent sous différents angles une deuxième forme de réalisation des moyens de l'invention, forme de réalisation dans laquelle les axes confondus avec les diamètres des tubulures 15 et 16 suivant lesquels sont alignées les pattes radiales 17 de chacune des brides 18 sont disposés orthogonalement l'un à l'autre, chaque patte 17 étant assemblée à un anneau central 19 situé entre les brides 18 et jouant le rôle d'anneau de cardan. L'assemblage est réalisé de manière similaire à celui représenté par les figures I à 3, c'est-à-dire par un anneau métallique ouvert 20 dont l'ouverture est engagée sur l'anneau de cardan 19 et sur la paroi externe de la patte 17 considérée, dans lesquels sont ménagés des logements de centrage 21 des extrémités libres de l'anneau 20. Un coussin métallique 22 est interposé entre l'anneau de cardan 19 et chaque patte 17. Chaque bride 18 comporte des bords latéraux 23 reliés vers l'arrière. L'articulation des tubulures 15 et 16 est ainsi rendue possible selon deux axes de rotation différents. La figure 8 représente une variante de réalisation dans laquelle l'assemblage des pattes radiales 24 à l'anneau de cardan 25 est réalisé par des rivets 26 montés élastiquement grâce à des rondelles Belleville 27. Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-dessus à titre d'exemples. Elle en embrasse au con- traire toutes les variantes de réalisation respectant le même principe. Ainsi, l'on ne s'en écarterait pas en remplaçant le tuyau souple 3 par une ou plusieurs membranes, un joint torique, ou, d'une manière générale, tout moyen permettant l'étanchéité en autorisant un certain débattement angulaire; les coussins métalliques peuvent être remplacés par une autre matière ayant des qualités de souplesse comparable ou même par une matière rigide. Ceux-ci peuvent même être supprimés, la liberté de mouvement étant alors permise par la forme propre des pattes aux points de contact. Le clip métallique précité pourrait aussi avoir sa partie en U orientée radialement; les anneaux ouverts peuvent être élastiques ou élastoplastiques, c'est-à-dire déformés de manière permanente au montage. De plus, ces anneaux, ainsi que les clips métalliques précités peuvent être réalisés en plusieurs parties assemblées au montage. Par ailleurs, l'emboîtement des tubes internes n'est pas obligatoire. Cet emboîtement n'ayant pour rôle que de protéger l'organe d'étanchéité du contact des gaz chauds d'échappement, peut être soit supprimé, soit remplacé par un autre système de protection. D'autre part, les coussins métalliques peuvent être de forme très diverses, ainsi que les clips métalliques et les brides, sans remettre en question le principe de l'invention. REVENDICATIONS I - Moyens de raccordement articulé pour tuyaux du type compre- nant un organe d'étanchéité tel un tuyau aux parois de forme ondulée, et des brides de renforcement solidaires de chaque extrémité des tuyaux, carac- térisés en ce que chaque tuyau (1,2) porte, à une certaine distance de son extrémité libre une bride (4) présentant deux pattes (5) diamétralement opposées, orientées vers l'extérieur et dont chacune est destinée à être assemblée, directement ou non, à la patte (5) correspondante de l'autre bride (4), avec possibilité de pivotement autour d'un axe orthogonal à l'axe des tubes. 2 - Moyens selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils comprennent d'une part, un coussin en fil métallique (8) interposé entre les deux pattes radiales (5) considérées et un anneau ouvert (6) en matière élastique, telle qu'en métal, dont l'ouverture est engagée sur les pattes (5) des brides (4) de manière à les presser l'une en direction de l'autre en provoquant l'écrasement partiel du coussin en fil métallique (8). 3- Moyens selon les revendications I et/ou 2, caractérisés en ce que des logements (7) sont ménagés dans la paroi externe des pattes (5). dans lesquels s'engagent les extrémités libres (6a) de l'anneau ouvert (6). 4 - Moyens selon la revendication 3, caractérisés en ce que l'usinage de ces logements (7) est réalisé par emboutissage, ce qui ménage des organes de positionnement (9) des coussins métalliques (8) sur les faces internes des pattes (5), chaque coussin métallique (8) ayant une forme permettant son engagement et son positionnement sur deux organes (9) précités de deux pattes (5) en vis-à-vis. - Moyens selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils comprennent un clip métallique (12) constitué d'une barrette en forme de U dont les extrémités libres (12b) des branches sont repliées sur elles-mêmes de manière à former des pinces dont chacune est engageable latéralement sur l'extrémité de l'une des deux pattes (13) en vis-à-vis. 6 - Moyens selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisés en ce que les diamètres des brides (18) suivant lesquels sont alignées les pattes (17) sont disposés orthogonalement ou angulairement l'un par rapport à l'autre, chaque patte (17) étant reliée à un anneau central (19) situé entre les deux brides (18) et faisant office d'anneau de cardan. 7 - Moyens selon les revendications 2 à 4 caractérisés en ce que les anneaux (6) sont réalisés en plusieurs parties assemblées ou montage. 8 - Moyens selon la revendication 5 caractérisés en ce que les clips (12) sont réalisés en plusieurs parties assemblées au montage.