Brevet FR2653491A1 — publié le 19910426

L'invention concerne une ligne d'échappement, notamment pour véhicule automobile, comprenant - un ou plusieurs silencieux reliés les uns aux autres au moyen de tronçons de tube - un embout de raccordement assurant sa liaison au moteur du véhicule automobile - et un ou plusieurs écrans de protection surmontant un ou les silencieux pour empêcher le transfert de la chaleur produite par ces derniers aux organes dudit véhicule automobile. La présente invention trouvera son application dans le domaine de l'industrie automobile et, plus particulièrement, auprès des fabricants de lignes d'échappement. D'une manière générale, une ligne d'échappement pour véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne, se compose d'un certain nombre d'éléments parmi lesquels on distingue le ou les silencieux ayant pour objectif, drune part, de filtrer les gaz de combustion et, d'autre part, d'atténuer le bruit de fonctionnement du véhicule automobile. Ce ou ces silencieux sont, par ailleurs, raccordés les uns aux autres par l'intermédiaire de tronçons de tube. De plus, un embout de raccordement, se situant en amont de la ligne d'échappement, permet de connecter cette dernière au collecteur des gaz de combustion se situant au niveau du moteur. Il convient de préciser que ces lignes d'échappement sont, habituellement, placées au-dessous du véhicule et, de ce fait, exposées aux agents corrosifs. De plus, en cours de fonctionnement du véhicule automobile, elles sont portées à des températures relativement élevées qui sont à l'origine de leurs variations dimensionnelles dont il convient de tenir compte, notamment, au niveau de leur liaison audit véhicule automobile. En outre, la combinaison de l'effet de la température et la disposition sous le véhicule automobile se traduit par des chocs thermiques fréquents au niveau de ces lignes d'échappement produisant des variations dimensionnelles brusques au niveau de cette dernière, soit de manière locale soit sur toute leur étendue. Il est également à remarquer que certains des silencieux en raison, soit de leur fonction de filtration particulière, par exemple les catalyseurs, soit de leur disposition, proche du moteur à combustion, sont portés à des températures telles qu'ils justifient l'utilisation d'écrans de protection s'interposant entre ces silencieux et les organes du véhicule automobile, notamment, le chassies. Ces écrans de protection ont, généralement, une double fonction, à savoir empêcher le transfert de la chaleur au niveau desdits organes du véhicule et en assurer une meilleure diffusion dans l'atmosphère environnante. Fréquemment, ces écrans de protection sont soudés, directement, sur le silencieux ou les tronçons de tube s'étendant de part et d'autre de ce dernier. Ceci présente un certain nombre d'inconvénients se traduisant par une longévité réduite de la ligne d'échappement. En effet, le coefficient de dilatation de ces écrans de protection étant généralement différent du restant des organes de la ligne d'échappement, la montée en température de cette dernière engendre des contraintes locales sur les matériaux et, plus particulièrement, au niveau des soudures précitées. De telles contraintes, provoquent, fréquemment, la rupture soit d'une soudure soit de écran lui-même dans un laps de temps réduit. Une seconde solution pour associer de tels écrans de protection à une ligne d'échappement consiste à faire appel à des colliers de serrage. Plus précisément, la liaison d'un écran de protection s'effectue au moyen de deux colliers disposés, respectivement, aux extrémités du silencieux ou se situant sur les tronçons de tube s'étendant de part et d'autre de celui-ci, un seul de ces colliers étant serré, l'autre présentant un montage de type flottant. Il est bien évident qu'une telle configuration permet de palier aux variations différentielles de dimensions existants entre l'écran de protection et la ligne d'échappement lorsque ceux-ci sont élevés en température. Toutefois, l'inconvénient que présente cette solution est lié au montage flottant d'un des colliers. En effet, il est à l'origine des vibrations, au niveau de l'écran de protection, qui sont génératrices de bruit et donc parfaitement nuisibles. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en proposant un mode de liaison entre de tels écrans de protection et une ligne d'échappement qui soit en mesure d'encaisser les variations de dimensions différentielles existant entre ces derniers au cours du fonctionnement du véhicule automobile sans qu'il n'y ait une répercussion néfaste sur la longévité du matériel ou la production d'un mouvement oscillatoire parasite. A cet effet, l'invention concerne une ligne d'échappement, notamment pour véhicule automobile, comprenant - un ou plusieurs silencieux reliés les uns aux autres au moyen de tronçons de tube - un embout de raccordement assurant sa liaison au moteur du véhicule automobile - et un ou plusieurs écrans de protection surmontant un ou les silencieux pour empêcher le transfert de la chaleur produite par ce dernier aux organes dudit véhicule ligne d'échappement caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de liaison déformables pour relier de manière rigide le ou les écrans de protection à ladite ligne d'échappement tout en autorisant les variations de dimensions différentielles des organes ainsi associés. Selon un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, ces moyens de liaison déformables sont constitués par un tricot métallique associé à des moyens de fixation et venant à s'interposer entre la ligne d'échappement et un écran de protection. Les avantages obtenus gracie à cette invention consistent, essentiellement, en ce que les moyens de liaison particuliers mis en oeuvre évitent toute contrainte locale sur la ligne d'échappement issue de l'association d'éléments à coefficients de dilatation distincts. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et qui n'est donnée cependant qu'à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilité en se référant aux dessins joints en annexe et dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'un tronçon de ligne d'échappement et, plus particulièrement, d'un silencieux ou catalyseur auquel est relié un écran de protection à l'aide de moyens de liaison déformables conformes à un premier mode de réalisation ;; - la figure 2 représente schématiquement les moyens de liaison déformables correspondant à un second mode de réalisation - la figure 3 représente schématiquement et partiellement un tronçon de ligne d'échappement sur lequel sont montés des moyens de liaison déformables conçus selon un troisième mode de réalisation - la figure 4 est une représentation partielle et schématisée d'un silencieux ou catalyseur sur lequel est fixé, à l'aide de moyens de liaison déformables, un écran de protection se décomposant en deux tronçons distincts - la figure5 est une vue schématisée, partielle et en coupe, d'un silencieux ou catalyseur sur les bords latéraux duquel est fixé un écran de protection à l'aide de moyens de liaison déformables correspondant encore à un autre mode de réalisation. La présente invention est relative à une ligne d'échappement 1 pour véhicule automobile dont seule une représentation partielle apparaît en figure 1 de la planche de dessins en annexe. Ainsi, cette ligne d'échappement 1 comporte, notamment, un ou plusieurs silencieux 2 reliés les uns aux autres au moyen de tronçons de tube 3, 4 se situant au niveau de leurs extrémités 5, 6. Ces lignes d'échappement 1 sont, par ailleurs, complétées au niveau de leur extrémité avant (non représentée) d'un embout de raccordement assurant leur liaison au moteur du véhicule automobile tandis qu'au niveau de leur extrémité opposée elles comportent un embout d'échappement au travers duquel les gaz de combustion sont évacués dans l'atmosphère. Bien évidemment, en cours de fonctionnement, ces lignes d'échappement sont portées en température, celles-ci ayant tendance à diminuer au fur et à mesure que l'on s'éloigne du moteur du véhicule automobile. A noter que certains silencieux, en fonction de la nature de filtration qu'ils assurent, sont portés à une température plus importante que d'autres ce qui oblige à prendre certaines précautions. Ceci est notamment le cas des silencieux à fonction catalytique renfermant un catalyseur permettant de fixer certains composants particuliers des gaz de combustion. De tels silencieux à catalyseur sont disposés, généralement, dans la partie avant de la ligne d'échappement et atteignent des températures susceptibles de créer une surchauffe locale du chassis du véhicule et, finalement, d'altérer le revêtement anti-corrosion extérieur ou encore certains habillages intérieurs de ce dernier.Cette surchauffe locale du châssis du véhicule peut également engendrer une réduction de la tenue mécanique de ce dernier. Aussi, est-il prévu de surmonter de tels silencieux 2 d'un écran de protection 7 susceptible d'empêcher le transfert de la chaleur produite par ce dernier aux organes dudit véhicule. En raison, d'une part, de leur coefficient de dilatation distinct et, d'autre part, du mouvement oscillatoire, généré par le moteur à combustion du véhicule automobile, il s'est avéré indispensable de prendre certaines précautions au niveau de cette liaison écran de protection 7 et silencieux 2 ou, d'une manière générale, ligne d'échappement 1. Ainsi, selon une caractéristique de la présente invention, ledit écran de protection 7 et la ligne d'échappement 1 sont reliés par l'intermédiaire de moyens de liaison déformables 8 autorisant, non seulement, les variations de dimensions différentielles des organes ainsi associés mais, en outre, atténuant le phénomène vibratoire au niveau de cette liaison de manière à éviter que l'un ou l'autre de ces organes entre en résonance. Préférentiellement et selon l'invention, ces moyens de liaison déformables 8 sont constitués par un tricot métallique 9 associé à des moyens de fixation 10 et venant à s'interposer entre l'écran de protection 7 et la ligne d'échappement 1. Chacune des figures des dessins joints en annexe illustre un mode de réalisation spécifique de ces moyens de liaison déformables 8. Ainsi, dans la figure 1, lesdits moyens de liaison déformables 8 se présentent sous forme d'une bague 11 susceptible d'être emmanchée et fixée sur les tronçons de tube 3, 4 reliant les silencieux 2, de la ligne d'échappement 1 entre eux. Sur la périphérie 13 de cette bague 11 est fixé l'écran de protection 7. Dans le cadre d'une telle configuration, le tricot métallique 9 est emprisonné entre deux gouttières 13, 14, de forme annulaire. Ces dernières sont destinées à être fixées, par exemple, par soudure, respectivement sur un tronçon de tube 3,4 de la ligne d'échappement 1 et sur l'écran de protection 7. Elles constituent, ainsi, les moyens de fixation 10 des moyens de liaison déformables 8. A noter que dans le cas de ce mode de réalisation, le tricot métallique 9 est tressé de manière à ce qu'il soit en mesure de se déformer, essentiellement, axialement, par rapport à la ligne d'échappement 1 et, finalement, d'encaisser les variations de dimensions différentielles de l'écran de protection 7 et de ladite ligne d'échappement 1 lorsque ceux-ci sont portés en température. Etant donné que l'écran de protection 7 est généralement disposé au-dessus du silencieux 2, les moyens de liaison déformables 8 peuvent encore emprunter la forme d'une demi bague ou d'un segment de bague tout en assurant les mêmes fonctions que celles exposées ci-dessus. Par ailleurs, et tel que représenté dans la figure 2, ces moyens de liaison déformables 8 peuvent être conçus rectilignes et adopter la forme d'une barrette 15 comprenant un tricot métallique 9 inséré entre deux gouttières rectilignes 16, 17 constituant les moyens de fixation 10 desdits moyens de liaison déformables 8. A titre d'exemple, ces barrettes 15 peuvent être rapportées de part et d'autre d'un silencieux 2 et, plus particulièrement, sur le rebord périphérique 18 se situant, approximativement, dans le plan médian horizontal de ce dernier et provenant du sertissage ou agrafage des deux coquilles 19, 20 constituant son enveloppe externe 21. Dans le cadre de cette configuration, le tricot métallique 9, composant la barrette 15, est tressé de telle sorte qu'il autorise une déformation de ladite barrette 15, transversalement, par rapport à son axe longitudinal 22. Là encore, la longueur de la barrette 15 est variable et sera déterminée, dans tous les cas, en fonction des dimensions générales des éléments constitutifs de la ligne d'échappement 1. La solution correspondant au mode de réalisation illustré dans la figure 3, consiste à conférer au tricot métallique 9, composant les moyens de liaison déformables 8, une forme annulaire 23 dont le diamètre interne 24 est ajusté au diamètre externe 25 des tronçons de tube 3, 4 s'étendant de part et d'autre du silencieux 2. Par ailleurs, et tel un "bicorne" ce tricot métallique de forme annulaire 23 est sensiblement effilé au niveau de sa périphérie 26. Ainsi, en cours de montage de la ligne d'échappement 1 et, plus particulièrement de l'écran de protection 7 sur le silencieux 2, ledit écran de protection 7 vient à coopérer, au niveau de ses extrémités évasées 27 avec ce tricot métallique 9 de forme annulaire 23. L'ensemble est rendu solidaire des tronçons de tube 3, 4, s'étendant de part et d'autre dudit silencieux 2, par l'intermédiaire de colliers de serrage de forme appropriée 28. A noter que le tricot métallique 9 est tressé, dans ce cas, de telle sorte qu'il soit compressible dans le sens axial de la ligne d'échappement 1. Ainsi, en cas de variations de longueur de cette dernière par rapport à l'écran de protection 7, celuici peut évoluer le long des tronçons de tube 3, 4 de manière à compenser les variations dimensionnelles. Dans certains cas, des écrans de protection 7 ne sont pas fixés sur des tronçons de tube 3, 4 s'étendant de part et d'autre d'un silencieux 2 mais directement sur ce dernier. Par ailleurs, ledit écran de protection 7, en fonction de la longueur à protéger, peut être subdivisé en deux tronçons 29, 30 distincts qu'il convient de rendre solidaires au niveau de leur jonction sur ledit silencieux 2. Dans ces conditions, le tricot métallique 9, composant les moyens de liaison déformables 8 et conformément à l'invention, peut être prévu rectiligne ou de forme adaptée à la périphérie du silencieux 2 tout en conservant une section sensiblement conique autorisant sa coopération, au niveau de sa face avant 31 ou sa face arrière 32, avec l'extrémité évasée 33 de l'un des tronçons 29, 30 composant l'écran de protection 7. Quant au collier de serrage 28 celui-ci sera déterminé de dimension et de forme appropriée à la section du silencieux 2 au droit des liaisons entre l'écran de protection 7 et ce dernier. Par ailleurs, il conviendra de modifier l'épaisseur 34 de ce collier de serrage 28 selon qu'il s'agit d'immobiliser l'extrémité d'un écran de protection sur le tricot métallique ou les extrémités évasées 33 de deux tronçons 28, 29 juxtaposés composant ledit écran de protection 7. La solution proposée dans la figure 5 s'applique, principalement, dans le cas ou l'écran de protection 7 est rendu solidaire, non pas des tronçons de tube 3, 4 s'étendant de part et d'autre du silencieux 2, mais des bords latéraux 35 de ce dernier. Tel que déjà indiqué plus haut dans la description, l'assemblage des deux coquilles 19, 20, constituant l'enveloppe externe 21 dudit silencieux 2, crée en périphérie de ce dernier et dans un plan sensiblement horizontal, un rebord 18 auquel peut être fixé l'écran de protection 7. Dans ce cas et tout comme pour le mode de réalisation proposé dans la figure 2, le tricot métallique 9 constituant les moyens de liaison déformables 8, se présente sous forme linéaire. Il est, par ailleurs, prévu de section parallélépipédique et comporte dans l'un de ses côtés latéraux 36, une rainure 37 susceptible d'accueillir les bords latéraux 38 dudit écran de protection 7. Ce tricot métallique 9 vient en applique, au niveau de sa face supérieure 39 ou inférieure 40, respectivement, sur la face inférieure 41 ou la face supérieure 42 dudit rebord 18. Finalement, une agrafe 43, constituant les moyens de fixation 10 des moyens de liaison déformables 8, vient en prise, simultanément, sur ledit rebord 18 du silencieux 2 et le tricot métallique 9 de manière à rendre ces derniers solidaires l'un de l'autre tout en provoquant le resserrage de ce tricot métallique 9 sur les bords latéraux 38 de l'écran de protection 7. Une telle solution exige, cependant, que le tricot métallique 9 soit tressé de telle sorte qu'il puisse se déformer tant transversalement que dans le sens longitudinal pour compenser les variations dimensionnelles dans les directions précitées. En somme, les avantages obtenus par l'intermédiaire des moyens de liaison, conformes à 1 invention, consistent en ce qu'il est possible d'associer un écran de protection à une ligne d'échappement sans qu'il n'y ait naissance de contrainte au niveau de l'un de ces éléments en cas de montée de la température et suite à une variation dimensionnelle différenciée. Par ailleurs, la constitution particulière de ces moyens de liaison et, notamment, l'utilisation d'un tricot métallique, choisi de préférence de nature inoxydable contribue à un meilleur comportement de cette ligne d'échappement sous l'effet de mouvements oscillatoires. En effet, ce tricot métallique est en mesure d'absorber, en grande partie, les vibrations transmises aux écrans de protection. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Ligne d'échappement, notamment pour véhicule automobile, comprenant - un ou plusieurs silencieux (2) reliés les uns aux autres au moyen de tronçons de tube (3, 4) - un embout de raccordement assurant sa liaison au moteur du véhicule automobile ; - et un ou plusieurs écrans de protection (7) surmontant un ou les silencieux (2) pour empêcher le transfert de la chaleur produite par ces derniers aux organes dudit véhicule automobile ligne d'échappement caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de liaison déformables (8) pour relier de manière rigide le ou les écrans de protection (7) à ladite ligne d'échappement (1) tout en autorisant les variations de dimensions différenciées des organes ainsi associés. 2. Ligne d'échappement selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de liaison déformables (8) sont constitués par un tricot métallique (9) associé à des moyens de fixation (10) et venant à s'interposer entre un écran de protection (7) et ladite ligne d'échappement. 3. Ligne d'échappement selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les moyens de liaison déformables (8) se présentent sous forme d'une bague (11) susceptible d'être emmanchée et fixée sur le tronçon de tube (3, 4) reliant le silencieux (2) entre eux, le tricot métallique (9) étant emprisonné entre deux gouttières (13, 14), de forme annulaire, constituant les moyens de fixation (10) et destinés à être rendus solidaires, respectivement, d'un tronçon de tube (3, 4) et de l'écran de protection (7). 4. Ligne d'échappement selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens de liaison déformables (8) empruntent la forme d'une demi-bague ou d'un segment de bague destiné à être fixé sur les tronçons de tube (3, 4), reliant les silencieux (2) entre eux, ou directement sur ces derniers pour assurer la liaison du ou des écrans de protection (7), 5. Ligne d'échappement selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les moyens de liaison déformables(8) se présentent sous forme d'un barrette (15) comprenant un tricot métallique (9) inséré entre deux gouttières rectilignes (16, 17) constituant les moyens de fixation (10). 6. Ligne d'échappement selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les moyens de liaison déformables (8) sont constitués par des tricots métalliques (9) de forme annulaire (23) effilés en périphérie (26) et dont le diamètre interne (24) est ajusté au diamètre externe (25) des tronçons de tube (3, 4), l'écran de protection (7) venant à coopérer, au niveau de ses extrémités évasés (27), avec ces tricots métalliques (9) de forme annulaire (23) et l'ensemble étant rendu solidaire desdits tronçons de tube (3, 4) par l'intermédiaire de colliers de serrage (28) de forme appropriée. 7. Ligne d'échappement selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les moyens de liaison déformables (8) sont constitués par des tricots métalliques (9) rectilignes ou de forme adaptée à la périphérie d'un silencieux (2) et présentant une section sensiblement conique autorisant sa coopération au niveau de sa face avant (31) ou sa face arrière (32) avec les extrémités évasées (27, 33) respectivement d'un écran de protection (7) ou de plusieurs tronçons (29, 30) composant ce dernier. 8. Ligne d'échappement selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les moyens de fixation (10) sont constitués par un collier de serrage (28) aux dimensions et de forme appropriées à la section du silencieux (2) au droit des liaisons entre l'écran de protection (7) et ce dernier. 9. Ligne d'échappement selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les moyens de liaison déformables (8) se présentent sous forme linéaire et sont destinés à rendre solidaire l'écran de protection (7) des bords latéraux (35) d'un silencieux (2). 10. Ligne d'échappement selon la revendication 9, caractérisée par le fait que les moyens de liaison déformables (8) sont constitués par un tricot métallique (9) rectiligne de section parallélépipédique et comportant, dans l'un de ses côtés latéraux (36), une rainure (37) susceptible d'accueillir les bords latéraux (38) de l'écran de protection (7), ce tricot métallique (9) venant en applique au niveau de sa face supérieure (39) ou inférieure (40), respectivement, sur la face inférieure (41) ou la face supérieure (42) du silencieux (2), des agrafes (43), constituant les moyens de fixation (10), assurant la liaison, l'ensemble provoquant le resserrement dudit tricot métallique (9) sur lesdits bords latéraux (36) de l'écran de protection (7).