Brevet FR2656260A1 — publié le 19910628

La présente invention concerne un joint d'échappement, en particulier pour un accouplement d'échappement à rotule entre deux tronçons de tube d'échappement. On sait que lors du montage d'une voiture, et plus particulièrement d'une voiture à moteur transversal, il est nécessaire de prévoir un accouplement flexible entre le collecteur d'échappement, fixé au moteur, et le tuyau d'échappement, fixé à la carrosserie et supportant le pot d'échappement. Afin d'absorber les mouvements relatifs entre le collecteur et le tuyau d'échappement, et afin d'assurer l'étanchéité, l'un des tronçons de tube est terminé par une portée sphérique convexe formée par un joint annulaire porté par l'extrémité de ce tronçon de tube, cette portée sphérique convexe coopérant avec une surface complémentaire de l'autre tronçon de tube d'échappement, les deux tronçons de tube étant associés l'un à L'autre par des brides d'assemblage fixées l'une å l'autre de façon élastique. Lors des mouvements relatifs des deux tronçons de tube d'échappement, les deux surfaces sphériques frottent l'une contre l'autre et engendrent des vibrations extrêmement désagréables. On a déjà proposé de diminuer le niveau de ces vibrations en prévoyant un joint d'échappement formé par une bande de tricot métallique enroulée sur elle-même et compressée axialement, cette bande de tricot métallique étant chargée dans la partie intérieure du joint avec un matériau réfractaire fibreux et, à la périphérie du joint, avec un matériau réfractaire non fibreux afin d'assurer à la fois une élasticité du joint et une surface externe suffisamment lisse. Afin d'être suffisamment efficace, La couche de matériau réfractaire non fibreux doit être relativement épaisse et diminue d'autant L'éLasticité du joint.Il en résulte que l'on a pas réussi à ce jour à supprimer totalement les vibrations engendrées par le frottement des différentes pièces de l'accouplement lors de l'uti- libation. La formation de vibrations ne pouvant pas être totalement supprimée, un but de l'invention est de minimiser ces vibrations, en particulier en augmentant l'élasticité du joint sans diminuer son faible coefficient de frottement. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un joint d'échappement annulaire comprenant une série de tours de tricot métallique et de matériau réfractaire fibreux dans lequel chaque tour de tricot métallique et de matériau réfractaire est enveloppé par un feuillard métallique sur au moins une face Latérale et deux faces extrêmes. Ainsi la couche assurant une étanchéité et un faible coefficient de frottement est réduite à l'épaisseur du feuillard métallique et, pour un joint d'échappement de volume donné, on augmente la proportion de tricot métallique par rapport aux joints d'échappement existants. On augmente ainsi l'élasticité du joint d'échappement et, par voie de conséquence, ses performances. Selon une version avantageuse de l'invention, le matériau réfractaire fibreux est disposé entre le tricot métallique et le feuillard métallique. Ainsi, on améliore L'état de surface du feuillard métallique par appui de celui-ci sur une surface présentant peu d'aspérité et on augmente donc l'étanchéité procurée par le joint d'échappement. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le feuillard métallique s'étend sur une face de chaque tour tournée vers l'axe du joint. Ainsi on a constaté que l'on obtenait une meilleure étanchéité entre le joint d'échappement et les différents composants de l'accouplement flexible. Selon encore un autre aspect avantageux de L'invention, le feuillard métallique s'étend également sur une partie de la face latérale de chaque tour tournée à L'opposé de l'axe du joint et, dans le cas d'un joint d'échappement présentant une partie de surface sphérique convexe à la périphérie du joint, cette partie de surface est de préférence recouverte sensiblement en totalité par le feuillard métallique. Ainsi on améliore encore L'étant chéité entre la partie sphérique du joint et la partie en regard de l'accouplement flexible. Le joint selon l'invention est de préférence réalisé en mettant en oeuvre un procédé comportant les étapes de réaliser une bande composite en superposant une bande de feuillard métallique, une bande de matériau réfractaire fibreux et une bande de tricot métallique ; replier la bande composite sur elle-même le long des bords longitudinaux de celle-ci, réaliser une préforme cylindrique par enroulement de la bande composite ; comprimer axialement la préforme cylindrique ; la bande de tricot métallique ayant de préférence une largeur inférieure à la bande de feuillard métallique et la bande de matériau réfractaire ayant de préférence une largeur sensiblement égale à la bande de feuillard métallique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la descrip tion qui suit de deux modes de réalisation préférés non limitatifs de l'invention en liaison avec les dessins cijoints parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une bande de matériau composite dans une étape préparatoire. - la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale d'une préforme selon un premier mode de réalisation de l'invention. - la figure 3 est une demi-vue en coupe axiale d'une préforme selon un second mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une demi-vue en coupe axiale d'un joint d'échappement selon le premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une demi-vue en coupe axiale du joint d'échappement selon le second mode de réalisation de L'invention. Selon les modes de réalisation préférés illus trés, le joint d'échappement selon l'invention est réalisé en formant tout d'abord une bande composite par superposition d'une bande de feuillard métallique 1 de très faible épais seur, par exemple de l'ordre de 0,03 mm d'épaisseur, une bande de matériau réfractaire fibreux 2 de l'ordre de 0,6 mm d'épaisseur et une bande de tricot métallique 3 de L'ordre de 1 mm d'épaisseur. La bande de tricot métallique 3 a de préférence une largeur inférieure à la largeur de la bande de feuillard métallique. Par exemple pour une bande de feuillard métalli- que et une bande de matériau réfractaire fibreux de même largeur, de l'ordre de 100 mm, on utilise une bande de tricot métallique d'une largeur de l'ordre de 60 mm. La bande composite est ensuite repliée sur elle-même le long des bords longitudinaux de celle-ci, le pli de ces bords longitudinaux étant de préférence sensiblement en coincidence avec les bords latéraux de la bande de tricot métallique 3. On remarquera à ce propos que la bande de tricot métallique n'est pas nécessairement disposée de façon symétrique par rapport à la bande de feuillard métallique.En particulier, dans les modes de réalisation illustrés on a ménagé une distance plus grande entre le bords de la bande de tricot métallique et le bord du feuillard métallique sur un côté. La partie de feuillard métallique et de matériau réfractaire 4 qui est repliée sur un coté à une largeur plus grande que la partie de feuillard et de matériau réfractaire 5 qui est repliée sur L'autre côté de la bande de tricot métallique. Afin de minimiser le risque de déchirement du feuillard métallique au niveau des plis, la bande de tricot métallique est de préférence réalisée par applatissement d'un tricot métallique tubulaire. A partir de la bande composite qui vient d'être décrite, on réalise une préforme cylindrique par enroulement de la bande composite. Dans Le mode de réalisation de la figure 2, la bande composite a été enroulée selon la flèche Il de la figure 1 avec la face entièrement recouverte de feuillard métallique tournée vers l'axe de symétrie de l'enroulement et la préforme comporte deux tours de bande composite. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la préforme comporte également deux tours de bande composite mais la partie de feuillard métallique qui recouvre totalement une face est cette fois tournée à l'opposé de l'axe de symétrie de la préforme par enroulement selon la flèche III de la figure 1. La préforme cylindrique est ensuite comprimée axialement d'une façon connue en soi dans une matrice et l'on obtient le joint dtéchappement définitif représenté sur la figure 4 pour le premier mode de réalisation de l'invention et sur la figure 5 pour le second mode de réalisation de l'invention. On remarquera à ce propos que lors de la compression axiale, le feuillard métallique 1 se plisse mais les plis sont simultanément fortement écrasés. La surface externe du joint d'échappement fini est donc relativement lisse, de sorte qu'elle présente un faible coefficient de frottement et assure une bonne étanchéité lorsque le joint est disposé entre les pièces mobiles d'un accouplement flexible. En liaison avec la figure 4, on remarquera que dans le cas d'un joint d'échappement comportant une partie de surface sphérique convexe à la périphérie du joint, cette partie de surface est de préférence recouverte sensiblement en totalité par la partie de feuillard métallique 4 repliée sur la face latérale de chaque tour tournée à L'opposé de l'axe du joint. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, bien que la réalisation de la bande composite ait été illustrée à partir d'un feuillard mis à plat, on peut former le feuillard métallique en U selon une section transversale avant de le tapisser avec le matériau réfractaire fibreux et disposer la bande de tricot métallique. La bande de tricot métallique se trouve alors automatiquement disposée à la distance souhaitée des bords du feuillard métallique.Bien que la bande de tricot métallique soit de préférence réalisée sous forme d'un tricot métallique tubulaire applati, on peut également réaliser celui-ci sous forme d'une ou plusieurs bandes à simple épaisseur tricotées sur un métier alternatif On peut également prévoir une bande de tricot métallique ayant La même largeur que le feuillard métalique et la bande de matériau fibreux, cette solution présentant toutefois l'inconvénient de multiplier les épaisseurs lors du repliage de la bande composite le long de ses bords longitudinaux. Bien que des dimensions aient été données pour les différents composants de la bande composite, ces dimensions sont données seulement à titre illustratif et peuvent varier en fonction des dimensions du joint et des forces auxquelles il est soumis. De même, le nombre de tour de la préforme dépendra du volume final du joint et du volume atteint par chaque tour après compression. REVENDICATIONS 1. Joint d'échappement annulaire comprenant une série de tours de tricot métallique et de matériau réfractaire fibreux caractérisé en ce que chaque tour de tricot métallique (3) et de matériau réfractaire fibreux (2) est enveloppé par un feuillard métallique (1) sur au moins une face latérale et deux faces extrêmes. 2. Joint d'échappement annulaire selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau réfractaire fibreux (2) est disposé entre Le tricot métallique (3) et le feuillard métallique (1). 3. Joint d'échappement annulaire selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le feuillard métallique (1) s'étend sur une face de chaque tour tourné vers l'axe du joint. 4. Joint d'achappement annulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que le feuillard métallique (1) s'étend également sur une partie de la face laté ralle de chaque tour tournée à L'opposé de l'axe du joint. 5. Joint d'échappement annulaire selon la revendication 4, présentant une partie de surface sphérique convexe à la périphérie du joint, caractérisé en ce que cette partie de surface est recouverte par le feuillard métallique (1) sensiblement en totalité. 6. Procédé de réalisation d'un joint d'échappement annulaire caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de réaliser une bande composite en superposant une bande de feuillard métallique (1), une bande de matériau réfractaire fibreux (2) et une bande de tricot métallique (3) ; replier la bande composite sur elle-même le long de bords longitudinaux de celle-ci ; réaliser une préforme cylindrique par enroulement de la bande composite ; comprimer axialement la préforme cylindrique. 7. Procédé de réalisation d'un joint d'échappement annulaire selon la revendication 6 caractérisé en ce que la bande de tricot métallique (3) a une largeur inférieure à la bande de feuillard métallique (1). 8. Procédé de réalisation d'un joint d'échappement annulaire selon la revendication 6 ou la revendication 7 caractérisé en ce que la bande de tricot métallique (3) est réalisée à partir d'un tricot métallique tubulaire applati. 9. Procédé de réalisation d'un joint d'échappement annulaire selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que la bande de matériau réfractaire fibreux (2) a une largeur sensiblement égale à la bande de feuillard métallique (1). 10. Procédé de réalisation d'un joint d'échappement annulaire selon l'une des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que l'enroulement de la bande composite est effectué en maintenant la bande de feuillard métallique tournée vers l'axe de l'enroulement.