Brevet FR2694600A1 — publié le 19940211

SILENCIEUX A ENVELOPPE COULISSANTE La présente invention a pour objet une gamme de silencieux pour moteurs à combustion interne, utilisables notamment sur les véhicules tels que les automobiies et les 1'Lotos. Les silencieux connus pour moteurs à explosion comprennent généralement une structure centrale de canalisation des gaz, conduisant les gaz depuis un orifice d'entrée jusqutà un orifice- de sortie des gaz d'échappement. La structure centrale de canalisation des gaz comprend une collerette d'entrée et une collerette de sortie. Une enveloppe extérieure entoure la structure centrale et est reliée à la collerette d'entrée et à la collerette de sortie au moyen de flasques. Des moyens de fixation permettent la fixation du silencieux sur le véhicule. La structure centrale de canalisation des gaz peut être soit un tube longitudinal perforé, soit une boite à réflexions, soit tout autre système mixte. La structure centrale de canalisation des gaz est soumise à la haute température des gaz d'échappement. Par contre, l'enveloppe extérieure se trouve à l'écart des gaz d'échappement et est refroidie par l'air ambiant. I1 en résulte que, entre la température ambiante que prend le dispositif au repos et la température d'équilibre que le dispositif prend en fonctionnement, des dilatations différentielles apparaissent entre la structure centrale de canalisation des gaz, très chaude, et l'enveloppe extérieure qui s'échauffe moins. Dans certaines structures connues d'échappement, les dilatations différentielles sont autorisées en prévoyant une structure centrale en deux parties pouvant coulisser axialement l'une par rapport à l'autre ; la structure d'enveloppe est monobloc et rigide pour assurer le support de l'ensemble du silencieux et sa fixation au véhicule. Dans le cas-d'une enveloppe métallique, celle-ci est généralement soudée ou rivée ou sertie sur les flasques d'entrée et de sortie, ou est d'une seule pièce avec les flasques. Dans le cas d'une enveloppe en un matériau non soudable, celle-ci est rivée aux flasques d'entrée et de sortie. Ces structures connues, comportant une structure centrale de canalisation de gaz en deux parties coulissant l'une par rapport à autre, présentent fréquemment des défauts par le fait que les deux parties coulissantes ne sont pas accessibles car placées à de l'enveloppe. I1 n?est donc pas possible de les vérifier et de s'assurer de leur bon coulissement. Des défauts de coulissement peuvent ainsi se produire dès la fabrication sans etre détectés par l'utilisateur. Ces défauts peuyent également se produire après une durée d'usage, par suite d'un encrassement et/ou d'une oxydation au niveau des surfaces coulissantes. Il en résulte alors une dégradation de la structure d'enveloppe, à cause des dilatations différentielles.En outre, la zone de coulissement nécessite la présence d'un jeu, qui augmente les vibrations et le bruit produit par le silencieux. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir une nouvelle structure de silencieux dans laquelle la structure centrale de canalisation des gaz puisse être monobloc, tout en autorisant les dilatations différentielles entre la structure centrale de canalisation des gaz et l'enveloppe extérieure. On évite ainsi l'existence d'une zone de coulissement non accessible à l'intérieur du silencieux, et donc les risques de grippage et de détérioration de 11 enveloppe. L'invention a en outre pour objet de prévoir une telle structure de silencieux qui puisse comprendre une enveloppe extérieure en un matériau mécaniquement peu résistant, ou peu rigide, ou plus léger, telle qu'une enveloppe en un matériau composite à base de résines et de fibres de carbone ou de verre, ou à base de polymères injectés. La structure permet ainsi la fixation du silencieux sur un véhicule sans déformer l'enveloppe malgré la faible résistance mécanique de cette enveloppe. La structure de silencieux selon l'invention a en outre pour avantage de faciliter le montage du silencieux lors de la fabrication, et de permettre son démontage par exemple pour atteindre la zone située entre l'enveloppe et la structure centrale de canalisation des gaz. Le caractère démontable de l'enveloppe permet alors de modifier à volonté la nature ou la quantité de matière absorbante insérée entre l'enveloppe et la structure centrale de canalisation des gaz. La solution selon l'invention consiste à prévoir une structure de silencieux pour moteurs à combustion interne, comprenant une structure centrale de canalisation des gaz avec un flasque d'entrée et un flasque de sortie, une enveloppe extérieure entourant la structure centrale et reliée au flasque d'entrée et au flasque de sortie, des moyens permettant une dilatation longitudinale différentielle entre la structure centrale et l'enveloppe, et des moyens de fixation du silencieux au véhicule. Selon l'invention - la structure centrale est monobloc, - l'enveloppe extérieure est montée à coulissement longitudinal libre dans les deux sens de la direction longitudinale par rapport à l'un au moins des flasques d'entrée et de sortie. Selon cette structure, la zone de coulissement permettant la dilatation différentielle entre la structure centrale de canalisation des gaz et I'enveloppeest ainsi directement accessible par l'utilisateur pour les vérifications, ce qui permet d'éviter le grippage éventuel entre les deux parties coulissantes. On évite en outre une grande partie des vibrations, par le fait que la structure centrale peut etre ainsi monobloc. On permet également le coulissement de l'enveloppe extérieure pour le démontage du silencieux. Un joint d'étanchéité peut avantageusement etre interposé entre l'enveloppe extérieure et le flasque correspondant dans la zone de coulissement. Un tel joint a une double fonction : d'une part il réduit les mouvements vibratoires entre l'enveloppe et le flasque ; d'autre part, il s'oppose à la transmission de chaleur depuis la structure centrale de canalisation des gaz vers l'enveloppe extérieure, réduisant ainsi la température de l'enveloppe extérieure ; également, le joint peut lui-même, par déformation, encaisser les dilatations différentielles. Selon un mode de réalisation, les moyens de fixation comprennent un support intermédiaire, solidarisé en position intermédiaire sur la structure centrale, et comportant une face d'appui supérieure sur laquelle vient porter la face interne de l'enveloppe. Un écran thermique, en mica, céramique ou autre matériau approprié, peut avantageusement être interposé entre le support intermédiaire et l'enve- loppe extérieure. Des moyens de liaison permettent de fixer le support intermédiaire à un véhicule à travers l'enveloppe. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un silencieux selon la présente invention - la figure 2 est une coupe longitudinale d'un silencieux selon un second mode de réalisation de l'invention - la figure 3 est une coupe longitudinale d'un silencieux selon un troisième mode de réa-lisation de*l'invention - la figure 4 illustre une structure de support intermédiaire selon l'invention ; et - la figure 5 regroupe deux demi-coupes longitudinales illustrant deux autres modes de réalisation selon la présente invention. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le silencieux selon l'invention comprend une structure centrale 1 de canalisation des gaz, qui est monobloc et munie de moyens de raccordement tels qu'une collerette d'entrée 2 et une collerette de sortie 3 pour le raccordement respectif à une canalisation d'arrivée des gaz d'échappement et à une canalisation de sortie des gaz d'échappement. La structure centrale 1 est solidaire d'un flasque d'entrée 4 et d'un flasque de sortie 5. Une enveloppe extérieure 6 tubulaire, généralement cylindrique, entoure la structure centrale 1 et est reliée d'une part au flasque d'entrée 4 et d'autre part au flasque de sortie 5 au voisinage de l'une et l'autre de ses extrémités. Dans ce mode de réalisation, le flasque d'entrée 4 comporte un rebord cylindrique axial 7 venant s'engager à l'intérieur de l'enveloppe 6, de sorte que l'enveloppe 6 peut librement coulisser axialement sur le flasque d'entrée 4, dans les deux sens de la direction longitudinale I-I. Un joint 8 est interposé entre le rebord 7 du flasque d'entrée 4 et la face interne de l'enveloppe 6. I1 en est de même entre l'enveloppe 6 et le flasque de sortie 5, qui lui-même comporte un rebord 9 et coopère avec un joint 10.Ainsi, l'enveloppe 6 peut coulisser par rapport à l'un et l'autre des flasques d'entrée 4 et de sortie 5, dans l'un et l'autre des sens de la direction longitudinale I-I. Pour la fixation du silencieux à un véhicule, on prévoit un support intermédiaire 11, solidaire de la structure centrale 1, et comportant une face d'appui 12 supérieure sur laquelle vient porter la face interne 13 de l'enveloppe 6, avec séparation éventuelle par un écran thermique non représenté sur les figures. Une patte extérieure 14 est reliée au support intermédiaire 11 à travers l'enveloppe 6, par exemple par des vis 140, et peut elle-même se fixer au véhicule de façon connue. L'ensemble formé par le support intermédiaire 11 et la patte extérieure 14 est positionné longitudinalement en position intermédiaire sur le silencieux, en fonction de la position des moyens d'accrochage sur le véhicule. De préférence, la patte extérieure 14 est fixée de façon amovible au support intermédiaire 11. De cette façon, en enlevant la patte extérieure 14 et ses vis de fixation 140, on autorise le coulissement axial de l'enveloppe 6 pour sa désolidarisation. La figure 4 représente un mode de réalisation du support intermédiaire 11 : celui-ci est une platine 15, formant la face d'appui 12, percée de trous 141 pour le passage des vis 140. La platine 15 est reliée à la structure centrale 1 par quatre bras de fixation radiaux tels que le bras 16. Les bras sont fixés à la structure centrale 1 par soudure. Une telle structure de support intermédiaire limite sensiblement la transmission de chaleur depuis la structure centrale 1 vers la paroi de l'enveloppe 6. Selon une variante du mode de réalisation de la figure 1, lorsque le support intermédiaire 11 et la patte extérieure 14 sont disposés à proximité de l'un des flasques d'entrée 4 ou de sortie 5, l'enveloppe 6 peut alors être solidarisée audit flasque proche du support intermédiaire 11. L'enveloppe 6 doit par contre coulisser par rapport au second flasque, pour permettre les dilatations différentielles. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le silencieux est similaire à celui de la figure 1, et l'on a repéré par les mêmes références numériques les éléments similaires constituant le silencieux. On retrouve ainsi l'enveloppe 6 entourant la structure centrale 1 de canalisation des gaz, le flasque d'entrée 4 et le flasque de sortie 5, le support intermédiaire 11 et la patte extérieure 14. Ce mode de réalisation se distingue du premier mode de réalisation par le fait qu'une gorge annulaire est ménagée sur la surface extérieure des rebords respectifs 7 et 9 des flasques d'entrée 4 et de sortie 5, ces gorges étant repérées par des références numériques respectives 15 et 16. Les joints respectifs 8 et 10 sont ainsi encastrés en partie dans les gorges respectives 15 et 16, qui interdisent leur coulissement dans le sens axial. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le silencieux comprend également les principales parties identiques à celles des modes de réalisation des figures 1 et 2. On retrouve ainsi la structure centrale 1 de canalisation des gaz, avec le flasque d'entrée 4 et le flasque de sortie ^5, et une enveloppe extérieure cylindrique 6 tubulaire. Le flasque de sortie 5 a la même structure que le flasque de sortie correspondant du mode de réalisation de la figure 1, avec un rebord 9 cylindrique coaxial. Par contre, le flasque d'entrée 4 est formé de deux pièces, à savoir une partie intérieure fixe 17, soudée à la structure centrale 1, et une couronne extérieure 18 solidarisée à la partie fixe 17 par des vis 19.La couronne extérieure 18 peut ainsi être adaptée après insertion de l'enveloppe 6, et peut également être enlevée avant extraction de l'enveloppe 6. Dans ce mode de réalisation, les joints d'étanchéité respectifs 8 et 10 ont une section en S, avec deux lèvres venant recouvrir les tranches respectives de l'enveloppe 6 et du flasque correspondant 4 ou 5. Dans le mode de réalisation de cette figure 3, les joints 8 et 10 sont des joints annulaires préformés. Par contre, dans les modes de réalisation des figures 1 ou 2, les joints 8 et 10 peuvent être soit des joints annulaires préformés, soit un cordon de matière polymérisable injecté lors de l'assemblage du silencieux. Dans les modes de réalisation des figures 1 à 3, la structure centrale de canalisation des gaz est un tube cylindrique de section sensiblement identique à la section des canalisations d'entrée et de sortie des gaz, ce tube étant perforé. L'espace compris entre le tube et l'enveloppe extérieure est alors occupé par de la laine minérale ou d'autres produits bien connus dans la technique des échappements. On réalise ainsi une structure d'échappement qui est notamment adaptée pour la compétition de moto. Dans les deux modes de réalisation représentés sur la figure 5, selon les deux demi-coupes longitudinales, la structure centrale de canalisation des gaz est une boite à réflexions, de diamètre plus important que les tubes d'entrée et de sortie. Cette boite à réflexions peut etre d'un type connu dans l'état de la technique. L'espace entre la boite à réflexions et l'enveloppe extérieure 6 n'a alors pas à être rempli de matière telle que la laine minérale. La boite à réflexions est solidarisée aux flasques d'entrée 4 et de sortie 5 par ses faces extrêmes, par exemple par soudure. Dans le mode de réalisation représenté sur la partie supérieure de la figure 5, des joints 8 et 10 sont interposés entre l'enveloppe extérieure 6 et les Wflasques 4t et 5. Par contre, dans le mode de réalisation représenté sur la partie inférieure de la figure 5, aucun joint n1 est interposé entre l'enveloppe 6 et les flasques 4 et 5. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Silencieux pour moteurs à combustion interne, comprenant - une structure centrale (1) de canalisation des gaz, avec un flasque d'entrée (4) et un flasque de sortie (5), - une enveloppe extérieure (6), entourant la structure centrale (1) et reliée au flasque d'entrée (4) et au flasque de sortie (5), - des moyens permettant une dilatation longitudinale différentielle entre la structure centrale (1) et l'enveloppe (6), - des moyens de fixation du silencieux au véhicule, caractérisé en ce que - la structure centrale (1) est monobloc, - l'enveloppe extérieure (6) est montée à coulissement longitudinal dans les deux sens de la direction longitudinale (I-I) par rapport à l'un au moins des flasques d'entrée (4) et de sortie (5). 2 - Silencieux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (8, 10) est interposé entre l'enveloppe extérieure (6) et le flasque correspondant (4, 5) dans la zone de coulissement. 3 - Silencieux selon la revendication 2, caractérisé en ce que le joint (8, 10) est un cordon injecté lors de l'assemblage. 4 - Silencieux selon la revendication 2, caractérisé en ce que le joint (8, 10) est un joint annulaire préformé. 5 - Silencieux selon l'une des revendications 3- ou 4, caractérisé en ce que le joint (8, 10) est encastré partiellement dans une gorge annulaire (15,16) du flasque (4, 5), ladite gorge assurant le maintien axial du joint (8, 10). 6 - Silencieux selon la revendication 4, caractérisé en ce que le joint (8, 10) a une section en S avec deux lèvres venant recouvrir les tranches respectives de l'enveloppe (6) et du flasque (4, 5). 7 - Silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent - un support intermédiaire (11) solidaire de la structure centrale (1), et comportant une face d'appui (12) supérieure sur laquelle vient porter la face interne (13) de l'enveloppe (6), avec ou sans interposition d'un écran thermique, - des moyens de liaison (14, 140) pour fixer le support intermédiaire (11) à un véhicule à travers l'enveloppe (6). 8 - Silencieux selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de liaison (14, 140) sont amovibles, pour autoriser la désolidarisation de l'enveloppe (6) et de la structure centrale (1) par coulissement axial. 9 - Silencieux selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le support intermédiaire (11) est une platine (15) reliée à la structure centrale (1) par des bras de fixation (16) fixés à la structure centrale. 10 - Silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'enveloppe (6) est montée à coulissement par rapport à l'une et l'autre des flasques (4, 5).