Brevet FR2705756A1 — publié le 19941202

Dispositif pour l'assemblage flexible de tuyaux dans des conduites d'échappement de véhicules. La présente invention concerne un dispositif pour l'assem- blage flexible de tuyaux, dans des conduites d'échappement de véhicules notamment, avec des extrémités de tuyaux assem- blées par un élément de conduite flexible, tel qu'un soufflet métallique, les extrémités de tuyaux étant assem- blées avec différentes butées de coussins élastiques en fil métallique formé à la presse, disposés dans un carter au moins. Des dispositifs de ce type pour l'assemblage de tuyaux, dans des conduites d'échappement de véhicules notamment, avec des coussins élastiques en fil métallique formé à la presse, disposés dans des carters, sont connus par la publication DE-A-33 21 382 ou EP-A-208 128. Des butées, prévues sur les deux côtés frontaux du carter, recevant le coussin élastique,sont assemblées avec la même extrémité de jonction du dispositif pour l'assemblage flexi- ble de tuyaux, en bref d'un élément de découplage, tandis qu'une butée, assemblée avec l'autre extrémité, s'engage à peu près au centre de deux coussins disposés l'un derrière l'autre dans le sens axial, ou dans un évidement radial d'un coussin unique. Sur les dispositifs et éLéments de découplage connus, il s'est fondamentalement avéré que les coussins élastiques ne travaillent qu'avec une très faible partie de leur volume, à savoir uniquement à l'endroit o les forces sont directement engagées. La majeure partie du volume reste au repos. Autre- ment dit, les coussins ont été surdimensionnés, ce qu'impli- quait, notamment, l'engagement central de la butée assemblée avec l'extrémité de jonction. Les carters ne pouvant pas être totalement fermés, les coussins sont en outre exposés à des influences corrosives, à savoir aux gaz d'échappement chauds à l'intérieur de la trajectoire d'écoulement, ou aux impuretés, humidité et sels à l'extérieur de cette trajec- toire. Il s'est par ailleurs avéré que la partie des coussins, notamment, qui ne travaille pas ou travaille peu dans des conditions de service normales, durcit ou s'incrus- te de dépôts, de sorte que les propriétés dynamiques, dispo- nibles à l'état neuf, changent défavorablement. Par suite du surdimensionnement, les dispositifs antérieurs d'amortissement et éléments de découplage étaient également encombrants, que ce soit dans le sens radial ou axial. L'invention vise donc à éviter les inconvénients précités. Sur un dispositif du type cité en introduction, cet objectif est atteint, conformément à l'invention, par le fait que des sections de paroi du carter côté frontal, externes et juxta- posées, en tant que butées des coussins élastiques, peuvent se déplacer les unes par rapport aux autres. Les moitiés de carter et les sections de paroi du carter, notamment, ne sont donc pas au contact direct les unes des autres; des fentes et espaces intermédiaires sont au con- traire prévus entre les moitiés de carter et les sections de paroi. Des sections de paroi du carter côté frontal, exter- nes et juxtaposées, respectivement disposées sur un côté du coussin élastique, sont donc mobiles les unes par rapport aux autres, dans le sens de leurs normales également, en particulier. Les deux butées axiales pour les coussins élastiques étant placées vers l'extérieur, c'est-à-dire dans les parois du carter pour le coussin élastique, et formant mutuellement des butées efficaces pour l'amortissement, aussi bien de mouvements de traction sur les deux extrémités de jonction de l'élément de découplage, que de mouvements poussant ces dernières l'une contre l'autre, et des sections de paroi juxtaposées, dans le sens périphérique notamment, à assem- bler alternativement avec l'une ou l'autre des extrémités de jonction de l'élément de découplage, donc mobiles les unes par rapport aux autres dans le sens axial, étant prévues sur chaque côté frontal du coussin, la butée centrale, prévue dans l'état de l'art, a pu être évitée; il était ainsi possible de réduire le volume des coussins, à savoir de la partie inactive jusqu'alors. Par rapport aux configurations avec deux coussins, disposés de part et d'autre de la butée centrale, il est possible d'en supprimer un, par exemple. Le dispositif conforme à l'invention constitue en outre un com- posant d'une dynamique plus active. En dehors des gains de matériau du coussin, relativement cher, la configuration conforme à l'invention présente l'avantage d'être très com- pacte, quant à la longueur hors tout des éléments de décou- plage, notamment, dans lesquels est logé le dispositif con- forme à l'invention. Cet avantage est essentiel, car aucun espace très important n'est disponible aux emplacements de montage, particulièrement actifs pour des éléments de décou- plage. Par rapport à l'état de l'art, le taux d'utilisation du dispositif conforme à l'invention est supérieur, et les dépenses de construction sont inférieures. Etant donné que les coussins élastiques peuvent eux-mêmes s'accrocher et ne pas être séparables, au moyen d'un convoyeur à secousses, par exemple, des limites sont fixées à la fabrication auto- matique des éléments de découplage et à l'état de l'art. En revanche, les dispositifs conformes à l'invention peuvent être préfabriqués sous forme de simples unités, non compli- quées (cassettes), et être transportés et traités automati- quement, en tant que tels. Les coussins peuvent être amenés, d'une manière connue en soi, sous forme de ligne, être mis à longueur directement sur les moitiés de carter, pour leur logement dans ces dernières, et les pièces mises à longueur peuvent être montées automatiquement, de sorte que le pro- blème de la séparation des coussins ne se pose absolument p lus. Tandis qu'une solution fondamentale peut consister à dispo- ser en vis-à-vis des sections de paroi, assemblées rigide- ment entre elles et prévues sur les deux côtés frontaux du carter, des forces de cisaillement s'exerçant alors et le mouvement étant amorti par des cisaillements du matériau des coussins, il est prévu, dans des configurations préféren- tielles, qu'une section de paroi se situe en vis-à-vis d'une section de paroi, mobile par rapport à cette dernière, sur l'autre côté frontal du carter, des sections de paroi, assemblées rigidement entre elles, notamment, et disposées sur les deux côtés frontaux du carter, se chevauchant mu- tuellement. Une mesure fondamentale consiste à prévoir une seule couche de coussins dans le sens axial. Mais il peut être également prévu, dans des configurations spéciales, de disposer plu- sieurs couches de coussins dans le sens axial, sans butées disposées entre ces dernières. Une autre mesure peut consis- ter à juxtaposer plusieurs coussins, dans le sens périphéri- que, notamment. Le dispositif conforme à l'invention peut être réalisé sous forme de carter individuel, à disposer sur le pourtour de l'élément de découplage. Mais il peut égale- ment avoir une réalisation annulaire. Dans ce cas, les coussins élastiques peuvent être également annulaires, ou être réalisés en forme d'anneau partiel, en s'appliquant alors les uns sur les autres par leurs côtés frontaux ra- diaux, ou sur des butées spécialement prévues; dans ce cas et dans Le cas de carters séparés avec des coussins élasti- ques, prévus sur Le pourtour de conduites d'échappement, Les coussins sont disposés dans des plans radiaux, dans LesqueLs se produisent des mouvements anguLaires préférentieLs entre Les extrémités des tuyaux. Tandis qu'une solution de principe consiste à conférer une dimension égale aux sections de paroi, mobiles les unes par rapport aux autres, iL peut être prévu, dans une configura- tion préférentieLLe, que les sections de paroi côté frontal, mobiles Les unes par rapport aux autres, aient une dimension différente, La surface totale d'un premier groupe de sec- tions de paroi, assemblées entre elles, étant différente de La surface totale du groupe de sections de paroi, mobiles par rapport à ces dernières, mais égaLement assemblées rigi- dement entre eLLes. Le groupe des sections de paroi de surface totale supérieure sera alors celui qui doit absorber d'éventueLLes précharges statiques, teLLes que Le poids du système d'échappement. Pour ce qui concerne Les mouvements angulaires des extrémi- tés de tuyaux des éléments de découplage, munis de disposi- tifs d'amortissement conformes à L'invention, donc une bonne possibiLité d'articuLation anguLaire, iL est prévu, dans une configuration préférentielle, que Les sections de paroi ont une réalisation cintrée, bombée notamment. Les coussins peuvent être par principe Logés, sans tension, dans Les carters du dispositif conforme à L'invention. Mais il est prévu, dans une configuration préférentieLLe, que les coussins élastiques sont précontraints dans Les carters, de sorte que, avec des zones de parois frontales s'écartant Les unes des autres avec des mouvements donnés, il n'en résulte aucun espace intermédiaire entre ces dernières et Les côtés externes adjacents des coussins, mais que Les coussins sui- vent Le mouvement des sections de paroi. IL est prévu, dans d'autres configurations de L'invention, que Les coussins élastiques soient couverts par des surfaces de paroi pLeines en vis-à-vis, à partir desqueLLes s'éten- dent des sections de paroi côté frontal, en angle et avec une distance mutueLLe périphérique relative, ces parois s'engageant Les unes dans les autres, et que des embouts se proLongent en angle par rapport aux sections de paroi fron- taLes, Les sections de paroi du carter présentant également des mouLures. Dans une forme de construction judicieuse, une section de paroi du carter, en tant que butée pour le tube supportant Le coussin élastique, recouvre L'éLément de conduite flexi- bLe. Une autre mesure préférentieLLe consiste à guider Le tube au travers de l'élément de conduite flexibLe. Dans une dernière forme de construction avantageuse de L'in- vention, une bague de protection est disposée devant un côté frontal, au moins, de l'élément de conduite flexible, cette bague s'étendant essentiellement sur la hauteur radiale de L'élément de conduite flexible. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortent des revendications et de la description ci- dessous, dans laquelle sont explicités des exemples de cons- truction de l'invention à l'appui des dessins annexés, qui correspondent à: Figure 1: une coupe longitudinale d'un dispositif préféren- tiel conforme à l'invention, avec un système d'amortissement intégré, suivant la ligne I - I de la figure 2, Figure 2: une coupe suivant la ligne II - II de la figure 1, Figure 3: une vue suivant la figure 2 d'une autre configura- tion du dispositif conforme à l'invention, Figure 4: une coupe longitudinale d'une autre configuration préférentielle du dispositif conforme à l'inven- tion, Figure 5: une coupe, suivant la figure 2, au travers d'un système d'amortissement pour un dispositif confor- me à l'invention, Figure 6: une autre configuration d'un système d'amortisse- ment du dispositif conforme à l'invention, dans une coupe analogue à celle de la figure 5, Figure 7: des représentations schématiques de réalisations d'éléments d'un carter pour l'éLément d'amortisse- ment. Un dispositif 61 conforme à l'invention pour l'assemblage flexible de tuyaux, dans des conduites d'échappement de véhicules, notamment, avec un système d'amortissement de mouvement intégré, présente, d'une manière connue en soi, une extrémité de jonction 31, un éLément de conduite flexi- ble ou un soufflet 33, un éLément de carter 34 recouvrant ce dernier, et une extrémité de jonction 32, le soufflet étant disposé entre les extrémités de jonction 31, 32. L'éLément de carter 4 est réalisé sur le carter 34 cylindrique du soufflet, l'éLément 6 du carter en forme de cassette étant réalisé sur l'extrémité de jonction 32, avec la paroi d'en- veloppe 7 et les sections de paroi côté frontal 8, 9, et/ou la paroi d'enveloppe 16 et les sections de paroi côté fron- tal 17, 18. Le système d'amortissement 1 du dispositif présente en prin- cipe un carter 2 (figure 2), doté d'une forme annulaire de préférence, des coussins élastiques 3 étant disposés dans ce carter, à savoir, pour une configuration annulaire, un coussin de forme annulaire ou plusieurs coussins en forme de secteurs, qui peuvent se prolonger mutuellement par leurs côtés frontaux orientés dans le sens radial, ou qui s'appli- quent sur des butées assemblées avec le carter. Plusieurs coussins élastiques 3 peuvent être juxtaposés dans le sens axial, aucune butée rigide, assemblée avec le carter, n'étant alors prévue entre ces derniers. Le carter 2 se compose de deux éléments 4, 6. L'un des éléments de carter 4 présente une paroi d'enveloppe externe 7, à partir de laquelle s'étendent des sections de paroi 8, 9 côté frontal, vers l'intérieur, entre lesquelles sont respectivement formés des évidements 11, 12. Les sections de paroi 9, 8 côté frontal, qui renferment le ou les coussins élastiques 3, sont de préférence en déport mutuel dans le sens périphérique, un évidement 12 sur un côté frontal, sur la section de paroi 8, se situant en vis-à-vis sur l'autre côté frontal d'une manière exactement symétrique (figure 4), ou avec un léger déport angulaire V (figure 2). Par le déport, auquel correspond un déport correspondant V' de la section de paroi 9, adjacente à l'évidement 12, un chevau- chement partiel (correspondant à V') des sections de paroi 8,9, réalisées sur des côtés frontaux opposés, est obte- nu. A l'état non chargé, les bords des éléments de carter 4, 6 sont séparés par des distances finies, fentes, qui per- mettent le mouvement relatif. Dans la réalisation symétrique de la figure 4, sur l'élément de carter externe 4, des zones de chevauchement U1, U2 sont obtenues par le fait que les sections de paroi 8, 9 de l'élément de carter 4 ont une dimension supérieure à celle des sections de paroi de l'élément de carter interne 6. L'élément de carter interne 6 présente une paroi périphéri- que interne 16, à partir de LaqueLLe s'étendent vers L'exté- rieur des sections de paroi 17, 18 dans Les évidements 11, 12, formés entre Les sections de paroi 8, 9 de L'éLément de carter externe 6, et qui forment entre elles des évidements correspondants 19, 21. Le ou Les coussins élastiques 3 s'appliquent donc sur L'un de Leurs côtés frontaux, vu dans Le sens périphérique, alternativement sur des sections de paroi 8, 17 des éléments de carter 4, 6, et sur l'autre côté périphérique, vu de La même manière dans le sens périphérique, alternativement sur des sections de paroi 9, 18 des éléments de carter 4, 6. Les coussins élastiques 3 sont précontraints dans le carter 2, en ayant été logés par compression dans les éléments de carter 4, 6. Les éléments de carter 4, 6 sont respectivement assemblés avec des extrémités de tuyaux d'un élément de découplage, reliées par un élément de tuyau flexible et étanche aux gaz, tel qu'un soufflet, ou sont réalisés sur cet élément. Si les extrémités de tuyaux ou de jonction se déplacent les unes par rapport aux autres, ce mouvement est transmis aux deux éléments de carter 4, 6. Avec un mouvement axial, les sections de paroi 8, 17 sont déplacées l'une vers l'autre (tandis que les sections de paroi 9, 18 s'écartent l'une de l'autre), et tendent à une compression ultérieure du coussin élastique 3, qui limite à son tour, par suite de ses pro- priétés d'amortissement, le mouvement des sections de paroi 8, 9, donc finalement des extrémités de tuyaux (amortisse- ment des vibrations). Dans la configuration de La figure 4, aucun carter 34 en forme d'enveloppe cylindrique, recouvrant Le soufflet 33, n'est prévu, comme dans la forme de construction de la figure 1. Au lieu de cette mesure, un tube support 62, sur lequel est réalisée L'une des extrémités de jonction 63, est guidé à l'intérieur du soufflet 33, au travers de ce der- nier, le tube support 62 formant dans le sens radial, à l'intérieur du coussin élastique 3, la surface de paroi d'enveloppe interne 16 de l'élément de carter interne 6. Les deux sections de paroi côté frontal 17, 18, rigides, sont prévues à cet endroit. L'élément de carter 4, avec la paroi d'enveloppe annulaire 7 et les sections de paroi côté fron- tal 9, 8, est réalisé avec l'autre extrémité de tuyau 64. Une bague de protection 66 est prévue dans la zone de l'ex- trémité de jonction 63 pour protéger le soufflet 33. Dans la configuration de la figure 5, les éléments de carter 4, 6 sont réalisés en deux parties, les sections de paroi 8 étant réalisées d'une seule pièce avec la paroi périphérique 7, et cette dernière présentant un embout 22. Les sections de paroi 9 sont réalisées sur un embout angulaire 23, qui peut être assemblé avec l'embout 22, par soudage par exem- pIe, tous les types de soudage étant envisageables (soudage par effet Joule sans pression, soudage par laser; un assem- blage mécanique, tel que compression, sertissage, assemblage sous pression, est également envisageable). Pour l'assemblage, les éléments 7, 8, 22 et 18, avec l'em- bout 26, sont d'abord emboîtés, par exemple, de sorte que les sections de paroi 18 s'engagent entre les sections de paroi 8. Le coussin élastique 3 est alors inséré à partir de la gauche et poussé contre les sections de paroi 8, 18. Puis les éléments 9, 23 et 16, 17, avec l'embout 24, sont dépla- cés simultanément ou successivement, dans le sens axial également, contre le côté frontal gauche du coussin élasti- que, les sections de paroi 17 s'engageant dans les espaces intermédiaires entre les sections de paroi 9, et vice-versa. La pression voulue est exercée, puis les éléments 22 et 23, 24 et 26, sont assemblés de la manière décrite, par soudage ou une autre technique connue. Les éléments 22 à 26 servent donc d'abord à fixer l'éLément 7, 8, 22 sur l'élément 9, 23, et/ou l'élément 16, 17, 24 sur l'élément 18, 26, à L'état de précontrainte du coussin 3, mais ils servent également à la fixation du dispositif conforme à l'invention, ainsi réalisé, sur le raccord de l'éLément de découplage correspondant. La figure 6 représente une configuration analogue à celle de la figure 5. Aucune section de paroi frontale, radiale, n'est toutefois assemblée d'une seule pièce avec les parois périphériques 7, 16 des éLéments de carter 4, 6, mais ces sections sont réalisées sous forme d'éléments séparés avec des embouts angulaires 41, 42, 43, 44, par l'intermédiaire desquels les sections de parois frontales 8, 9, 17, 18 sont assemblées avec les éLéments de parois d'enveloppe 7, 16 annulaires ou en forme d'enveloppe cylindrique. La figure 7 représente des moulures 51, 52, 53, 54 sur les éléments de carter 4, 6. Par l'intermédiaire de ces moulures 51 à 54, la précontrainte peut être adaptée ultérieurement et de la manière voulue, après l'assemblage du carter en forme de cassette, être adaptée à différentes applications des dispositifs préfabriqués conformes à l'invention, par exemple. Revendications. 1. Dispositif pour l'assemblage flexible de tuyaux, dans des conduites d'échappement de véhicules notamment, avec des extrémités de tuyaux assemblées par un éLément de conduite flexible, tel qu'un soufflet métallique, les extrémités de tuyaux étant assemblées avec différentes butées de coussins élastiques en fil métallique formé à la presse, disposés dans un carter au moins, caractérisé en ce que des sections de paroi du carter côté frontal (8, 9, 17, 18), externes et juxtaposées, en tant que butées des coussins élastiques (3), peuvent se déplacer les unes par rapport aux autres. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une section de paroi (8; 18) se situe en vis-à-vis d'une section de paroi (17; 9), mobile par rapport à cette der- nière, sur l'autre côté frontal du carter (2). 3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des sections de paroi (8, 9), assem- blées rigidement entre elles et disposées sur les deux côtés frontaux du carter (2), se chevauchent mutuellement. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des sections de paroi, assemblées rigidement entre elles et disposées sur les deux côtés frontaux du carter, se situent en vis-à-vis. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une seule couche de coussins est prévue dans le sens axial. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que plusieurs couches de coussins sont prévues dans le sens axial, sans butées disposées entre ces dernières. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs coussins sont juxtaposés, dans le sens périphérique, notamment. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sections de paroi côté frontal (8, 9; 17, 18), mobiles les unes par rapport aux autres, ont une dimension différente. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la surface totale d'un premier groupe de sections de paroi (8, 9), assemblées entre elles, est différente de la surface totale du groupe de sections de paroi (17, 18), mobiles par rapport à ces dernières, mais également assem- blées rigidement entre elles. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sections de paroi (8, 9; 17, 18) ont une réalisation cintrée. 11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les sections de paroi (8, 9; 17, 18) ont une réalisa- tion bombée. 12. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les coussins élastiques (3) sont précontraints dans les carters (2). 13. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les coussins élastiques (3) sont couverts par des surfaces de paroi pleines (7, 16) en vis-à-vis, à partir desquelles s'étendent des sections de paroi côté frontal (8, 9; 17, 18), en angle et avec une distance mutuelle périphérique relative, ces parois s'enga- geant les unes dans les autres. 14. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des embouts (22, 23, 24, 26, 41, 42, 43, 44) se prolongent en angle par rapport aux sections de paroi côté frontal (8, 9; 17, 18). 15. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sections de paroi (7, 8, 9, 16, 17, 18) du carter (2) présentent des moulures (51, 52, 53, 54). 16. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une section de paroi (17, 18) du carter (2), en tant que butée pour le tube (34) supportant le coussin élastique (3), recouvre l'élément de conduite flexible (33). 17. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le tube (62) est guidé au tra- vers de l'élément de conduite flexible (33). 18. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'une bague de protection (66) est disposée devant un côté frontal, au moins, de l'élément de conduite flexible (33), cette bague s'étendant essentielle- ment sur la hauteur radiale de l'élément de conduite flexi- ble.