Brevet FR2709328A1 — publié le 19950303

L'invention concerne un dispositif de découplement situé entre le moteur d'un véhicule et le circuit d'échappement des gaz. Ce dispositif de découplement a l'avantage de concilier une bonne étanchéité aux gaz d'échappement et une bonne robustesse dans le temps. Un moteur de voiture est fixé sur le chassis du véhicule par une liaison souple. Cette liaison souple permet au moteur de pivoter, en cours de fonctionnement7 suivant un axe parallèle a celui de son villebrequinr lorsque le couple résistant cane, jusqu't ce que l'effort exercé sur les liaisons souples équilibre le couple demandé au moteur. Le circuit d'échappeme irlS gaz qui est fixé d'une part au bloc moteur, et d'autre part au chassis de la voiture7 voit la position relative de ses points de fixation qui change en permanence; il faut donc que le circuit d'échappement7 s'il est rigide, soit fixe par rapport a l'un des éléments et souple par rapport à l'autre; par exemple fixe par rapport au bloc moteur et souple par rapport au chassies; ou bien il faut le rendre déformable de manière à limiter par exemple la déformation des liaisons souples avec le chassis. Cette dernière solution s' est imposée avec la généralisation du positionnement des moteurs tranversalement par rapport au chassis; en effet le circuit d'échappement, qui est grossièrement situé perpendiculairement à l'axe de pivotement du moteur, a un débattement qui augmente proportionnellement avec la distance du point considéré, du circuit d'échappement, de l'axe de pivotement du moteur; le débattement devient vite d'une amplitude inacceptable et il est impératif de le limiter en permettant une déformation du circuit d'échappement dans une zone voisine du moteur, lorsque le débattement est encore acceptable; on intercale donc dans le circuit un dispositif déformable assurant deux fonctions d'une part7 la fonction étanchéité qui assure la continuité du circuit d'échappement des gaz et d'autre part, la fonction découplement qui assure la transmission d'une partie des mouvements provoqués par le pivotement du moteur. Le problème est que dans cette zone, les gaz sont a une température très élevée, située entre 900 et FOOCJ et qu'il est par conséquent difficile de combiner une bonne étanchéité et une bonne transmission des mouvements. Les systèmes couramment utilisés cumulent dans un me me dispositif les deux fonctions étanchéité et découplement et sont de deux sortes: Un premier système permet d'obtenir la déformation par glissement d'une portée sphérique solidaire par exemple de la partie amont du circuit d'échappement sur une portée conique appartenant à la partie aval de ce dernier, et de maintenir les deuil surfaces appliquées l'une sur l'autre par un étrier qui maintient les surfaces appliquées l'une contre l'autre par des ressorts afin d'assurer l'étanchéité; ce dispositif de découplement permet d'absorber le déplacement résultant du pivotement du moteur d'une part7 et d'autre part, du déplacement de la partie aval du circuit d'échappement, résultant de la nature des liaisons avec le chassis; le problème est que l'étrier7 dans sa conception actuelle, ne permet qu'un nombre limité de mouvements et que, par conséquent r la pression exercée sur le joint est généralement mal répartie7 si bien que l'étanchéité du système n'est pas garantie; en effet Si une légère fuite ne pose pas de problème majeur pour les voitures franchises dont les gaz ne sont pas épurés la moindre fuite gaz en amont du pot catalytique n'est pas acceptable; or c'est dans cette zone que doit Autre situé obligatoirement le dispositif de découplement lorsque la voiture possède un moteur en position transversale. Un deuxième dispositif de découplement est constitué d'un tube déformable dont la paroi comporte des ondulations positionnées sensiblement perpendiculairement à l'axe du tube; les extrémités du tube relient la partie du circuit d'échappement qui est fixée au moteur à celle qui est fixée au chassis; la continuité du circuit d'échappement est assurée par des embottements fixes qui assurent une parfaite étanchéité; la déformation du circuit d'échappement est obtenue par la déformation élastique des ondulations du tube dont le pas change en fonction des mouvements demandés; le problème7 de ce type d'installation7 est que la répartition de l'absorbtion du pivotement du moteur est mal répartie, entre le tube déformable et la partie aval du chassis, parce que la transmission se fait par l'intermédiaire du tube déformable lui-me me; l'amplitude des déformations des ondulations n'est pas contrtléer ce qui ne permet pas de garantir une bonne résistance dans le temps du métal constituant ce tube. Le dispositif de découplementr objet de l'invention7 a pour but d'assurer d'une part, un bon guidage de la déformation du circuit de manière à garder dans le temps une bonne étanchéité7 d'autre part à transmettre une partie du mouvement à la partie aval du circuit d'échappement. La Fig.1 représente la version préférée du dispositif de déformation7 selon l'invention, du circuit d'échappement en vue perspective et éclatée. La Fiv.2 représente une variante du dispositif de déformation du circuit d'échappement selon l'invention. L'invention, consiste à séparer la fonction étanchéité du circuit d'échappement et la fonction découplement; la fonction découplement permet d'assurer le bon guidage de la déformation du circuit d'échappement (5) Fig.1 en faisant en sorte que les points du circuit situés en amont (?) du dispositif d'étanchéité (6) et les points situés en aval (2) se déplacent, au cours de la déformation, autour d'un me me point de rotation (3)r à l'aide d'un dispositif de découplement (4) rapporté sur le circuit d'échappement (5) et fixé à ce dernier de part et d'autre de son dispositif d'étanchéité (6); chaque point du circuit d'échappement (5) se déplace donc sur une surface sphérique centrée sur ce point de rotation (3); ce point de rotation (3) est fixe par rapport à la partie amont (1) du circuit d'échappement et donc par rapport au moteur, si tien que le pivotement de te dernier provoque un déplacement du point de rotation (3) qui induit le déplacement de la partie aval (2) du circuit d'échappement (5) qui se repositionne en fonction de ses propres liaisons élastiques avec le chassis; les efforts sont alors transmis par le dispositif de découplement (4) et non plus par le dispositif d'étanchéité (6) du circuit d'échappement (5); ce dernier étant alors moins sollicité, l'amplitude de sa déformation étant contrEléer on obtient un assemblage dont la tenue dans le temps est bien mattrisée. Dans l'exemple précédemment cité concernant le dispositif de déformation comportant un joint constitué d'une surface sphérique et d'une surface conique7 on a bien rotation autour d'un point7 mais la transmission des efforts et des mouvements entre l'amont et l'aval se fait par ce joint d'étanchéité tandis que l'étrier de serrage du joint de par sa construction, empêche une bonne répartition des efforts sur le joint et provoque sa dégradation. Dans une version préférée de l'invention, le dispositif de déformation est constitué comme décrit précédemment d'un tube cannelé (6) identique à celui qui est utilisé actuellement pour assurer la fonction étanchéité du circuit d'échappement (5); la fonction découplement est assuré par une sorte de rotule constituée d'un premier tube (7) entourant la partie du tube d'échappement (5)T auquel il est fixé rigidement, située en amont (1 > et au voisinage du dispositif d'étanchéité (6); ce tube (7) va en s'élargissant de manière à recouvrir le dispositif d'étanchéité constitué d'un tube cannelé (6); au voisinage du milieu du tube cannelé (6)7 le tube (7) se rétreint pour former7 dans cette zoner une portion de sphère (8) délimitée par deux plans perpendiculaires à l'axe (9) du tuyau d'échappement (5) amont (1) servant de support à ce premier tube (7); un deuxième tube (10) entourant la partie du tube d'échappement (5) r auquel il est fixé rigidement7 située en aval (2) et au voisinage du dispositif d'étanchéité (6); ce tube (10) va en s'élargissant de manière à recouvrir le tube cannelé (6); il prend à son extrémité une forme sphérique (11 > venant s'adapter sur celle du premier tube (7); sur le plan pratiquer dans cette version de l'invention7 le deuxième tube (10) s'arrête lorsque son extrémité (12) a le diamètre de la surface sphérique (11) et se termine par une collerette (13);r une autre portion de sphère (14) comportant une collerette (15), qui est fixée à la collerette (13), est rapportée pour constituer la partie rétreint qui permet d'emprisonner le premier tube (7) et constituer une articulation recouvrant intégralement le tube cannelé (6); les portions de sphère (8) et (11), constituant l'articulation, ont leur centre (3) qui est situé au voisinage de l'axe du tube cannelé, lorsque celui-ci est droit et aligné avec celui (9) du tube d'échappement (5) amont (i); à titre d'exemple non limitatif cet ensemble peut être réalisé à partir de tales embouties et soudées. Pour éviter que les vibrations du moteur ne se transmettent directement à la partie aval (2) du circuit d'échappement7 il est possible d'intercaler entre les deux portion de sphères constituant l'articulation du dispositif de découplement une garniture. Dans une variante de la version préférée de l'invention7 le deuxième tube (16) Fig.2 est formé d'une griffe circulaire (17) qui vient se clipser sur la portion de sphère (8) du premier tube (7); les extrémités (18) de la griffe circulaire (7) sont retournées1 de préférence vers l'extérieur de manière à pouvoir retenir en place un lien annulaire (19) destiné à les empêcher de s'écarter une fois en place; il est possible d'intercaller entre la griffe et la portion de sphère intérieure une garniture permettant d'éviter la transmission de vibrations. REVENDIC8TIONS 1-Dispositif de déformation du circuit d'échappement d'un moteur thermique autour d'un point de rotation (3) fixe par rapport au moteur, les mouvements de rotation étant guidés par un dispositif de découplement, reliant la partie rigide du circuit d'échappement (5) située en amont (1) de celle rigide aussi située en aval (2 > r différent du dispositif d'étanchéité (6) , reliant l'amont (1) et l'aval du circuit, caractérisé en ce que le dispositif de découplement est formé de deux tubes (7) et (10), recouvrant le dispositif d'étanchéité (6), fiés respectivement à l'une des parties rigides (1) et (2) du circuit d'échappement (5), @@@ @@@ de part et d'autre du dispositif de déformation (6), et se terminant par deux portions de sphères (11) et (14) qui s'embottent l'une dans l'autre pour former une articulation. 2-Dispositi$ de déformation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le verrouillage de l'articulation est assuré par la portion de sphère extérieure qui est formée de deux parties (12) et (14) terminées, au niveau d'un grand cercle de la portion de sphère, par deux collerettes (13) et (15) qui sont fixées ensembles. 3-Dis positif de déformation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la portion de sphère extérieure est remplacée par une griffe (17) venant se clipser sur la portion de sphère intérieure (8) du premier tube7 et qui se verrouille grce à un lien annulaire (19) maintenu en place à l'extrémité (18) de la griffe (17) par un retour. f 4-Dispositif de déformation, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'étanchéité est constitué d'un tube souple cannelé (6). 5-Dispositif de déformation suivant l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce qu'une garniture est intercallée au niveau de l'articulation dans l'espace compris entre les deux portions de sphères (11 > et (14) lorsqu'elles sont emboîtées. 6-Dispositif de déformation suivant la revendication 3r caractérisé en ce qu'une garniture est intercallée au niveau de l'articulation dans l'espace compris entre la portion de sphère interne (8) et la griffe externe (17).