Brevet FR2715612A1 — publié le 19950804

La présente invention concerne un accouplement d'échappement flexible. On sait que pour éviter la transmission des oscillations d'un moteur au tube d'échappement, en particulier dans le cas d'un moteur transversal, il est nécessaire de disposer un accouplement flexible entre le collecteur d'échappement qui est fixé au moteur et le pot d'échappement qui est fixé au châssis du véhicule. On connaît des accouplements flexibles appelés accouplements à rotules dans lesquels un tronçon de tube est évasé à une extrémité pour former une partie d'appui sphérique concave qui coopère avec une partie d'appui sphérique convexe portée par un tronçon de tube en regard, les parties d'appui sphériques étant maintenues au contact l'une de l'autre par des organes élastiques assurant une pression entre les parties d'appui sphériques pour maintenir une étanchéité de l'accouplement tout en permettant un débattement d'un tronçon de tube par rapport à l'autre. Un inconvénient des accouplements existants réside dans le fait que lors d'un pivotement brutal des tronçons de tube l'un par rapport à l'autre, le frottement entre les parties d'appui sphériques provoque un basculement du joint d'échappement par rapport à la surface du tronçon de tube sur laquelle il prend appui, ce qui crée une fuite entre le joint d'échappement et le tronçon de tube qui le porte sur un côté interne du joint d'échappement de sorte que l'étanchéité de l'accouplement n'est plus assurée. Pour pallier cet inconvénient, on propose selon l'invention un accouplement d'échappement flexible comportant un premier tronçon de tube ayant une partie extrême formant une surface d'appui concave coopérant avec une surface d'appui convexe d'un joint d'échappement porté par un second tronçon de tube relié au premier tronçon de tube par des organes élastiques prenant appui sur une bride, dans lequel le joint d'échappement comporte une partie centrale tubulaire généralement cylindrique emboîtée de façon étanche dans le second tronçon de tube, et une collerette en une seule pièce avec la partie centrale tubulaire, cette collerette étant sensiblement rigide et présentant une surface externe sphérique convexe. Ainsi, lorsque la partie d'appui concave du premier tronçon de tube est convenablement appliquée sur la collerette du joint d'échappement, celui-ci réalise une barrière continue totalement étanche entre le premier tronçon de tube et le second tronçon de tube, et l'effort de basculement qui est appliqué à la collerette du joint d'échappement par le frottement de la surface d'appui concave du premier tronçon de tube est compensé par la réaction de l'emboîtement de la partie centrale tubulaire dans le second tronçon de tube. Selon une version avantageuse de l'invention, l'accouplement comporte un organe de butée de la partie centrale tubulaire, par exemple un anneau rigide disposé sous la collerette du joint d'échappement ou une nervure annulaire s'étendant radialement en saillie par rapport à la partie centrale tubulaire du joint d'échappement. Ainsi, on évite qu'à très haute température les oscillations de l'accouplement ne fassent progressivement pénétrer de plus en plus la partie centrale tubulaire du joint d'échappement dans le second tronçon de tube sous l'effet de la poussée des organes élastiques. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, la partie centrale tubulaire comporte une extrémité conique coopérant avec un alésage conique du second tronçon de tube d'échappement. On réalise ainsi un emboîtement particulièrement favorable à une bonne étanchéité du joint d'échappement par rapport au second tronçon de tube d'échappement. Selon encore un autre aspect de l'invention, le premier tronçon de tube a un bord extrême replié vers l'extérieur. On augmente ainsi la rigidité de la partie d'appui sphérique du premier tronçon de tube et, par voie de conséquence, l'étanchéité de l'accouplement. Selon un mode de réalisation préféré en liaison avec cet aspect de l'invention, le premier tronçon de tube est associé à une bride de maintien amovible comportant une ouverture centrale ayant un bord prenant appui sur le bord extrême du premier tronçon de tube, de préférence le bord de l'ouverture centrale de la bride de maintien est replié dans un sens opposé au bord extrême du premier tronçon de tube. Ainsi, le premier tronçon de tube et la bride qui lui est associée peuvent être réalisés de façon indépendante et le montage de l'accouplement est réalisé en assurant une répartition homogène des forces sur tout le pourtour de la surface d'appui sphérique du premier tronçon de tube, ce qui favorise encore l'étanchéité de l'accouplement. Selon encore un autre aspect avantageux de l'invention, les tronçons de tube sont montés pour pivoter autour d'un axe et les surfaces d'appui sphériques sont centrées sur cet axe. Ainsi, le mouvement des tronçons de tube l'un par rapport à l'autre est réduit à un simple mouvement de pivotement autour de l'axe et l'on réduit ainsi considérablement les contraintes auxquelles les organes élastiques sont soumis, de sorte que l'on assure une meilleure longévité de ceux-ci et une meilleure étanchéité de l'accouplement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention en relation avec les figures ci-jointes parmi lesquelles - la figure 1 est une vue en élévation de face partiellement en coupe de l'accouplement selon l'invention, - la figure 2 est une vue en élévation de côté de l'accouplement selon l'invention, - les figures 3 et 4 sont des vues partielles en coupe de variantes de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, la moitié de gauche a été repré sentée en élévation tandis que la moitié de droite est représentée en coupe par un plan vertical selon la ligne I-I de la figure 2. En référence aux figures 1 et 2, l'accouplement d'échappement flexible selon l'invention comporte d'une façon connue en soi un premier tronçon de tube 1 prévu pour être relié au tube d'échappement et ayant une partie extrême 2 formant une surface d'appui concave coopérant avec un joint d'échappement généralement désigné en 3 porté par un second tronçon de tube 4 prévu pour être relié au collecteur d'échappement fixé au moteur. De façon également connue en soi, les tronçons de tube sont associés à des brides, respectivement désignées en 5 pour le premier tronçon de tube et 6 pour le second tronçon de tube, le premier tronçon de tube étant maintenu appliqué sur le joint d'échappement par des organes élastiques tels que des ressorts 7 convenablement tarés par des moyens de serrage tels que des goujons 8. Selon l'invention, le joint d'échappement 3 comporte une partie centrale tubulaire 9 généralement cylindrique emboîtée de façon étanche dans un alésage 10 du second tronçon de tube 4. Dans le mode de réalisation préféré illustré, l'alésage 10 est très légèrement conique, par exemple selon un angle de 50, et la partie centrale tubulaire 9 du joint d'échappement a une extrémité 11 formée de façon conique selon un angle identique à celui de l'alésage 10 afin d'améliorer l'étanchéité au gaz de l'emboîtement. Par ailleurs, le joint d'échappement 3 comporte une collerette 12 réalisée en une seule pièce avec la partie centrale tubulaire 9, cette collerette étant sensiblement rigide et présentant une surface sphérique convexe. Pour éviter qu'à très haute température les oscillations de l'accouplement ne fassent pénétrer la partie centrale tubulaire 9 du joint d'échappement 3 trop profondément dans l'alésage 10, l'accouplement comporte un organe de butée de la partie centrale tubulaire 9 du joint d'échappement 3. Dans le mode de réalisation de la figure 1, cet organe de butée est un anneau rigide 13, par exemple réalisé à partir d'une bande de tricot métallique enroulée avec une feuille de mica et comprimée axialement, disposé sous la collerette 12 du joint d'échappement. La réalisation d'une butée pour la partie centrale tubulaire du joint d'échappement 3 permet de maintenir une distante constante de la collerette 12 par rapport à la bride 6 du second tronçon de tube 4, de sorte que pour maintenir la partie sphérique concave 2 en contact avec la collerette 12 l'écrasement des organes élastiques 7 reste constant et assure donc une mise en pression sensiblement constante de la partie sphérique concave 2 sur la collerette 12. La figure 3 illustre une variante de réalisation dans laquelle, toutes choses étant identiques par ailleurs, l'organe de butée de la partie centrale 9 du joint d'échappement est formée par une nervure annulaire 14 s'étendant radialement en saillie par rapport à la partie centrale tubulaire 9 du joint d'échappement, cette nervure pouvant par exemple être réalisée par galetage de la partie centrale tubulaire. La figure 4 illustre une autre variante de réalisation dans laquelle l'organe de butée est un anneau rigide formé par une bague cylindrique 15 disposée sous la collerette 12 concentriquement à la partie centrale tubulaire 9. On sait que pour obtenir une bonne étanchéité de l'accouplement, il est nécessaire que la surface d'appui convexe du joint d'échappement et la surface sphérique concave du premier tronçon de tube soient parfaitement adaptées l'une à l'autre. La structure rigide du joint d'échappement selon l'invention permet d'envisager un rodage des parties sphériques l'une par rapport à l'autre et, afin d'augmenter la rigidité de la partie sphérique concave 2 et de minimiser la déformation de cette partie concave lorsque l'accouplement est traversé par des gaz d'échappement à température très élevée, le premier tronçon de tube 1 a de préférence un bord extrême 16 replié vers l'extérieur, par exemple selon un demi-tore de section circulaire comme illustré sur la figure 1. Par ailleurs, la bride 5 associée au premier tronçon de tube 1 est de préférence réalisée à partir d'une plaque métallique plane comportant une ouverture centrale ayant un bord 17 prenant appui sur le bord extrême 16 du premier tronçon de tube et de préférence repliée dans un sens opposé au bord extrême du premier tronçon de tube, par exemple sous forme d'un demi-tore inverse, comme illustré par la figure 1. Ainsi, la bride 5 est amovible et lors du montage, les demi-tores 16 et 17 s'emboîtent l'un dans l'autre et assurent une répartition très homogène des efforts sur la partie sphérique concave 2 du premier tronçon de tube 1. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la bride 5 associée au premier tronçon de tube 1 comporte des cuvettes de centrage 18 pour les organes élastiques 7. Lors du basculement d'un tronçon de tube par rapport à l'autre comme illustré par la figure 2, les tronçons de tube 1 et 4 pivotent autour d'un axe 19 représenté en trait mixte sur la figure 1 qui relie les goujons 8 au point où ceux-ci traversent la bride 5. Selon une caractéristique de l'invention, la partie sphérique concave 2 du premier tronçon de tube 1 et la partie sphérique convexe 12 du joint d'échappement 3 sont centrées sur l'axe de pivotement 19 de sorte que lors des oscillations de l'accouplement les mouvements de l'extrémité des organes élastiques 7 en contact avec la bride 5 sont limités à des mouvements de pivotement autour de l'axe 19 sans déplacement axial, ce qui permet d'obtenir une force d'application sensiblement constante de la partie d'appui sphérique concave 2 sur la collerette 12 du joint d'échappement 3. Par ailleurs, pour éviter un échauffement des organes élastiques 7 réduisant leurs propriétés élastiques,, ceux-ci sont de préférence recouverts d'un capuchon 20 les protégeant contre un transfert de chaleur par radiation en provenance du tronçon de tube adjacent. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, le joint d'échappement selon l'invention peut être monté dans un accouplement comportant une bride 5 fixée rigidement au premier tronçon de tube d'échappement. De même, bien que les organes élastiques 7 aient été illustrés sous forme de ressorts, on peut utiliser d'autres organes élastiques tels que des manchons en fil métallique comprimé. REVENDICATIONS 1. Accouplement d'échappement flexible comportant un premier tronçon de tube (1) ayant une partie extrême (2) formant une surface d'appui concave coopérant avec une surface d'appui convexe d'un joint d'échappement (3) porté par un second tronçon de tube (4) relié au premier tronçon de tube par des organes élastiques (7) prenant appui sur une bride (5), caractérisé en ce que le joint d'échappement (3) comporte une partie centrale tubulaire (9) généralement cylindrique emboîtée de façon étanche dans le second tronçon de tube (4), et une collerette (12) en une seule pièce avec la partie centrale tubulaire (9), cette collerette étant sensiblement rigide et présentant une surface externe sphérique convexe. 2. Accouplement d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de butée (13, 14, 15) de la partie centrale tubulaire (9) par rapport au second tronçon de tube (4). 3. Accouplement d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de butée est un anneau rigide (13, 15) disposé sous la collerette (12) du joint d'échappement (3). 4. Accouplement d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de butée est formé par une nervure annulaire (14) s'étendant radialement en saillie par rapport à la partie centrale tubulaire (9) du joint d'échappement. 5. Accouplement d'échappement selon lune des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie centrale tubulaire (9) comporte une extrémité conique (11) coopérant avec un alésage conique (10) du second tronçon de tube d'échappement (4). 6. Accouplement d'échappement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier tronçon de tube (1) a un bord extrême (16) replié vers l'extérieur. 7. Accouplement d'échappement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier tronçon de tube (1) est associé à une bride de maintien amovible (5) comportant une ouverture centrale ayant un bord (17) prenant appui sur le bord extrême (16) du premier tronçon de tube (1). 8. Accouplement d'échappement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bord (17) de l'ouverture centrale de la bride de maintien (5) est replié dans un sens opposé au bord extrême (16) du premier tronçon de tube (1). 9. Accouplement d'échappement selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que la bride de maintien (5) comporte des cuvettes de centrage (18) des organes élastiques (7). 10. Accouplement d'échappement selon lune quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les tronçons de tube sont montés pour pivoter autour d'un axe (19) et en ce que les surfaces d'appui sphériques sont centrées sur cet axe.