Brevet FR2722837A1 — publié le 19960126

La présente invention concerne un dispositif à clapet pour gaz d'échappement installé dans le conduit d'échappement d'un moteur à combustion interne, ce clapet étant maintenu sur deux côtés mutuellement opposés respectivement par emboîtement avec conjugaison de formes dans deux tourillons qui sont montés chacun de façon tournante dans un manchon d'appui, le premier tourillon étant relié à un dispositif d'actionnement et au moins le second tourillon étant soumis à précontrainte contre le clapet par un ressort s'appuyant contre la gaine et agissant dans la direction de l'axe de pivotement duclapet. D'après la demande de brevet allemand publiée DE- 13 117, il est connu un clapet pour gaz d'échappement, qui comprend deux découpures avec bord incliné dans chacune desquelles peut-être engagé un tourillon qui comporte une rainure réceptrice pourvue d'une surface inclinée appropriée. Ce dispositif présente l'inconvénient que, pour un montage du clapet des deux côtés du conduit de gaz d'échappement, il faut prévoir un trou dans lequel le tourillon correspondant puisse être engage. Le problème à résoudre par l'invention consiste à créer un dispositif à clapet pour gaz d'échappement o le clapet puisse être monté d'une manière simple et efficace et o la sécurité de fonctionnement puisse être améliorée. Ce problème est résolu conformément à l'invention par le fait que le manchon d'appui associé au second tourillon est disposé dans un trou aveugle et en ce qu'également le premier tourillon est précontraint contre le clapet par un ressort s'appuyant contre la gaine et agissant dans la direction de l'axe de pivotement duclapet, les deux tourillons étant montés de façon mobile dans leurs manchons d'appui de telle sorte que, pour le montage du clapet, les deux tourillons puissent être engagés complètement dans le manchon d'appui correspondant en opposition à la force du ressort associé. Le dispositif présente l'avantage que les différentes parties peuvent, lors du montage du clapet, être assemblées mutuellement d'une manière simple et efficace par emboîtement. A cet effet, le second tourillon peut être engagé de l'intérieur dans le manchon d'appui de telle sorte qu'on puisse se passer d'une seconde ouverture dans le conduit de gaz d'échappement. En conséquence, le nombre de causes possibles de défauts d'étanchéité dans le conduit de gaz d'échappement est réduit. Seulement le premiertourillon doit être engagé de l'extérieur dans un trou afin de pouvoir établir une liaison avec un dispositif d'actionnement. Dans le cas d'un conduit de gaz d'échappement à plusieurs passages, il est également nécessaire de prévoir seulement un trou dans le conduit de gaz d'échappement. Dans ce cas, les pièces individuelles, à l'exception du premier tourillon de palier, peuvent également toutes être montées de l'intérieur par un simple emboîtement. Selon d'autres particularités du dispositif conforme à l'invention: - des passages de gaz d'échappement adjacents comportent une paroi séparatrice commune dans laquelle il est prévu un trou traversant o est disposé un tourillon de palier commun pour les clapets disposés coaxialement, agencé comme un entraîneur tournant et comportant, sur le côté dirigé vers le second clapet, une partie profilée qui peut être engagée, en vue de créer une liaison d'entraînement par conjugaison de formes, dans un évidement formé dans le second clapet tandis qu'il comporte, sur le côté dirigé vers le premier clapet, un évidement dans lequel peut être engagé, en opposition à la force d'un ressort, un tourillon de palier du premier clapet en vue de sa fixation par conjugaison de formes; - les clapets pour gaz d'échappement, les tourillons de paliers, et/ou la gaine sont fabriqués en un matériau céramique; - la liaison par emboîtement avec conjugaison de formes se compose d'un évidement profilé en six-pans, usiné intérieurement dans le clapet pour gaz d'échappement, et d'une partie profilée en six-pans, formée extérieurement sur le tourillon associé au moins dans la zone extrême dirigée vers le clapet. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente en vue en coupe un dispositif à clapet pour gaz d'échappement conforme à l'invention, la figure 2 représente le clapet pour gaz d'échappement de la figure 1, en vue en coupe faite suivant la ligne I-I, la figure 3 représente, également en vue en coupe, un conduit de gaz d'échappement à deux passages comportant un dispositif à clapets pour gaz d'échappement conforme à l'invention. Sur la figure 1 est représenté un conduit 1 de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, non visible, un clapet pour gaz d'échappement 2 étant disposé dans le conduit 1. Le clapet 2 est maintenu de façon tournante dans le conduit 1 par l'intermédiaire de deux tourillons de palier 3, 4. Des parties profilées en six- pans sont formées au moins aux extrémités des tourillons 3, 4 qui sont dirigées vers le clapet 2. En correspondance, il est prévu sur les côtés mutuellement opposés du clapet 2 des évidements 5 en forme de six- pans, qui sont situés à l'intérieur. Les tourillons 3, 4 peuvent être engagés par conjugaison de formes dans les évidements 5 afin de créer une liaison d'entraînement. Pour le montage tournant du clapet 2, il est prévu sur les côtés mutuellement opposés de la gaine 6 du conduit 1 de gaz d'échappement respectivement un manchon cylindrique d'appui 7, 8. Le premier manchon d'appui 7 est réalisé sous forme d'un trou dans la gaine 6 et il permet d'engager le tourillon 3 de l'extérieur dans le conduit de gaz d'échappement 1. Le tourillon 3 peut être relié, à l'extérieur du conduit de gaz d'échappement 1 et en vue de l'actionnement du clapet 2, à un dispositif d'actionnement, non représenté. Le tourillon 3 comporte sur son pourtour un collet annulaire 9 de profil bombé, qui est appliqué par la force d'un ressort annulaire 11 contre un biseau 10 formé sur le pourtour du manchon d'appui 7 et qui assure ainsi une très bonne étanchéité du conduit de gaz d'échappement 1 par rapport à l'environnement. Le ressort annulaire 11 s'appuie contre le collet 9 et contre un autre manchon d'appui 12, qui est relié à la gaine 6. Le second manchon 8 est réalisé comme un trou aveugle cylindrique dans la gaine 6, ce qui supprime toute liaison avec l'environnement. Ainsi il ne peut pas se produire en cet endroit un défaut d'étanchéité. Dans le trou aveugle 8 est disposé un ressort 13 de telle sorte que le tourillon 4 soit maintenu dans l'évidement associé 5 du clapet 2. Pour réduire à un minimum le frottement, on peut interposer un organe en forme de bille 14 entre le ressort 13 et le tourillon 4. Du fait que le tourillon 4 ne sert pas en cet endroit de liaison d'entraînement mais simplement d'élément d'appui, il peut être pourvu, à la place d'un profil en forme de six-pans, également d'une simple forme cylindrique. Lors du montage du clapet pour gaz d'échappement 2, initialement le tourillon 3 est engagé de l'extérieur dans le trou 7. Ensuite, de l'extérieur le ressort annulaire 11 et l'autre manchon d'appui 12 sont engages sur le tourillon 3 puis l'autre manchon 12 est relié à la gaine 6. Sous l'effet de la force du ressort annulaire 11, le tourillon 3 est enfoncé dans le trou 7 jusqu'à ce que le collet annulaire 9 vienne s'appliquer contre le biseau 10. Dans la seconde étape, le ressort 13, l'élément en forme de bille 14 et le second tourillon 4 sont engagés de l'intérieur dans le trou aveugle 8. Pour le montage du clapet 2, les deux tourillons 3, 4 sont engagés dans les manchons correspondants 7, 8 et les évidements 5 du clapet 2 sont amenés en coïncidence avec les tourillons 3, 4. Les tourillons 3, 4 s'engagent alors sous l'effet de la force exercée par les ressorts 11, 13 dans les évidements 5. Il est cependant également possible de monter initialement le second tourillon et d'engager le premier tourillon 3, aussitôt après l'installation du clapet 2, de l'extérieur par l'intermédiaire du manchon 7 dans l'évidement 5 du clapet 2. Le premier tourillon 3 est ensuite fixé, après l'engagement du ressort annulaire 11, par la mise en place du second manchon 12. Sur la figure 2, le clapet pour gaz d'échappement 2 représenté sur la figure 1 est représenté en vue en coupe selon la ligne II-II. Le clapet 2 comporte, dans la zone de son axe de pivotement, de petites saillies 15 dans lesquelles sont formés des évidements 5 en forme de six-pans pour recevoir les tourillons d'appui (3, 4). A la différence de cet exemple de réalisation, il est cependant possible d'utiliser évidemment également d'autres profils n'ayant pas une symétrie de révolution. La figure 3 représente un autre exemple de réalisation d'un dispositif à clapets pour gaz d'échappement qui est agencé conformément à l'invention et qui est disposé dans un conduit de gaz d'échappement à plusieurs passages, des parties identiques à la figure 1 étant désignées par les mêmes références numériques. Dans ce cas, la gaine 6 du conduit est réalisée de telle sorte que ce conduit de gaz d'échappement 1 soit divisé en un premier passage 16 et en un second passage 17. Dans les deux passages 16, 17, il est respectivement prévu un clapet 2, 18, les deux clapets 2, 18 ayant un axe de pivotement commun et étant disposés de façon à pouvoir tourner de 90 l'un par rapport à l'autre. Le premier clapet 2 est ainsi représenté en vue en plan et il a été dessiné en vue arrachée dans la zone du premier tourillon d'appui 3. Le second clapet 18 est par contre représenté en coupe. Les deux passages de gaz d'échappement 16, 17 sont ainsi alternativement fermés ou ouverts par les clapets 2, 18. Les clapets 2, 18 portent chacun sur des côtés mutuellement opposés de petites saillies 15 dans lesquelles sont usinés des évidements 5 en forme de six- pans. Entre les passages de gaz d'échappement 16, 17, il est prévu, coaxialement par rapport à l'axe de pivotement commun des clapets 2, 18, un canal transversal cylindrique 19 dans lequel est monté de façon tournante un entraîneur 20. A l'extrémité associée au premier clapet 2, l'entraîneur 20 comporte un évidement 21 en forme de six-pans, dans lequel peuvent être engagés un ressort 22 et un autre tourillon d'appui 24 pour créer une liaison d'entraînement avec le premier clapet 2. A cet effet, le tourillon 24 doit comporter aux deux extrémités une partie profilée en forme de six-pans. Sur le côté dirigé vers le second clapet 18, il est prévu sur l'entraîneur 20 une partie profilée correspondante 23 en forme de six-pans, qui sert de tourillon d'appui pour le second clapet 18. Le montage du second clapet 18 est réalisé d'une manière analogue au premier exemple de réalisation. Lors du montage des clapets pour gaz d'échappement, on opère de la façon suivante: initialement, le ressort 13, l'élément de forme sphérique 14 et le tourillon d'appui 4 sont engagés dans le trou aveugle 8. Ensuite, pour le montage du second clapet 18, le tourillon 4 est engagé dans le trou aveugle 8 et l'évidement 5 du clapet 18 est amené en coincidence avec la partie profilée du tourillon 4. Sous l'effet de la force du ressort 14, le tourillon 4 est ensuite engagé dans l'évidement 5. Dans l'étape suivante, l'entraîneur 20 peut être introduit à partir du premier passage de gaz d'échappement 16 dans le canal transversal 19 suffisamment pour que la partie profilée 22 de l'entraîneur 20 s'engage dans l'évidement 5 du second clapet 18. Ensuite, le ressort 22 et un autre tourillon d'appui 24 sont engagés dans l'évidement 21 prévu dans l'entraîneur 20. Pour le montage du premier clapet 2, on opère alors, d'une manière analogue au second clapet 18, en engageant initialement le tourillon 24 dans l'évidement 21, ensuite le clapet 2 est installé et enfin le clapet 2 est maintenu en place par engagement du premier tourillon 3, par l'intermédiaire du manchon d'appui 7, dans l'évidement 5 du clapet 2. Le premier tourillon 3 est ensuite fixé, après la mise en place du ressort annulaire 11, en installant le manchon d'appui 12 dans la gaine 6. Au moyen du canal transversal 19, on est assuré qu'entre les deux passages de gaz d'échappement 16, 17, il ne puisse pas s'échapper de gaz d'échappement dans l'environnement. Cela signifie que, indépendamment du nombre de passages de gaz d'échappement, le dispositif à clapet(s) conforme à l'invention comporte toujours une seule liaison avec l'environnement. Pour réaliser aussi étanche que possible cette ouverture et également les liaisons existant entre les différents passages de gaz d'échappement, il est proposé de réaliser l'ensemble du dispositif à clapetl)pourgaz d'échappement, ou bien également seulement des parties de celui-ci, en un matériau céramique. Du fait que des matériaux céramique ont un faible coefficient de dilatation thermique, il est possible de garantir, également en cas de fortes variations de la température, comme celles se produisant dans des conduits de gaz d'échappement 1 de moteurs à combustion interne, un bon maintien de l'entraîneur 20 dans le canal transversal 21, des tourillons d'appui 3, 4 dans les manchons 7, 8 et également du collet annulaire 9 contre le biseau 10. Le matériau céramique a en outre l'avantage que les parties profilées et les évidements prévus dans les clapets 2, 18 et dans l'entraîneur 20 peuvent être réalisés très simplement. A cet égard, les formes appropriées sont déjà créées par moulage sur les ébauches de sorte que les pièces finales n'ont plus à subir un usinage par enlèvement de copeaux. REVENDICATIONS 1. Dispositif à clapet pour gaz d'échappement installé dans le conduit d'échappement d'un moteur à combustion interne, ce clapet étant maintenu sur deux côtés mutuellement opposés respectivement par emboîtement avec conjugaison de formes dans deux tourillons qui sont montés chacun de façon tournante dans un manchon d'appui, le premier tourillon étant relié à un dispositif d'actionnement et au moins le second tourillon étant soumis à précontrainte contre le clapet par un ressort s'appuyant contre la gaine et agissant dans la direction de l'axe de pivotement du clapet, caractérisé en ce que le manchon d'appui (8) associé au second tourillon (4) est disposé dans un trou aveugle et en ce qu'également le premier tourillon (3) est soumis à précontrainte contre le clapet (2) par un ressort (11) s'appuyant contre la gaine (6) et agissant dans la direction del'axedepivotement du clapet, les deux tourillons (3, 4) étant montés de façon mobile dans leurs manchons d'appui (7, 8) de telle sorte que, pour le montage du clapet (2), les deux tourillons (3, 4) puissent être engagés complètement dans le manchon d'appui correspondant (7, 8) en opposition à la force du ressort associé (11). 2. Dispositif à clapets selon la revendication 1, utilisable dans un conduit de gaz d'échappement (1) à plusieurs passages, o il est prévu dans chaque passage de gaz d'échappement (16, 17) un clapet (2, 18), caractérisé en ce que des passages de gaz d'échappement adjacents (16,17) comportent une paroi séparatrice commune dans laquelle il est prévu un trou traversant (19) o est disposé un tourillon de palier commun pour les clapets (2, 18) disposés coaxialement, agencé comme un entraîneur tournant (20) et comportant, sur le côté dirigé vers le second clapet (19) une partie profilée (23) qui peut être engagée, en vue de créer une liaison d'entraînement par conjugaison de formes, dans un évidement (5) formé dans le second clapet (18) tandis qu'il comporte, sur le côté dirigé vers le premier clapet (2), un évidement (21) dans lequel peut être engagé, en opposition à la force d'un ressort (22), un tourillon de palier (24) du premier clapet (2) en vue de sa fixation par conjugaison de formes. 3. Dispositif à clapets pour conduit d'échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les clapets pour gaz d'échappement (2, 18), les tourillons de paliers (3, 4, 20, 24) et/ou la gaine (6) sont fabriqués en un matériau céramique. 4. Dispositif à clapets pour conduit d'échappement selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la liaison par emboîtement avec conjugaison de formes se compose d'un évidement (5) profilé en six-pans et usiné intérieurement dans le clapet pour gaz d'échappement (2, 18), et d'une partie profilée en six-pans et formée extérieurement sur le tourillon associé (3, 4, 20, 24), au moins dans la zone extrême dirigée vers le clapet (2, 18).