Brevet FR2741418A1 — publié le 19970523

La présente invention est relative & un dispositif qui permet de relier de manière souple deux conduits rigides qui, en fonctionnement, sont susceptibles d'avoir des mouvements relatifs. Elle s'applique en particulier, mais non exclusivement, à de tels conduits rigides qui sont utilisés dans l'industrie automobile et, plus spécialement encore, dans cette application, aux sous-ensembles qui sont dénoncés lignes d'échappement et qui permettent l'évacuation dans l'atmosphère des gaz brûlés provenant de la combustion dans le moteur. Dans cette application particulière, ces dispositifs de liaison souple sont dénommés découpleurs de ligne ou découpleurs d'échappement. On a déjà proposé plusieurs dispositifs de ce genre, mais ils ne donnent pas entière satisfaction, notamment pour des raisons de prix de revient, de fiabilit*, de complexité, de résistance et/ou d'efficacité. L'invention a pour but de fournir un dispositif de liaison souple du genre en question qui remédie aux inconvénients ci-dessus. A cet effet, le dispositif selon l'invention, pour relier de manière souple deux conduits rigides, comportant, d'une part, un élément de conduit souple assujetti de manière étanche à ses extrémités aux extrémités espacées et en regard desdits deux conduits rigides et, d'autre part, des éléments d'amortissement des mouvements relatifs desdites extrémités des conduits rigides, est caractérisé en ce que les éléments d'amortissement comportent au moins une pluralité de fils rectilignes qui sont à l'extérieur dudit élément de conduit souple et qui relient deux supports en regard solidaires respectivement desdits deux conduits rigides. Ainsi, dans le dispositif selon l'invention, les éléments d'amortissement comportent des fils rectilignes, par exemple métalliques et d'un diamètre de 0,3 à 0,5 mm, qui sont chacun tendus entre les deux supports solidaires respectivement des deux conduits rigides. Suivant un premier mode de réalisation de l'invention, il existe une seule pluralité de fils qui relient directement les deux supports solidaires respectivement des deux conduits rigides. Dans ce cas, les fils interdisent tout mouvement relatif des deux conduits rigides dans la direction radiale ou en torsion, les seuls mouvements relatifs autorisés pour ces deux conduits étant de légers mouvements axiaux et une inclinaison de quelques degrés des axes des deux conduits. Suivant un second mode de réalisation de l'invention, il existe deux pluralités de fils, les fils d'une pluralité de fils reliant l'un des supports solidaires des deux conduits rigides à un support intermédiaire rigide flottant qui entoure l'élément de conduit souple. Dans ce cas, outre les légers mouvements relatifs ci-dessus dans la direction axiale et en inclinaison, le dispositif selon l'invention permet un léger déplacement radial relatif des deux conduits rigides du fait que, lorsque l'un des conduits rigides est soumis à une sollicitation radiale, le support intermédiaire flottant peut prendre une position légèrement inclinée de quelques degrés par rapport à chacun des deux supports solidaires des deux conduits rigides. Suivant un premier mode de montage, les extrémités de chaque fil sont fixées auxdits supports, et par conséquent mobilisées sur ceux-ci. Suivant un second mode de montage, les extrémités d'une partie au moins des fils sont reçues à coulissement par lesdits supports de sorte que, lors des mouvements relatifs des extrémités des deux conduits rigides, les extrémités d'une partie au moins des fils soient susceptibles d'un léger déplacement par rapport aux supports. Dans ce cas, suivant une caractéristique intéressante de l'invention, il est possible de prévoir sur les extrémités des fils au moins une excroissance formant butée de limitation du coulissement et/ou butée de sécurité en cas de rupture du fil correspondant de l'autre côté du point de montage sur le support correspondant par rapport & cette excroissance. Avantageusement, en projection dans un plan radial, les points de montage des extrémités des fils sur les supports sont régulièrement répartis sur un cercle, et les fils ont une même longueur utile, c'est-à-dire que les cordes géométriques constituées par la projection des fils dans ce plan soutendent des arcs de cercle de même valeur. Suivant un agencement particulier des fils, les points de montage des extrémités des fils sur les supports ne reçoivent chacun que l'extrémité d'un seul fil ; suivant un autre agencement des fils, une partie au moins des points de montage des extrémités des fils reçoivent chacun les extrémités d'au moins deux fils. Suivant une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les fils de chaque pluralité de fils sont agencés pour que, en projection dans le plan radial cidessus, ils constituent deux familles d'inclinaisons de signes contraires. On comprendra bien l'invention à la lecture du complément de description qui va suivre et en référence aux dessins annexés qui font partie de la description et dans lesquels Fig. 1 est une coupe schématique axiale d'un dispositif établi selon un premier mode de réalisation de l'invention ; Fig. 2 est une coupe transversale suivant le plan II-II de la Fig. 1; et Fig. 3 est une vue analogue à la Fig. 1 et représente un dispositif établi selon un second mode de réalisation de l'invention. On a représenté sur les dessins un dispositif de liaison souple qui permet de relier, par exemple dans l'application préférée à une ligne d'échappement pour un véhicule automobile, deux conduits rigides 1, 2 dont les extrémités 1' et 2' sont espacées et en regard et qui, en fonctionnement, sont soumis à des forces les sollicitant suivant des mouvements relatifs, par exemple des mouvements axiaux, des mouvements radiaux, des mouvements en torsion, et des mouvements angulaires de leurs axes. Les conduits 1, 2 sont normalement coaxiaux, au repos, au moins à leurs extrémités, et ils présentent en général le même diamètre, mais cela n'est pas une exigence pour l'application du dispositif selon l'invention. Les extrémités 1', 2' des deux conduits sont reliées de manière étanche par un élément de conduit souple 3 assujetti à ses extrémités aux deux conduits. Cet élément de conduit souple 3 est par exemple constitué par un soufflet, notamment métallique à paroi mince, dont les extrémités cylindriques reçoivent intérieurement les extrémités 1', 2' des deux conduits. De manière connue, des éléments de fixation peuvent immobiliser les extrémités associées de l'élément de conduit souple 3 et des deux conduits rigides 1, 2. Au voisinage de son extrémité 1', 2', chaque conduit rigide 1, 2 est solidaire d'un support associé 4, 5. Dans les exemples représentés, les supports 4, 5 ont chacun une forme générale en cloche. Chaque support 4, 5 est solidarisé de son conduit associé 1, 2 par tout moyen approprié, par exemple par voie mécanique ou par soudage. Chaque support 4, 5 fait saillie axialement au-del & de l'extrémité 1', 2' du conduit 1, 2 associé, de manière néanmoins qu'il subsiste entre les deux supports un espace axial suffisant pour permettre l'installation des éléments d'amortissement selon l'invention. Ces éléments d'amortissement sont constitués par au moins une pluralité de fils rectilignes, désignés d'une manière générale par la référence numérique 6, qui sont situés à l'extérieur de l'élément de conduit souple 3 et qui relient les supports 4 et 5. Comme indiqué précédemment, les fils 6 sont par exemple métalliques, notamment en acier, et peuvent présenter un diamètre de 0,3 à 0,5 mm. Les fils 6 du dispositif selon l'invention sont destinés à interdire tout mouvement relatif de torsion, c'est-à-dire tout mouvement relatif de rotation des conduits 1 et 2 autour de leur axe respectif A, B, ce mouvement relatif étant très dommageable pour le conduit souple 3, tout en permettant néanmoins un faible déplacement axial relatif des deux conduits et une faible inclinaison, de quelques degrés, des axes A et B, ces deux derniers types de mouvements étant facilement acceptés par l'élément de conduit souple 3 qui se comprime et/ou s'allonge globalement et/ou localement. Suivant le premier mode de réalisation représenté sur les Figs. 1 et 2, le dispositif selon l'invention est destiné, au surplus, à interdire tout mouvement relatif radial ou transversal des conduits 1 et 2, c'est-à-dire perpendiculairement à leurs axes A et B. Pour cela, il existe une seule pluralité de fils 6 qui sont tendus directement entre les deux supports 4 et 5. Suivant le second mode de réalisation de l'invention représenté sur la Fig. 3, le dispositif comporte deux pluralités de fils 6, les fils de chaque pluralité de fils reliant l'un des supports 4 et 5 à un support intermédiaire rigide flottant 9 qui est disposé autour de l'élément de conduit souple 3 en formant une sorte d'anneau. Comme cela sera expliqué plus en détail ci-après, le dispositif de la Fig. 3 permet un léger débattement radial ou transversal des deux conduits 1 et 2. Suivant un premier mode de montage, les deux extrémités de chaque fil 6 sont fixées aux supports 4, 5, et 9, et ce par tout moyen approprié, par exemple par immobilisation mécanique. Suivant une variante, non représentée, au moins une extrémité d'une partie au moins des fils 6 est reçue à coulissement par le support correspondant 4, 5 ou 9 de sorte que, en fonctionnement, cette extrémité est susceptible de coulisser de manière limitée par rapport au support 4, 5 ou 9 qui la porte. Dans ce dernier cas, également de manière non représentée, on pourra avantageusement prévoir, au niveau de cette extrémité de fil, au moins une excroissance, également dénommée arrêt de gaine, qui forme une butée de limitation de ce coulissement et/ou butée de sécurité dans le cas où le fil se romprait de l'autre côté du point de montage par rapport à 1 'excroissance. Sur les figures, on a schématiquement indiqué en 7 et 8 les points de montage des fils 6 respectivement sur le support 4 et le support 5, et en 10 sur la Fig. 3 les points de montage des fils sur le support intermédiaire 9. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, les points 7,8 et 10 de montage des extrémités des fils 6 sur le support correspondant 4,5 et 9 sont régulièrement répartis sur un cercle qui est centré sur l'axe correspondant A, B ou D de ce support. De préférence, les trois cercles portant les points de montage 7, 8 et 10 ont le même diamètre. Comme montré sur la Fig. 2, relativement au premier mode de réalisation de l'invention, les points 7 et 8 de montage des extrémités des fils respectivement sur les supports 4 et 5 sont situés, en projection dans un plan radial, sur un même cercle C, pour la position coaxiale de repos des deux conduits rigides 1 et 2, et ils sont régulièrement répartis sur ce cercle. Il en va de même pour le mode de réalisation de la Fig. 3, pour la position coaxiale des trois supports 4,5 et 9. Avantageusement, les fils 6 ont une longueur utile, c'est-à-dire entre deux points de montage, qui est la même pour tous les fils, c'est- -dire que, en projection dans un plan radial, les cordes géométriques constituées par la projection des fils dans ce plan soutendent des arcs de cercle de même valeur. Dans les exemples considérés, compte tenu du diamètre des trois cercles et du diamètre extérieur du soufflet 3, les cordes géométriques ci-dessus soutendent chacune un arc de cercle de 900. Dans ce même exemple, on a prévu douze points de montage 7 sur le support 4, douze points de montage 8 sur le support 5, et deux séries de douze points de montage 10 sur le support 9. Sur la Fig. 2, on a singularisé ou identifié un point de montage 8 à la partie supérieure de cette figure, un point de montage 7 dans la partie gauche de cette même figure et un point de montage 7' à la partie droite. Du fait que, dans l'exemple considéré, les points de montage 7, 8 sont axialement alignés par paires, on a adjoint à chacun de ces trois points, entre parenthèses, l'indication du point de montage correspondant à l'autre support. On voit que du point 8 partent deux cordes 6A, 6A' qui correspondent, dans la pratique, à deux fils partant de ce point 8 du support 5 et aboutissant respectivement aux points 7, 7' du support 4 ; de la sorte, de chaque point de montage 8 des fils sur le support 5 partent deux fils qui présentent des inclinaisons de sens contraires.Il en est de même, de préférence, pour l'ensemble des points 8 et l'ensemble des points 7 de sorte que, dans cet exemple, il existe vingt quatre fils de liaison des deux supports 4, 5. Il en est de même dans le mode de réalisation de la Fig. 3 pour les fils reliant les supports 4 et 9 et pour les fils reliant les supports 9 et 5. Bien entendu, en fonction notamment des applications et des contraintes et des mouvements mis en jeu, d'autres agencements de fils restent possibles. Toutefois, en général, en considérant que les efforts auxquels les fils 6 sont soumis ont une orientation aléatoire, il est préférable que les fils 6, à partir des points de montage sur l'un des supports, constituent, dans chaque pluralité de fils, deux familles ayant des inclinaisons de sens contraires. Suivant une variante, qui n'est incompatible avec l'indication générale donnée ci-dessus, il est possible que chaque point de montage 7, 8 ou 10 ne reçoive que l'extrémité d'un seul fil. On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif selon les deux modes de réalisation décrits cidessus. Au repos, c'est-à-dire lorsque les deux conduits rigides 1 et 2 ne sont pas soumis à des sollicitations extérieures, leurs axes A et B sont alignés, et la tension des fils 6 sollicite les supports 4 et 5, ou 4,5 et 9, à se rapprocher, de sorte que le soufflet 3 se comprime axialement jusqu'à ce qu'un équilibre soit établi. Dans le mode de réalisation des Figs. 1 et 2, lorsque l'un au moins des conduits rigides 1 et 2 est soumis à une contrainte extérieure susceptible de provoquer un déplacement relatif des conduits transversalement, c'est dire radialement, ou encore en torsion, c'est- -dire en rotation autour de l'axe A ou B, certains des fils 6 se tendent, tandis que d'autres se détendent, de sorte que ces deux types de mouvement relatif sont interdits. En revanche, si les sollicitations extérieures ont tendance à rapprocher axialement les deux conduits et/ou à les incliner légèrement l'un par rapport à l'autre, un tel mouvement relatif se produit car les fils 6 n'ont alors pas tendance à s'allonger. Sur la Fig. 1, on a représenté en B' la position de l'axe B dans le cas où les deux conduits 1 et 2 sont sollicités à s'incliner l'un par rapport à l'autre. Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, qui peut s'analyser comme comportant deux dispositifs du type de celui des Figs. 1 et 2 montés en série, les deux mouvements relatifs ci-dessus de rapprochement axial et d'inclinaison des deux conduits sont bien évidemment encore autorisés. Il s'y ajoute la possibilité d'un léger déplacement relatif transversal ou radial des axes A et B des conduits, du fait que le support intermédiaire flottant 9 peut s'incliner légèrement par rapport aux deux conduits dont les axes A et B restent parallèles dans l'exemple de mouvement relatif considéré. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation, non plus qu'au mode d'application préféré, qui ont été décrits ; on pourrait concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre. C'est ainsi par exemple que, dans chaque pluralité de fils, les fils pourraient être situés dans un plan radial au lieu d'être inclinés, ce qui entrainerait une modification de la forme des supports 4,5 et 9. RFVENDICATION8 1. Dispositif de liaison souple de deux conduits rigides (1, 2), comportant, d'une part, un élément de conduit souple (3) assujetti de manière étanche à ses extrémités aux extrémités espacées et en regard (1', 2') desdits deux conduits rigides et, d'autre part, des éléments (6) d'amortissement des mouvements relatifs desdites extrémités des conduits rigides, caractérisé en ce que les éléments d'amortissement (6) comportent au moins une pluralité de fils rectilignes qui sont à l'extérieur dudit élément de conduit souple (3) et qui relient deux supports (4, 5) en regard solidaires respectivement desdits deux conduits rigides. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il existe une seule pluralité de fils (6) qui relient directement les deux supports (4,5) solidaires respectivement des deux conduits rigides. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il existe deux pluralités de fils (6), les fils d'une pluralité de fils reliant l'un des supports (4,5) solidaires des deux conduits rigides à un support intermédiaire rigide flottant (9) qui entoure l'élément de conduit souple (3). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les fils sont métalliques, par exemple d'un diamètre de 0,3 à 0,5 mm. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites extrémités de chaque fil (6) sont fixées auxdits supports (4, 5, 9). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites extrémités d'une partie au moins des fils sont reçues à coulissement par lesdits supports. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites extrémités des fils reçues à coulissement sont munies d'au moins une excroissance formant butée de limitation de coulissement et/ou butée de sécurité en cas de rupture du fil correspondant de l'autre côté du point de montage (7, 8, 10) par rapport à l'excroissance. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 & 7, caractérisé en ce que, en projection dans un plan radial, les points (7, 8, 10) de montage des extrémités des fils sur chaque support (4, 5,9) sont régulièrement répartis sur un cercle , les cercles des points de montage sur les supports ayant de préférence le même diamètre. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les cordes géométriques constituées par la projection des fils (6) dans ce plan soutendent des arcs de cercle de même valeur. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, sur chaque support, les points (7, 8, 10) de montage des extrémités des fils ne reçoivent chacun que l'extrémité d'un seul fil. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, sur chaque support, une partie au moins des points (7, 8,10) de montage des extrémités des fils reçoivent chacun les extrémités d'au moins deux fils. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les fils de chaque pluralité de fils sont agencés pour que, en projection dans un plan radial, ils constituent deux familles d'inclinaisons de sens contraires.