Brevet FR2757604A1 — publié le 19980626

L'invention concerne un dispositif pour raccorder deux éléments de conduites en forme de tubes, notamment des éléments de conduites de l'installation des gaz d'échappe- ment d'un véhicule automobile, qui comportent des tronçons d'extrémité ou des éléments de raccordement, dans lequel le tronçon d'extrémité du premier élément de conduite entoure le tronçon d'extrémité de l'autre élément de conduite en en étant séparé par une distance radiale de telle sorte qu'un dispositif à ressort est comprimé dans la direction axiale entre les deux tronçons d'extrémité, et comportant un dispositif d'étanchéité situé entre les tronçons d'extré- -mité. Des raccords pour conduites de ce type sont uti- lisés notamment pour découpler une installation des gaz d'échappement d'un moteur de véhicule automobile vis-à-vis des vibrations produites par le moteur. D'après le brevet français N 2 360 028 on connaît un dispositif du type men- tionné plus haut, dans lequel entre les deux éléments de raccordement est serré un ressort hélicoïdal, qui repousse l'un de l'autre les deux éléments de conduites dans la direction axiale. Le raccord pour conduites connu présente cependant un inconvénient consistant en ce qu'il réalise un découplage seulement insuffisant vis-à-vis des vibrations du moteur. D'autres types de raccords sont par exemple des raccords à brides vissés ou des connecteurs, dans lesquels les tubes ou tuyaux d'échappement sont enfichés l'un dans l'autre et sont alors reliés par un collier. Pour réaliser le découplage vis-à-vis des vibrations, il faut alors uti- liser des éléments de découplage particuliers, qui doivent en outre être soudés dans l'installation ou être fixés à cette dernière d'une autre manière. Le document allemand DE 44 44 550 Ai décrit un dispositif pour raccorder deux éléments de conduites tubu- laires, dans lequel les éléments de raccordement sont main- tenus assemblés par des moyens en forme de ressorts avec une force de précontrainte. Les moyens formant ressorts possèdent une rondelle élastique prenant appui contre un élément de raccordement et une autre rondelle élastique coopérant avec l'autre élément de raccordement respectif, les deux rondelles élastiques étant précontraintes l'une vers l'autre par des pinces. Cette forme de réalisation possède cependant un agencement relativement compliqué et requiert en outre un espace de montage supplémentaire rela- tivement important. C'est pourquoi l'invention a pour but de créer un -dispositif du type mentionné plus haut, au moyen duquel on peut obtenir de façon simple et bon marché un découplage vis-à-vis de vibrations, ce dispositif pouvant être compact et devant nécessiter un espace de montage aussi faible que possible. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un dispositif du type indiqué plus haut, grâce au fait que le tronçon d'extrémité d'un tube est pourvu d'au moins deux fentes, dans lesquelles est inséré le dis- positif à ressort, les parties du dispositif à ressort, qui sont introduites dans les au moins deux fentes, possédant respectivement au moins deux branches de ressort qui pren- nent appui chacune sur une partie d'un tronçon d'extrémité. Le raccord pour canalisations selon l'invention présente, par rapport à des solutions connues, l'avantage consistant en ce qu'il peut être fabriqué d'une manière plus simple et par conséquent meilleur marché. En outre, il est très compact et requiert un espace de montage plus faible. Simultanément il est également plus simple à monter car conformément à l'invention le dispositif à ressort est introduit simplement à partir de l'extérieur dans les fentes. Il exerce son action dans l'espace intermédiaire présent entre les deux éléments de raccordement. Cela signifie que seule une très faible place est requise sur le côté extérieur. Sous l'effet de la précontrainte, obtenue au moyen du ressort, des deux éléments de conduite, les deux tubes sont assurément découplés vis-à-vis de retrans- mission de vibrations, mais de faibles déplacements rela- tifs réciproques sont cependant possibles. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux branches du ressort comportent chacune au moins deux éléments, qui sont disposés l'un derrière l'autre dans la direction axiale, chaque élément de branche de ressort prenant appui contre une butée d'un tronçon d'extrémité. Selon une autre caractéristique de l'invention, -le dispositif à ressort possède au moins approximativement une forme en U, dont les branches pénètrent, en tant que branches du ressort, dans les fentes réciproquement oppo- sées, un élément de branche du ressort prenant appui res- pectivement contre une paroi de la fente, tandis que l'autre élément de branche du ressort prend appui contre un collet du tronçon d'extrémité intérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le collet est emmanché ou est constitué par un bourrelet conformé. Selon une autre caractéristique de l'invention, une bague d'étanchéité est disposée en tant que dispositif d'étanchéité sur la face du collet, éloignée du dispositif à ressort. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague d'étanchéité possède une surface d'étanchéité de forme sphérique tournée vers l'autre tronçon d'extrémité, et qu'un dispositif en forme de ressort Belleville est serré entre le collet et la bague d'étanchéité. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour l'alignement radial du dispositif à ressort, au moins l'une des deux branches du ressort s'applique par au moins l'une de ses parties dans un évidement axial situé dans l'un des tronçons d'extrémité. Selon une autre caractéristique de l'invention, un évidement axial est formé par un renfoncement dans le collet. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'autre évidement axial est formé par une encoche ou une découpe oblique partielle formée dans une paroi de la fente. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif à ressort comporte, dans sa partie supé- rieure, une languette qui s'étend dans la direction longi- tudinale des éléments de conduites. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif à ressort comporte, dans sa partie supé- rieure, au moins une ouverture. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux branches du ressort prennent appui l'une contre l'autre au niveau de leurs extrémités libres éloignées de la partie en U. Selon une autre caractéristique de l'invention, deux demi-coques cylindriques peuvent être insérées entre les deux tronçons d'extrémité pour le montage du dispositif à ressort. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - la figure 1 est une vue en élévation latérale du dispositif de raccordement selon l'invention; - la figure 2 représente le dispositif à ressort selon une vue en élévation latérale; - la figure 3 représente une vue de face du dis- positif de raccordement, selon une représentation de prin- cipe; - la figure 4 représente une coupe du dispositif de raccordement selon l'invention; - la figure 5 représente une coupe du dispositif de raccordement utilisant un système auxiliaire de montage; - la figure 6 représente une vue en élévation latérale du dispositif de raccordement, dans lequel le dis- positif à ressort est supporté en étant bloqué contre toute rotation; les figures 7 et 8 montrent des vues en coupe à plus grande échelle de la zone d'étanchéité du dispositif de raccordement; et - la figure 9 représente une vue en élévation latérale du dispositif de raccordement, dans lequel les -deux branches de ressort prennent appui l'une contre l'autre. Le dispositif, qui va être décrit ci-après, sert non seulement à raccorder deux tubes, par exemple des tuyaux d'échappement d'un véhicule automobile, mais égale- ment à raccorder un tuyau d'échappement à une tubulure de raccordement d'un turbocompresseur à gaz d'échappement, en tant qu'élément de conduite. Le dispositif comporte un premier tube 1 compor- tant un tronçon d'extrémité la et un collet 2. Le collet 2 est situé sur le tronçon d'extrémité la du tube 1 et repré- sente un élément de raccordement. Un tube 3 comportant un tronçon d'extrémité 3a doit établir avec le tube 1 un rac- cordement de conduites, le tronçon d'extrémité 3a du tube 3 étant agencé avec une forme sphérique. L'élément de raccordement ou le tronçon d'extrémité 3a du tube 3 est pourvu de deux fentes récipro- quement opposées 4 situées dans sa paroi périphérique. Un dispositif à ressort 5 est inséré dans les deux fentes 4. Le dispositif à ressort 5 est agencé essentiellement en forme de U, comprenant une partie de base 6 et des branches 7 du ressort, qui se raccordent perpendiculairement à cette partie de base (voir figure 3). Comme cela est visible par exemple sur les figures 1 et 2, chaque branche 7 du ressort est formée de deux éléments 7a et 7b, qui agissent en prin- cipe à la manière de ressorts à lame. Les éléments 7b des branches du ressort, qui sont disposés des deux côtés, prennent appui sur le collet 2 du tube 1, tandis que les deux éléments 7a des branches du ressort prennent appui sur la paroi de la fente 4, qui est tournée vers le tube 1. Afin que le raccordement soit étanche aux gaz, il faut prévoir un dispositif d'étanchéité entre les deux tubes 1 et 3. Le dispositif d'étanchéité peut être agencé par exemple sous la forme d'une bague d'étanchéité 8, qui est insérée entre le collet 2 et la partie de forme sphé- -rique du tronçon d'extrémité 3a. Naturellement, pour obte- nir une étanchéité requise, le tronçon d'extrémité la du tube 1 peut être également agencé avec une forme qui cor- respond à la forme sphérique du tronçon d'extrémité3a. Par conséquent, comme cela est visible, les éléments 7b de la branche du ressort s'appliquent sur une face du collet 2 et la bague d'étanchéité 8 s'applique sur l'autre face de ce collet. Sur la figure 2, on a représenté par une ligne formée de tirets la position de l'élément 7a de la branche du ressort, dans l'état initial. Comme cela est visible, on obtient par conséquent une course ou un débattement élas- tique 9 du ressort par rapport à l'état monté. L'intensité de la force de précontrainte du raccordement dépend de la course élastique 9 du dispositif à ressort 5 entre l'état initial et l'état monté. Les tolérances de fabrication des différentes parties peuvent être également compensées au moyen de la course élastique 9. Pour que le dispositif à ressort 5 s'applique parfaitement dans la fente 4 et que par conséquent un déplacement de rotation important pour l'action de décou- plage réciproque des deux tubes 1 et 3 soit également pos- sible, il faut que le dispositif à ressort 5 ait une forme cylindrique dans la zone des éléments 7a et 7b des branches du ressort. En raison de l'agencement du tronçon d'extrémité 3a avec une forme sphérique, les mouvements de rotation peuvent être exécutés autour du centre 10 de la sphère. Simultanément, l'axe médian longitudinal 11 du dis- positif à ressort 5 peut également passer par le centre 10 de la sphère. Les deux éléments 7a et 7b des branches du ressort prennent appui dans la zone d'écartement maximum réciproque de ces éléments respectivement contre la paroi de la fente 4 et contre le collet 2. L'agencement décrit précédemment garantit que, dans le cas de déplacements du tube 3 autour du centre 10 de la sphère, le dispositif à -ressort 5 peut suivre activement ces déplacements. En d'autres termes cela signifie que l'axe de rotation du dis- positif à ressort 5 doit être confondu avec l'axe de rota- tion du tronçon d'extrémité 3a, à savoir l'axe de rotation qui passe par le centre 10 de la sphère en étant perpendi- culaire au plan du dessin. La forme de réalisation de la figure 4 correspond essentiellement au raccord pour tubes de la figure 1. La seule différence réside dans le fait qu'à la place du col- let 2 situé sur le tube 1, le tube lui-même possède un rebord 12 formé par un repli. Sur la figure 5, on a représenté un système auxi- liaire de montage. Afin que les deux tubes 1 et 3 ne soient pas coudés lors de leur montage dans le véhicule, on intro- duit à cet effet deux demi-coques cylindriques 13, réali- sées de préférence en matière plastique, entre le tube 1 et les sections d'extrémité 3a du tube 3. A l'aide des demi- coques 13 insérées lors du montage, on peut monter plus facilement et d'une manière plus précise le dispositif de raccordement. Après le montage, on retire les deux demi- coques 13 en les saisissant au niveau de pattes 14 et on peut les réutiliser. Grâce à ce système auxiliaire de mon- tage simple, on peut se passer d'autres éléments de support ou éléments auxiliaires. Si on veut obtenir un blocage en rotation du dis- positif à ressort 5 dans la position radiale, il faut veil- ler à ce que le dispositif à ressort 5 soit bloqué en posi- tion. Ceci est représenté sur la figure 6. Comme cela est visible, le collet 2 ou le rebord 12 comporte, dans la direction axiale, dans la zone de l'axe longitudinal du tube 1 ou 3, un évidement axial 15. Il en va de même pour la paroi de la fente 4, contre laquelle s'applique l'élé- ment 7a de la branche du ressort. Ici, la paroi de la fente comporte également, au voisinage de l'axe médian longitudi- nal des deux tubes 1 et 3, un évidement 16 ou possède un -renfoncement ou a une position oblique par rapport à une section verticale. De cette manière les deux éléments 7a et 7b de la branche du ressort sont situés dans les évidements 15 et 16 et ce respectivement dans la zone dans laquelle ils sont séparés par la distance maximale. Cette disposi- tion fournit un alignement radial précis. Le dispositif à ressort représenté 5 est réalisé en un acier pour ressorts à une seule couche. Lorsqu'on réalise le dispositif à ressort 5 avec un acier pour res- sort à couches multiples, on a la possibilité de mieux modifier les caractéristiques du dispositif à ressort 5 et par conséquent de produire également des forces de précon- trainte différentes. En outre, on peut également former le dispositif à ressort 5 avec un élément bimétallique. De cette manière, les caractéristiques du raccord de tubes, chargé par un ressort, dépendent de la température et on peut optimiser le découplage vis-à-vis des vibrations dans plusieurs zones. Pour obtenir un montage plus facile, le disposi- tif à ressort 5 peut également comporter, au niveau de sa partie de base 6, des pattes qui s'étendent perpendiculai- rement à partir de la partie de base 6, ou une languette 17. On peut appliquer à la languette 17 la force de montage nécessaire pour l'insertion du dispositif à ressort 5. Pour faciliter un démontage éventuellement nécessaire, on peut équiper le dispositif 5, dans la zone de la partie de base 6, d'une ou de plusieurs ouvertures ou d'évidements 18 ou 19. Comme cela est visible sur la figure 3, l'évidement 18 est situé dans la partie centrale du dispositif à ressort 5. Si on introduit un tournevis dans l'évidement 18, on peut de cette manière retirer, par effet de levier, le dis- positif à ressort 5 hors des fentes 4. A la place d'un évi- dement central 18, on peut également prévoir deux évide- ments latéraux 19. Dans les deux évidements latéraux 19, on peut accrocher un outil en forme de crochet, ce qui permet -de retirer également le dispositif à ressort 5 des fentes 4. Naturellement, on peut également imaginer une forme de réalisation du dispositif à ressort 5, qui comporte aussi bien l'évidement central 18 que les évidements latéraux 19. S'il faut prévoir de compenser également des déplacements axiaux des deux tubes 1 et 3, on peut prévoir à cet effet un dispositif en forme de ressort Belleville ou un ressort Belleville 20. Cet agencement est représenté sur les figures 7 et 8. Comme cela est visible, le ressort Belleville 20 est disposé entre la bague d'étanchéité 8 et le collet 2 ou le rebord 12 du tube 1. Sur la figure 7, on a représenté la position nor- male du ressort Belleville, la référence "21" désignant le débattement axial du ressort Belleville 20 lors de l'apparition de forces de compression. Dans la position normale, le ressort Belleville 20 est légèrement précon- traint. Au moyen du ressort Belleville 20, la bague d'étanchéité 8 peut se déplacer, en fonction de la charge (contrainte de traction ou de compression) en direction du collet 2 du tube 1 ou s'en écarter (figure 8). La position du ressort Belleville varie également. Ceci est visible lorsque l'on compare les figures 7 et 8. La référence "22" sur la figure 8 représente le débattement axial du ressort Belleville 20 lors de l'apparition de forces de traction. Mais dans tous les cas l'étanchéité de la liaison est garantie étant donné que le ressort Belleville 20 éta- blit un contact linéaire avec la bague d'étanchéité 8 et également avec le collet 2 du tube 1. De cette manière, les gaz d'échappement sortant de l'espace, qui est formé au- dessous du ressort Belleville 20, ne peuvent pas s'évacuer. La quantité de gaz d'échappement, qui parvient dans cet espace, est en outre également très faible étant donné que seule une très petite fente, conditionnée par la fabrica- tion, est présente entre la bague d'étanchéité 8 et le tube 1. Pour une meilleure représentation, le raccord pour tubes est représenté à plus grande échelle et sans le dispositif à ressort 5 sur les figures 7 et 8. En outre, les débattements axiaux possibles de la bague d'étanchéité 8 sont représentés en étant surdimensionnés, car les dépla- cements effectifs sont seulement de l'ordre d'environ 1 à 2 mm. La figure 9 représente un agencement du disposi- tif de raccordement, dans lequel les deux branches 7a et 7b du ressort du dispositif à ressort 5 prennent appui l'une contre l'autre, par leurs extrémités supérieures ou sur le côté situé à l'opposé de la branche en U. Le point d'appui est désigné par le chiffre de référence "23". Cet agence- ment présente l'avantage consistant en ce que les deux moi- tiés supérieure des branches 7a et 7b du ressort coopèrent pour produire une force élastique désirée. De cette manière, sans modifier la géométrie, on peut doubler la force élastique pouvant être obtenue. Les deux branches du ressort peuvent être reliées entre elles, au niveau du point d'appui 23, soit rigide- ment, par exemple par soudage, rivetage, agrafage, vissage, serrage et analogues, ou également glisser librement l'une sur l'autre. Lorsque les deux branches du ressort glissent librement l'une sur l'autre, ceci pourrait conduire à des bruits de claquement ou de grincement. Pour éviter ceci, on peut déposer une couche de glissement non métallique sur l'une des deux branches 7a ou 7b du ressort. De même, on peut également insérer une couche intermédiaire favorisant5 le glissement de façon correspondante, entre les deux branches du ressort au niveau du point d'appui 23. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour raccorder deux éléments de conduites en forme de tubes, notamment des éléments de conduites de l'installation des gaz d'échappement d'un véhicule automobile, qui comportent des tronçons d'extré- mité ou des éléments de raccordement, dans lequel le tron- çon d'extrémité du premier élément de conduite entoure le tronçon d'extrémité de l'autre élément de conduite en en étant séparé par une distance radiale de telle sorte qu'un dispositif à ressort est comprimé dans la direction axiale entre les deux tronçons d'extrémité, et comportant un dis- -positif d'étanchéité situé entre les tronçons d'extrémité, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité (3a) d'un tube (3) est pourvu d'au moins deux fentes (4), dans lesquelles est inséré le dispositif à ressort (5), les parties du dis- positif à ressort (5), qui sont introduites dans les au moins deux fentes (4), possédant respectivement au moins deux branches (7) de ressort qui prennent appui chacune sur une partie d'un tronçon d'extrémité. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les deux branches (7) du ressort comportent chacune au moins deux éléments (7a,7b), qui sont disposés l'un derrière l'autre dans la direction axiale, chaque élé- ment (7a,7b) de branche de ressort prenant appui contre une butée d'un tronçon d'extrémité (la,3a). 3. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le dispositif à ressort (5) possède au moins approximativement une forme en U, dont les branches pénè- trent, en tant que branches (7) du ressort, dans les fentes (4) réciproquement opposées, un élément (7a) de branche du ressort prenant appui respectivement contre une paroi de la fente (4), tandis que l'autre élément (7b) de branche du ressort prend appui contre un collet (2) du tronçon d'extrémité intérieur (la). 4. Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le collet (2) est emmanché ou est constitué par un bourrelet (12) conformé. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'une bague d'étanchéité (8) est dispo- sée en tant que dispositif d'étanchéité sur la face du col- let (2), éloignée du dispositif à ressort (5). 6. Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la bague d'étanchéité (8) possède une sur- face d'étanchéité de forme sphérique tournée vers l'autre tronçon d'extrémité (3a), et qu'un dispositif (20) en forme de ressort Belleville est serré entre le collet (2) et la -bague d'étanchéité (8). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que pour l'alignement radial du dispositif à ressort (5), au moins l'une des deux branches (7) du ressort s'applique par au moins l'une de ses parties dans un évidement axial (15,16) situé dans l'un des tronçons d'extrémité (la,3a). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 3 ou 4 et 7, caractérisé en ce qu'un évidement axial (15) est formé par un renfoncement dans le collet (2). 9. Dispositif selon les revendications 3 et 7 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que l'autre évidement axial (16) est formé par une encoche ou une découpe oblique partielle formée dans une paroi de la fente (4). 10. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 3 à 9, caractérisé en ce que le dispositif à res- sort (5) comporte, dans sa partie supérieure, une languette (17) qui s'étend dans la direction longitudinale des élé- ments de conduites. 11. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 10, caractérisé en ce que le dispositif à ressort (5) comporte, dans sa partie supérieure, au moins une ouverture (18,19). 12. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les deux branches (7a,7b) du ressort pren- nent appui l'une contre l'autre au niveau de leurs extrémi- tés libres éloignées de la partie en U. 13. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 12, caractérisé en ce que deux demi-coques cylindriques (13) peuvent être insérées entre les deux tronçons d'extrémité (la,3a) pour le montage du dispositif à ressort (5).