Brevet FR2766549A1 — publié le 19990129

La présente invention concerne un raccord pour la liaison de deux pièces tubulaires du type comportant un col séparant une première ouverture pour le raccordement d'une première pièce et une seconde ouverture pour l'emmanchement d'une seconde pièce dont l'extrémité est cylindrique de révolution. De tels raccords sont utilisés notamment dans des pots d'échappement de véhicules automobiles pour le raccordement de l'enveloppe cylindrique du pot d'échappement à une conduite d'amenée ou d'évacuation des gaz d'échappement. Les raccords sont généralement réalisés par une paroi d'extrémité obturant l'enveloppe du pot d'échappement sur laquelle est piquée une conduite de circulation des gaz. La complexité des formes imposées aux pots d'échappement du fait de leur intégration dans la structure du véhicule automobile, et notamment le décalage angulaire que doivent définir les axes des deux pièces à raccorder augmentent la difficulté de lier ces deux pièces par l'intermédiaire du raccord. Ainsi, il est souvent nécessaire de souder les deux pièces suivant des profils complexes rendant incommode la réalisation d'une soudure fiable. De plus, la réalisation du raccord, notamment par emboutissage est souvent délicate à mettre en oeuvre du fait de la forme complexe de celuici qui est imposée par la position relative des deux pièces à raccorder. L'invention a pour but de fournir un raccord facile à réaliser quelle que soit l'orientation relative des deux pièces à raccorder, et permettant d'assurer une liaison simple des deux pièces sur le raccord. A cet effet, I'invention a pour objet un raccord pour la liaison de deux pièces tubulaires, du type précité, caractérisé en ce que ledit col comporte une calotte sphérique sur laquelle est ménagée ladite seconde ouverture, et en ce que ladite seconde ouverture est délimitée par un canon étiré de révolution venu de matière avec ladite calotte sphérique I'axe du canon passant par le centre de la calotte sphérique. Suivant des modes particuliers de réalisation, le raccord peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - ledit col est complètement délimité par ladite calotte sphérique et est prolongé autour de la première ouverture par un tronçon cylindrique de raccordement de la première pièce; - le col comporte un tronçon tronconique prolongé à son extrémité de section réduite par ladite calotte sphérique, - ladite calotte sphérique se relie tangentiellement audit tronçon tronconique; - le centre de la calotte sphérique est décalé de l'axe de la première ouverture de raccordement; - ledit col comporte une calotte sphérique principale sur laquelle est formée ladite calotte sphérique sur laquelle est ménagée ladite seconde ouverture; - les plans délimités par la droite reliant les centres de ladite calotte sphérique principale et de ladite calotte sphérique sur laquelle est ménagée ladite seconde ouverture, respectivement avec l'axe de la première ouverture et l'axe de la seconde ouverture sont différents; - le centre de la calotte sphérique principale est porté par l'axe de la première ouverture; - le centre de la calotte sphérique principale est décalé de l'axe de la première ouverture; - la première ouverture est délimitée à l'extrémité de grande section d'un tronçon conique prolongé à son extrémité de section réduite par ladite calotte sphérique principale, et - il comporte un col à double paroi, lesquelles parois délimitent une lame d'air, les deux parois comportent chacune une calotte sphérique concentrique sur laquelle est ménagée ladite seconde ouverture, ladite seconde ouverture est délimitée sur les deux parois par des canons étirés coaxiaux venus de matière avec la calotte sphérique correspondante, I'axe des canons passant par le centre des calottes sphériques. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels: - la figure I est une vue en coupe longitudinale du raccordement de l'enveloppe extérieure d'un pot d'échappement avec une conduite d'acheminement des gaz; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation du raccord comportant une calotte sphérique et un tronçon tronconique; - les figures 3A et 3B sont des vues en coupe longitudinale suivant deux plans longitudinaux distincts d'un raccord comportant deux calottes sphériques imbriquées; - les figures 4A et 4B sont des vues analogues aux figures 3A et 3B d'une variante de réalisation d'un raccord comportant deux calottes sphériques imbriquées et un tronçon tronconique; et - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un raccord comportant une double paroi. Le raccord 110 représenté sur la figure 1 relie une paroi cylindrique extérieure 112, formant l'enveloppe d'un pot d'échappement, à un tube d'échappement 114. Les trois éléments sont métalliques et sont soudés les uns aux autres. L'enveloppe 112 et le tube 114 sont cylindriques et de révolution. Le diamètre, noté D1, de l'enveloppe 112 est supérieur au diamètre d2 du tube 114. Le raccord 110 comporte un col 116 séparant une première ouverture 118 pour le raccordement de l'enveloppe 112 à une seconde ouverture 120 dans laquelle est emmanchée l'extrémité de révolution 122 du tube. Le col 116 est prolongé, autour de la première ouverture 118, par un tronçon cylindrique de révolution 124 d'axe X-X délimitant cette ouverture. Ce tronçon est engagé à l'intérieur de l'enveloppe 112. Le col 116 du raccord est complètement délimité par une calotte sphérique 126 de centre O et de rayon R. Le rayon R est supérieur au rayon D1/2 de l'enveloppe 112. Cette calotte est prolongée par le tronçon de raccordement 124 venu de matière. Dans ce mode de réalisation, le centre O de la calotte sphérique est porté par l'axe X-X de la première ouverture 118. Cet axe correspond également à l'axe du tronçon de raccordement 124 et de l'enveloppe 112. Selon l'invention, la seconde ouverture 120 de raccordement du tube 114 est délimitée par un canon 128 venu de matière avec la calotte sphérique 126 et formée par étirage de celle-ci vers l'extérieur. L'axe Y-Y de la seconde ouverture 120, qui forme également l'axe du canon 128 et du tronçon d'emmanchement 122, passe par le centre O de la calotte sphérique. L'axe X-X et l'axe Y-Y délimitent un angle a correspondant au décalage angulaire entre les axes des première ouverture 118 et seconde ouverture 120. Le canon étiré 128 est réalisé par déformation de la matière formant la calotte sphérique 116 suivant la direction de l'axe Y-Y et étirage de la matière suivant un tronçon cylindrique de révolution. La partie de calotte sphérique ainsi déformée est localement de révolution autour de l'axe Y-Y. Ainsi, le métal étiré pour former le canon 128 est régulièrement réparti sur toute la périphérie de celui-ci, de sorte que l'épaisseur et la longueur du canon sont constantes sur toute sa périphérique sans qu'il soit nécessaire de prendre des précautions particulières et notamment de procéder à un rectifiage final. Afin d'assurer la liaison entre le raccord 110 et le tube 114, une soudure périphérique est réalisée à l'extrémité du canon 122. Cette soudure est désignée par la référence 130. Du fait de la régularité de l'épaisseur et de la longueur du canon 128, la soudure 130 peut être réalisée facilement et notamment par un procédé de soudage automatique. Par ailleurs, on conçoit que quelle que soit la valeur de l'angle a, comprise entre des valeurs limites al, a2 correspondant à l'angle d'ouverture de la calotte sphérique 126, le canon 128 peut être réalisé avec un même outillage, seule l'orientation de celui-ci par rapport à l'axe X-X de la première ouverture 118 devant être modifiée. Ainsi, une famille de raccords peut être facilement réalisée afin de produire des pots d'échappement dans lesquels l'angle a de décalage des axes des première et seconde ouvertures est différent. Sur la figure 2, est représentée une variante de raccord, noté 210, reliant une enveloppe extérieure 212 de pot d'échappement à un tuyau d'échappement 214. Comme précédemment, le raccord comporte un col 216 reliant une première ouverture 218 à une seconde ouverture 220. Le col 216 comporte depuis la première ouverture 218 délimitée par un tronçon de raccordement 221 d'axe X-X, un tronçon tronconique 222 d'axe Z-Z prolongé dans sa partie de plus faibletsection par une calotte sphérique 224 venue de matière. Cette calotte sphérique 224 se relie tangentiellement au tronçon tronconique 222. A cet effet, le centre noté O de la calotte sphérique 224 est porté par l'axe Z-Z du tronçon tronconique 222. Selon l'invention, la seconde ouverture 220 est délimitée par un canon étiré 226 de révolution d'axe Y-Y venu de matière avec la calotte sphérique 224. L'axe Y-Y du canon passe par le centre O de la calotte sphérique et définit avec l'axe X-X un angle a. Le canon 226 sert à l'emmanchement de l'extrémité cylindrique 228 du tube. En outre, le centre de la calotte sphérique 224 est décalé d'une distance y de l'axe X-X de la première ouverture 218. Dans ce mode de réalisation également, le canon étiré 226 étant venu de matière avec la calotte sphérique 224, celui-ci présente une épaisseur et une longueur constantes sur toute sa périphérie facilitant ainsi l'assemblage et la liaison du tube 214 avec le raccord 210. En outre, comme précédemment, L'angle a peut varier dans les limites de l'ouverture de la calotte sphérique 224. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 3A et 3B, le tronçon tronconique 216 est remplacé par une seconde calotte sphérique. Aussi, le raccord 310 comporte un col 312 délimité, depuis une première ouverture 314 de liaison à la paroi latérale extérieure 316 du pot d'échappement successivement par un tronçon de raccordement 318, une calotte sphérique principale 320 de centre 01 et une seconde calotte sphérique 320 sur laquelle est ménagé un canon étiré 324 pour le raccordement d'un tube d'échappement 326. Comme représenté sur les figures, le centre 01 de la calotte principale 320 s'étend suivant l'axe X-X commun au tronçon de raccordement 318 et à la paroi latérale extérieure 316. Par ailleurs, le centre 02 de la seconde calotte sphérique 322 est décalé, dans le plan de la figure 3A, d'une distance y3 par rapport à l'axe X-X. Enfin, selon l'invention, I'axe commun noté Y-Y du canon étiré 324 et du tube d'échappement 326 passe par le centre 02 de la seconde calotte sphérique 322. Comme représenté sur la figure 3B, I'axe Y-Y et l'axe X-X définissent un angle a. Dans ces conditions, les plans définis par la droite 01, 02 respectivement avec les axes X-X et Y-Y sont différents, de sorte que les axes X-X et Y-Y ne sont pas concourants. On comprend ainsi qu'avec un tel raccord, il est possible de relier deux tronçons à extrémité cylindrique d'axes non concourants tout en permettant que le canon étiré 324, utilisé pour l'emmanchement de l'un des tronçons tubulaires, soit réalisé suivant le rayon d'une calotte sphérique. Ainsi, comme expliqué précédemment, les avantages résultant de la facilité d'étirer un canon suivant une direction radiale d'une calotte sphérique sont mis à profit dans un raccordement complexe. Sur les figures 4A et 4B est représentée, suivant deux plans longitudinaux distincts, une variante de réalisation du raccord des figures 3A et 3B. Dans cette variante de réalisation, les parties analogues ou identiques à celles des figures 3A et 3B sont désignées par des références identiques, seul le premier chiffre 3 étant remplacé un 4. Dans cette variante de réalisation, la calotte sphérique principale 420 est reliée au tronçon de raccordement 418 par l'intermédiaire d'un tronçon tronconique noté 450. Ainsi, comme expliqué en référence à la figure 2, le centre Oî de la calotte sphérique principale 420 est décalé d'une distance y4 de l'axe X-X. Le centre 01 est porté par l'axe Z-Z du tronçon tronconique afin d'assurer un raccordement tangentiel entre la calotte 420 et le tronc de cône 450. La calotte 422 est agencée par le raccord de la calotte principale 420 et du canon étiré 424 comme dans le mode de réalisation de la figure 3A. En particulier, l'axe Y-Y du canon passe par le centre 02 de la calotte sphérique 422. Un tel raccord permet également, tout en bénéficiant d'un canon étiré facile à réaliser, d'assurer le raccordement entre deux tronçons tubulaires ayant des axes décalés angulairement et non concourants. Dans le mode de réalisation de la figure 5, est représentée une variante du raccord de la figure 1 comportant une double paroi formant un effet lame d'air. Ainsi, le col du raccord, noté 510, comporte deux calottes sphériques concentriques, notées 512, 514. Ces deux calottes sont centrées en un même centre O porté par l'axe X-X de la paroi latérale extérieure 515 du pot d'échappement. La calotte sphérique 512 présente un épaulement sphérique 512A venant localement en appui sur la surface intérieure de la calotte sphérique 514. Chaque calotte sphérique 512, 514 porte un canon étiré, noté respectivement 516, 518. Les deux canons sont venus de matière avec la calotte associée et s'étendent suivant l'axe Y-Y du tube d'échappement 520. Le diamètre des deux canons est tel que ceux-ci sont coaxiaux et en contact l'un avec l'autre. L'épaulement sphérique 512A a une périphérie circulaire et est centré suivant l'axe Y-Y. Ainsi, le canon étiré 516 est réalisé au centre de l'épaulement sphérique 512A. Le tube d'échappement 520 est emmanché dans le canon 516 de la paroi intérieure du raccord à double paroi. Le canon 516 est entouré à sa base par une déformation radiale annulaire 522 formée par forgeage vers l'extérieur de la partie de la calotte sphérique extérieure 512 entourant le canon. La calotte sphérique extérieure 516 s'appuie sur cette déformation. Pour réaliser un tel raccord, L'étirage des deux canons 518, 520 est réalisé simultanément avant la mise en place des deux pièces tubulaires à raccorder. L'étirage simultané des deux canons s'effectue facilement puisque les tôles formant les deux calottes sphériques sont en contact grâce à l'épaulement sphérique 512A. REVENDICATIONS 1.- Raccord (110; 210; 310; 410; 510) pour la liaison de deux piè ces tubulaires (112,114 ; 212, 214 ; 316, 326 ; 416, 426; 515, 520) du type comportant un col séparant une première ouverture (118; 218; 314; 414) pour le raccordement d'une première pièce et une seconde ouverture (120, 220) pour l'emmanchement d'une seconde pièce dont l'extrémité est cylindrique de révolution, caractérisé en ce que ledit col comporte une calotte sphérique (126; 224; 320; 420; 512, 514) sur laquelle est ménagée ladite seconde ouverture, et en ce que ladite seconde ouverture est délimitée par un canon étiré de révolution (128; 226; 324; 424; 516, 518) venu de matière avec ladite calotte sphérique, I'axe (Y-Y) du canon passant par le centre (O) de la calotte sphérique. 2.- Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit col est complètement délimité par ladite calotte sphérique (126) et est prolongé autour de la première ouverture par un tronçon cylindrique (124) de raccordement de la première pièce. 3.- Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que le col comporte un tronçon tronconique (222) prolongé à son extrémité de section réduite par ladite calotte sphérique (224). 4.- Raccord selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite calotte sphérique (224) se relie tangentiellement audit tronçon tronconique (222). 5.- Raccord selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le centre (O) de la calotte sphérique est décalé de l'axe (X-X) de la première ouverture de raccordement (218). 6.- Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit col comporte une calotte sphérique principale (312; 412) sur laquelle est formée ladite calotte sphérique (322; 422) sur laquelle est ménagée ladite seconde ouverture. 7.- Raccord selon la revendication 6, caractérisé en ce que les plans délimités par la droite reliant les centres (01, 02) de ladite calotte sphérique principale (320; 420) et de ladite calotte sphérique (322; 422) sur laquelle est ménagée ladite seconde ouverture, respectivement avec l'axe (X-X) de la première ouverture et l'axe (Y-Y) de la seconde ouverture sont différents. 8.- Raccord selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le centre (01) de la calotte sphérique principale (312) est porté par l'axe (X X) de la première ouverture. 9.- Raccord selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ie centre (01) de la calotte sphérique principale (420) est décalé de l'axe (X X) de la première ouverture (414). 10.- Raccord selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première ouverture est délimitée à l'extrémité de grande section d'un tron çon conique (450) prolongé à son extrémité de section réduite par ladite calotte sphérique principale (420). 11.- Raccord selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un col à double paroi, lesquelles parois délimitent une lame d'air, en ce que les deux parois comportent chacune une calotte sphérique concentrique (512, 514) sur laquelle est ménagée ladite seconde ouverture, et en ce que ladite seconde ouverture est délimitée sur les deux parois par des canons étirés coaxiaux (516, 518) venus de matière avec la calotte sphérique correspondante (512, 514), I'axe (Y-Y) des canons (516, 518) passant par le centre (O) des calottes sphériques.