Brevet FR2767155A1 — publié le 19990212

L'invention concerne un dispositif de liaison de deux éléments de conduite tubulaires dans le système de gaz d'échappement d'un véhicule automobile, un dispositif d'amortissement étant disposé entre les deux éléments de conduite. Des conduites tubulaires de ce type servent entre autre à désaccoupler le système de gaz d'échappement d'un moteur de véhicule automobile vis-à-vis des vibrations excitées par le moteur. Par FR-PS-2-360-028, on connaît un dispositif du type mentionné au début, o, entre les deux pièces de raccordement est enserré un ressort spiral qui presse l'un contre l'autre les deux éléments de conduite, en direction axiale. De cette manière, il doit y avoir désaccouplement des vibrations du moteur, ce qui cependant n'est le cas que de façon insuffisante. Le DE-44-44-550 Ai décrit un dispositif de liaison de deux parties de conduite tubulaires, dans le système de gaz d'échappement d'un véhicule automobile, deux pièces de raccordement des éléments de conduite étant maintenues assemblées à l'aide de moyens élastiques faisant appel à une force de précontrainte. Ce dispositif également est destiné à assurer un désaccouplement des vibrations de torsion. Les liaisons de conduite connues ont cependant l'inconvénient que les deux éléments de conduite, respectivement les tubes de la liaison peuvent subir une rotation radiale l'un par rapport à l'autre. Ceci mène à ce que les liaisons de conduite connues ne peuvent être utilisées que là o les deux éléments de conduites sont empêchés de tourner en faisant appel à des supports particuliers, qui sont fixés sur le moteur, sur la boîte de vitesse ou sur la carrosserie. Des éléments de désaccouplement supplémentaires sont nécessaires dans le système de gaz d'échappement, pour assurer le désaccouplement et l'amortissement des vibrations de torsion qui sont excitées par le moteur. A cette fin, par exemple, il est renvoyé au DE 42-19-241 Ai, pour lequel une liaison articulée entre des éléments de tuyauterie est montée dans le système de gaz d'échappement d'un véhicule automobile, et un amortissement des vibrations en torsion est obtenu par le fait que des coussins d'appui élastiques sont disposés entre les deux éléments de conduite. La présente invention a comme but de créer un dispositif du type mentionné au début, au moyen duquel il soit empêché que les deux éléments de conduite puissent tourner radialement l'un par rapport à l'autre, simultanément cependant au moyen de cette liaison des vibrations de torsion excitées par le moteur, dans le système de gaz d'échappement, devant faire l'objet d'un désaccouplement et selon la possibilité également d'un amortissement. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que le premier élément de conduite est doté d'au moins un organe de liaison faisant saillie radialement sur sa périphérie extérieure, relié au moins en direction périphérique, élastiquement, à un dispositif de couplage disposé sur le deuxième élément de conduite. Au moyen de la liaison, respectivement de l'accouplement élastique selon l'invention entre les deux éléments de conduite, on empêche mécaniquement que les deux éléments de conduite puissent tourner radialement l'un par rapport à l'autre. Simultanément, du fait de la liaison ayant l'élasticité d'un ressort, on obtient que les vibrations de torsion excitées par le moteur dans le système de gaz d'échappement, soient l'objet d'un désaccouplement direct, précisément sans devoir utiliser un élément de désaccouplement de torsion supplémentaire. Les améliorations mentionnées ci-dessus, concernant les propriétés des liaisons de ce type, de deux éléments de conduite tubulaires, qui sont précontraints l'un contre l'autre en général également par un dispositif à élasticité, sont obtenues pour un coût relativement faible. Simultanément, on obtient une amélioration nette du comportement en vibration du système de gaz d'échappement et ainsi du confort du véhicule pour les passagers du véhicule automobile. Grâce au fait d'éviter l'utilisation d'éléments de désaccouplement en torsion séparés, on peut comme autre avantage réaliser l'ensemble de système de gaz d'échappement de ce fait de façon plus économique. Des modes de réalisation et des perfectionnements avantageux de l'invention résultent de la description ci- après, faite à l'aide du dessin, concernant le principe, d'exemples de réalisation. Dans le dessin: la figure 1 représente une vue de côté du dispositif selon l'invention, en une première forme de réalisation, la figure 2 représente une vue de côté du dispositif selon l'invention, dans une deuxième forme de réalisation; la figure 3 représente une troisième forme de réalisation en coupe suivant la ligne III-III de la figure 4, et la figure 4 représente une vue de côté de la troisième forme de réalisation. Selon la figure 1, le dispositif présente à titre de premier élément de conduite un tube intérieur 1 sur la zone d'extrémité duquel est passée un deuxième élément de conduite réalisé sous forme de tube extérieur 2. Entre le tube intérieur 1 et le tube extérieur 2 est disposé un dispositif d'amortissement non-représenté sur la figure 1 et se présentant d'un coussin en fil métallique, en forme d'anneau. Sur la deuxième partie de conduite 2 réalisée sous forme de tube extérieur est disposé un boulon 3 faisant office de dispositif d'accouplement et s'étendant depuis la paroi de périphérie, radialement vers l'extérieur. Pour des raisons concernant la symétrie et la stabilité, on répartit en général plusieurs boulons 3 de façon régulière sur la périphérie. Pour des raisons de simplification, on va ci-après ne décrire qu'une variante ayant un boulon 3 et un boulon 4 faisant office d'organe de liaison, disposé sur la première partie de conduite, précisément le tube intérieur 1. Sur l'un des deux boulons 3, respectivement 4 est fixé rigidement un dispositif élastique 5. Le type de construction du dispositif élastique 5 dépend de l'espace de construction respectif et de l'accessibilité dans, respectivement sur, le véhicule. Il peut par exemple présenter un anneau de tête 5a à l'intérieur duquel le boulon 3 est disposé et est relié rigidement à l'anneau de tête 5a, une partie médiane 5b allongée s'étendant en direction axiale et constituée de deux branches disposées parallèlement l'une à côté de l'autre qui s'étendent de l'anneau de tête 5a ouvert à une extrémité, dans la direction du premier élément de conduite 1, et s'achèvent en constituant un élargissement 5c du genre d'une pince. Dans l'élargissement 5c du genre d'une pince est logé le boulon 4. Par cette réalisation du dispositif élastique 5, on obtient une fonction du genre de celle d'un ressort à lame avec un effet d'encliquetage sur le boulon 4. Lors du montage, les deux éléments de conduite 1 et 2 sont pressés l'un contre l'autre et le dispositif élastique 5 s'encliquette sur son côté ouvert, précisément l'élargissement 5c du genre d'une pince, avec une liaison par ajustement de forme dans le boulon 5. Grâce à ce ressort de précontrainte 6, qui est appliqué dans une fente 7 du deuxième élément de conduite 2 et qui prend appui sur une paroi de fente et sur un appendice 8 en forme d'anneau réalisé à l'extrémité de conduite 1, les deux éléments de conduite 1 et 2 sont reliés, respectivement serrés ensemble, sous la charge d'un ressort. Le type de construction du dispositif élastique 5 dépend des propriétés requises. Il peut être fabriqué en un matériau rond, par exemple un ressort à boudin, ou bien également en un matériau plat à une ou plusieurs couches. De même, un mélange des deux dispositions, par exemple un élément demirond, respectivement ovale-plat et analogue, est possible. De plus, il est possible de réaliser les dispositifs élastiques 5, de manière que les deux branches de la partie médiane 5b appuient l'une sur l'autre dans la zone médiane. Elles peuvent alors appuyer librement l'une sur l'autre ou bien au choix également être reliées rigidement l'une à l'autre. Evidemment, cependant on peut respecter entre les deux branches de la partie médiane 5b également un espacement (voir figure 1). La réalisation de la partie médiane 5b détermine essentiellement la propriété d'élasticité et l'ampleur de l'écartement par fléchissement des deux zones d'extrémité des branches sur l'élargissement c du genre d'une pince. Au lieu d'une fixation du dispositif élastique 5 sur l'anneau de tête 5a sur le boulon 3, le dispositif élastique peut le cas échéant également être fixé directement sur le deuxième élément de conduite, précisément le tube extérieur 2. A cette fin, il faut seulement qu'il soit formé de manière correspondante dans cette zone d'extrémité de manière à permettre une liaison correspondante, par exemple au moyen d'un soudage par point. Evidemment, il est possible d'adopter une réalisation inversée, c'est-àdire que le boulon 3 sur lequel le dispositif 5 est fixé se trouve sur le tube intérieur 1 à titre de premier élément de conduite. Il en va de même également pour la fixation directe du dispositif élastique sur le tube intérieur 1. Les désignations premier élément de conduite et deuxième élément de conduite sont de ce fait à considérer seulement comme arbitraires. Sur la figure 2 est représentée une deuxième forme de réalisation. Au lieu du dispositif élastique 5, prévu sur le premier élément de conduite 1, un coussin en fil métallique 9, ayant l'élasticité d'un ressort, est fixé sur le boulon 4 du premier élément de conduite 1. Le tube extérieur 2 faisant office de deuxième élément de conduite comporte un évidemment 10 correspondant qui est adapté aux contours du coussin en fil métallique. Le coussin en fil métallique 9 est de configuration en forme de cercle ou ovale, avec un percage central qui, de nouveau, est adapté au diamètre extérieur du boulon 4, faisant office d'organe de liaison vis-à-vis du premier élément de conduite 1. Pour obtenir un logement affleuré du coussin en fil métallique dans l'évidement 10, l'évidement 10 est creusé de manière correspondante en forme de demi-cercle, dans l'extrémité du deuxième élément de conduite, précisément du tube extérieur 2. Afin que le coussin en fil métallique 9 ne soit pas endommagé ou même détruit pendant le fonctionnement, l'évidement 10 réalisé dans le tube extérieur 2 est placé en hauteur avec un bord 11 faisant totalement ou partiellement le pourtour. De cette manière, on évite des arêtes vives et on crée un meilleur appui pour le coussin de fil métallique 9. Comme on le voit, la liaison entre le premier élément de conduite 1 et le deuxième élément de conduite 2 est réalisé de manière ayant l'élasticité d'un ressort, par le fait que le boulon 4 est enfiché dans le percage du coussin en fil métallique 9. Pour assurer la liaison ayant l'élasticité d'un ressort entre les deux éléments de conduite entre eux, on prévoit de nouveau un ressort de précontrainte 6 qui est une variante du ressort de précontrainte 6 de la figure 1. Du fait du mode de construction faisant appel au coussin en fil métallique 9, il est possible non seulement obtenir le désaccouplement des vibrations excitées par le moteur, mais également d'obtenir un amortissement par un frottement intérieur se produisant dans le coussin en fil métallique 9. Le nombre de coussins en fil métallique 9 utilisés, répartis de manière correspondante sur la périphérie, dépend des propriétés requises de l'ensemble de la liaison. Pour éviter tout coincement entre les deux éléments de conduite, cependant au moins deux coussins en fil métallique 9, disposés à distance l'un de l'autre, devraient être prévus. Sur les figures 3 et 4 est représentée une autre forme de réalisation. Dans ce cas, la liaison élastique est combinée par l'intermédiaire d'un organe de liaison et d'un dispositif de couplage au coussin en fil métallique déjà existant faisant office de dispositif d'amortissement, entre les deux éléments de conduite. Comme on le voit, il se trouve entre le premier élément de conduite 1, c'est-à- dire le tube intérieur, et le deuxième élément de conduite, c'est-à-dire le tube extérieur 2, un coussin en fil métallique 12 à forme annulaire. Le coussin à fil métallique 12 à forme annulaire est fabriqué en un mode de construction en deux parties, à partir de demi-coquilles 12a et 12b. Le coussin en fil métallique 12 a dans chaque demi-coquille 12a, respectivement 12b, un élargissement 9 en forme de cercle orienté radialement vers l'extérieur, qui correspond quant à sa forme au coussin en fil métallique 9. Les deux élargissement 9 se trouvant dans les demi-coques 12a et 12b sont situés diamétralement à l'opposé comme on le voit sur la figure 3. Du fait de cet agencement et de cette configuration, pour des raisons de construction respectivement pour des raisons de montage, le coussin en fil métallique 12 est constitué sous la forme de deux demi-coquilles 12a et 12b. Les deux élargissements 9 sont dotés, de même que dans l'exemple de réalisation de la figure 2, d'un perçage central faisant office d'évidement, dans lequel est chaque fois enfilé un boulon 4 relié rigidement au deuxième élément de conduite, précisément le tube intérieur 1. Pour assurer la protection de l'élargissement, respectivement du coussin en fil métallique 9, la paroi périphérique du deuxième élément de conduite est dotée de nouveau dans cette zone d'un bord 11 placé en hauteur, s'étirant vers l'extérieur. Grâce à la combinaison des deux coussins en fil métallique 9 et 12, selon la forme de réalisation des figures 3 et 4, on limite le nombre des éléments de construction nécessaires pour la liaison tubulaire et on peut obtenir un montage simple de la part de l'ensemble de dispositif, du fait que, dans la pratique,les deux coussins en fil métallique 9 et 12 sont fabriqués à partir d'une pièce unique, si bien que l'on obtient un caractère monobloc pour chaque demi-coque 12a, respectivement 12b. En d'autres termes, à partir des coussins en fil métallique 12 prévus pour assurer l'amortissement des deux éléments de conduite 1 et 2, les deux élargissements 9 sont formés orientés vers l'extérieur, à titre de sécurité supplémentaire contre la rotation. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de liaison de deux éléments de conduite tubulaires dans le système de gaz d'échappement d'un véhicule automobile, un dispositif d'amortissement étant disposé entre les deux éléments de conduite, caractérisé en ce que le premier élément de conduite (1) est doté d'au moins un organe de liaison (4) faisant saillie radialement sur sa périphérie extérieure, relié au moins en direction périphérique, élastiquement, à un dispositif de couplage (3, 5 respectivment 9, 10) disposé sur le deuxième élément de conduite (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de liaison (4) est relié au deuxième élément de conduite (2) par l'intermédiaire d'un dispositif élastique (5) disposé en direction axiale, fixé sur le deuxième élément de conduite (2). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif élastique (5) est pourvu d'un élargissement (5c) en pince, par l'intermédiaire duquel il est relié à l'organe de liaison (4). 4.Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élargissement (5c) en pince est de réalisation déformable et s'encliquette sur l'organe de liaison (4). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le dispositif élastique (5) est fixé par une extrémité directement sur le deuxième élément de conduite (2). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'organe de liaison (4) et le dispositif de couplage (3) sont réalisés chacun sous la forme de boulons faisant saillie radialement hors de la périphérie du premier élément de conduite (1) respectivement du deuxième élément de conduite (2), une extrémité du dispositif élastique (5) étant dotée d'un anneau de tête (5a) par l'intermédiaire duquel le dispositif élastique (5) est relié à l'un des deux éléments de conduite (1, respectivement 2), tandis qu'il est encliqueté sur l'autre élément de conduite par l'élargissement (5c) en pince, sur le boulon (4) afférent. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif élastique (5) est pourvu, entre l'anneau de tête (Sa) et l'élargissement (5c) en pince, d'une partie médiane (5b) s'étendant en direction axiale. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif élastique (5) est réalisé sous la forme de ressort à lame ou de ressort à boudin. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de couplage présente au moins un coussin (9) ayant l'élasticité d'un ressort, disposé dans un évidement (10) du deuxième élément de conduite (2) et présentant un évidement central dans lequel est logé l'organe de liaison (4) du premier élément de conduite (1). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe de liaison est réalisé sous forme de boulon (4) emboîté dans un perçage central du coussin réalisé sous la forme de coussin en fil (4) en forme d'anneau. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'évidement (10) est doté d'une bordure (11) relevée vers l'extérieur. 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement est réalisé sous la forme d'au moins un coussin en fil (12) à peu près en forme d'anneau, qui est disposé entre le premier élément de conduite (1) et le deuxième élément de conduite (2) et est pourvu d'au moins un élargissement radial (9) présentant un évidement dans lequel l'organe de verrouillage (4) du premier élément de conduite (1) est introduit. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élargissement (9) est réalisé en forme de cercle et est doté d'un perçage central dans lequel l'organe de liaison réalisé sous forme de boulon (4) est inséré. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le coussin en fil (12) en forme d'anneau est formé de deux demi-coques (12a, 12b), chaque demi-coque (12a, respectivement 12b) étant dotée d'un élargissement (9) doté d'un perçage dans chacun desquels est enfiché un boulon (4) faisant office d'organe de liaison du premier élément de conduite (1). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le premier élément de conduite est réalisée sous la forme de tube intérieur (1) et le deuxième élément de conduite sous la forme de tube extérieur (2) entourant le premier élément de conduite dans sa zone d'extrémité.