Brevet FR2808303A1 — publié le 20011102

L'invention concerne un silencieux sur gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, en particulier dans un outil guidé à main comme une scie à chaîne à moteur ou analogue, comportant un carter de silencieux qui entoure un espace d'amortissement et présente une ouverture d'entrée et une sortie pour les gaz d'échappement du moteur silencieux, dans lequel sont prévus, sur le chemin d'écoulement des gaz d'échappement, une toile métal- lique pare-étincelles ainsi que, du côté de l'ouverture d'entrée, une crépine pour les gaz d'échappement. Dans des silencieux sur gaz d'échappement d'outils entraînés par un moteur, comme des scies à chaîne, des débroussailleuses, des aspirateurs/ souffleurs ou analogues, est disposée une toile métallique pareétincelles pour retenir des particules contenues dans les gaz d'échappement. Ces toiles métal- liques pare-étincelles, disposées sur le chemin d'écoulement des gaz d'échappe- ment, sont exposées à des contraintes mécaniques élevées par suite de variations de température et de pression. À partir du document US 4 370 855, on connaît un silencieux sur gaz d'échappement d'une scie à chaîne à moteur dans le cas duquel, sur le chemin d'écoulement des gaz d'échappement, du côté de l'ouverture d'entrée, est disposée une crépine sous forme d'une tôle à perforations multiples. Dans la zone perforée, la crépine est entourée d'une toile métallique pare-étincelles tubulaire. Le long de leur chemin d'écoulement, les gaz d'échappement passent tout d'abord par l'ouverture d'entrée puis par les perforations de la crépine. Les gaz d'échappement s'y détendent partiellement et le niveau sonore s'y abaisse. Après passage à travers la toile métallique pare-étincelles, les gaz d'échappement parviennent dans l'espace intérieur du silencieux, o il se produit une autre détente avant qu'ils s'échappent à l'air libre par une ouverture de sortie. La vitesse d'écoulement des gaz d'échappement est relativement élevée dans les différentes ouvertures de la crépine, la toile métal- lique pare-étincelles étant exposée à une contrainte mécanique élevée du fait de ces vitesses d'écoulement élevées. Du fait que la toile métallique pare- étincelles est disposée près de l'endroit o les gaz d'échappement sortent du cylindre, le niveau de la température ainsi que le niveau de la pression sont très élevés, ce qui peut conduire à une défaillance précoce de la toile métallique pare-étincelles. L'échange, alors nécessaire, de la toile métallique pare- étincelles est coûteux car il faut démonter le silencieux. À partir du document DE-OS 25 39 516, on connaît un silencieux sur gaz d'échappement dans le cas duquel une grille pare-étincelles est disposée dans la zone de la sortie du silencieux. Toutefois de telles grilles ont tendance à s'encrasser, car, dans la zone de la sortie, le flux des gaz d'échappement présente une faible température, déjà abaissée. Des particules d'huile ou de suie, entraînées dans le flux des gaz d'échappement, se déposent sur la grille, la température du flux des gaz d'échappement ne suffisant pas pour la combus- tion des dépôts qui apparaissent. L'invention a pour but d'améliorer un silencieux sur gaz d'échappement du type indiqué en préambule de façon à améliorer la durée de service d'une toile métallique pare-étincelles qui y est disposée. On atteint ce but au moyen d'un silencieux sur gaz d'échappement caractérisé par le fait que l'espace d'amortissement est divisé, par une cloison, en un premier et un second espaces partiels, le volume du second espace partiel correspondant environ au moins au volume du premier espace partiel et la toile métallique pare-étincelles étant disposée dans la cloison située entre les espaces partiels. À la base de l'invention se trouve l'idée de disposer une toile métallique pare-étincelles dans un silencieux sur gaz d'échappement de façon que d'une part le flux des gaz d'échappement s'y détende suffisamment et que les pointes de pression acoustique y soient suffisamment lissées pour interdire fiablement une surcharge mécanique de la toile métallique pare-étincelles. D'autre part, à I'endroit du montage, le niveau de la température du flux des gaz d'échappe- ment est suffisamment élevé pour que des particules d'huile ou de suie qui y sont retenues puissent brûler, ce qui évite de façon sûre une obstruction de la toile métallique pare-étincelles. Selon l'invention, l'espace d'amortissement est divisé par une cloison en deux espaces partiels, les deux espaces partiels étant réunis l'un à l'autre par une ouverture dans laquelle est disposée la toile métallique pare-étincelles. Une crépine présentant dans la zone de l'ouverture d'entrée une tôle à perforations multiples produit un premier étage de la détente et du lissage des pointes de pression acoustique dans le flux des gaz d'échappement. Après passage de la crépine, le flux des gaz d'échappement pénètre dans le premier des deux espaces partiels, les différents flux partiels étant guidés dans l'espace partiel par les différents trous de la crépine avec une pression totale réduite et des pointes de pression acoustique abaissées. Après ce processus de lissage acoustique, le flux des gaz d'échappement pénètre, à travers la toile métallique pareétin- celles, dans le second espace partiel dans lequel se fait une autre détente. Enfin, en sortant par la sortie, le flux des gaz d'échappement se détend au niveau de pression de l'environnement. Dans le cas de ce processus de détente en cascade entre la haute pression lorsque les gaz d'échappement sortent du cylindre ou à l'ouverture d'entrée du carter du silencieux, et l'environnement, il y a, au passage entre le premier espace partiel, au raccordement à la crépine, et au second espace partiel, un niveau de température dans le cas duquel des résidus se trouvant sur la toile métallique pare-étincelles peuvent encore brûler fiablement. Grâce à la crépine et au premier espace partiel, le flux des gaz d'échappement se détend suffisamment, et les pointes de pression acoustique se lissent suffisamment pour que la contrainte mécanique exercée sur la toile métallique pare-étincelles soit abaissée. Pour obtenir un niveau de température et de pression adapté, le volume du second espace partiel est au moins environ aussi important que le volume du premier espace partiel et il est avantageux qu'il corresponde au volume du premier espace partiel augmenté du volume de la crépine. Dans une forme de réalisation préférée, la cloison située entre le premier et le second espaces partiels forme également une portion de paroi de la crépine. Cette portion de paroi est fortement chauffée par le flux des gaz d'échappement, encore très chauds, qui pénètrent dans la crépine par l'ouverture d'entrée. Grâce à la conduction thermique dans la cloison, la toile métallique pare-étincelles qui y est tenue est fiablement maintenue à un niveau de température élevé pour éviter son encrassement. Une solution simple pour réduire la dépense de fabrication résulte du fait que la toile métallique pare-étincelles est tenue dans la cloison par complémen- tarité de forme dans le sens de l'écoulement qui la traverse. Dans ce but est de préférence disposé sur la cloison un cadre de maintien dans lequel on peut enfiler la toile métallique pare-étincelles qui est enserrée au moins partielle- ment sur sa périphérie. Pour réduire le nombre de pièces, et donc les coûts de matériau et de fabrication, la crépine est formée d'une cloison de forme appropriée sur laquelle est rapportée une tôle de paroi supplémentaire limitant I'espace intérieur de la crépine. Il est avantageux que la cloison et la tôle de paroi qui y est fixée présentent chacune un gradin et que ces gradins forment ensemble le cadre de maintien. Disparaît de ce fait la nécessité de prévoir le cadre de maintien comme composant distinct. Pour réduire la dépense d'entretien, le carter du silencieux présente une fente de montage par laquelle on peut enficher la toile métallique pare- étincelles dans le cadre de maintien. De ce fait, pour nettoyer ou échanger la toile métallique pare-étincelles, on peut la sortir hors du carter du silencieux ou l'y remettre, sans devoir démonter le carter du silencieux. La toile métallique pare-étincelles est fixée au carter du silencieux, fiablement et avec une faible dépense, au moyen d'une vis et en particulier d'une vis Parker autotaraudeuse. De préférence, le carter du silencieux est composé de deux coques par- tielles qui sont réunies l'une à l'autre, et simultanément aussi à la cloison, le long d'un joint périphérique. C'est en particulier sur le trajet du bord rabattu que les composants essentiels du silencieux sur gaz d'échappement peuvent être réunis l'un à l'autre en un seul processus de travail. Il est avantageux que le joint périphérique soit concçu de façon à se trouver dans un plan. De ce fait l'outillage de liaison, en particulier pour une fabrication automatisée, peut être de structure simple. Il est intéressant que la toile métallique pare-étincelles, qui peut s'enficher de l'extérieur, présente une équerre de maintien qui enveloppe ce joint périphérique. De ce fait la toile métallique pareétincelles est en outre maintenue par complémentarité de forme dans la zone de la fente de montage. On explique ci-dessous en détail à l'aide du dessin un exemple de réalisation de l'invention. - La Figure 1 est une représentation en coupe d'un silencieux sur gaz d'échappement avec le chemin d'écoulement des gaz d'échappement qui y est représenté. - La Figure 2 est une représentation éclatée des différentes pièces de l'exemple de réalisation de la Figure i avec des détails constructifs. Sur la représentation en coupe de la Figure 1 on peut voir qu'un carter de silencieux 2 enclôt un espace d'amortissement 2 qui est divisé par une cloison 8 en un premier espace partiel 9 et un second espace partiel 10. Le carter de silencieux 2 est constitué d'une première coque partielle 12 et d'une seconde coque partielle 1 3 qui sont réunies ensemble et en commun avec la cloison 8 dans un plan de séparation I 5. La liaison peut se faire par soudage, par brasage ou analogue et, dans l'exemple de réalisation représenté, elle est formée par un joint à bord rabattu 1 4 Dans la première coque partielle 12 est prévue une ouverture d'entrée 3 pour le flux des gaz d'échappement, formée par un bord rabattu annulaire 25. La cloison 8 présente un col tubulaire 26 qui enserre la collet 25 et qui lui est relié. Du côté opposé à l'ouverture d'entrée 3 ou au col 26 est fixée sur la cloison 8 une tôle de paroi 20. La tôle de paroi 20, avec le col 26, enclosent l'espace intérieur d'une crépine 7 pré- sentant la forme générale d'une crépine, une portion de paroi l 1 de la crépine 7 présentant une pluralité d'ouvertures de crépine 27 représentées en détail sur la Figure 2. Dans la cloison 8 est en outre prévue une ouverture 28 pour recevoir une toile métallique pare- étincelles 6. La seconde coque partielle 13 du carter de silencieux 2 présente pour le flux des gaz d'échappement une sortie 4 recouverte d'une hotte de sortie 30. Le chemin d'écoulement des gaz d'échappement est représenté par les flèches 5 selon lesquelles le flux des gaz d'échappement parvient tout d'abord, par l'ouverture d'entrée 3, dans l'espace intérieur 19 de la crépine 7. Dans ce but le silencieux sur gaz d'échappement est fixé directement sur la sortie des gaz d'échappement hors du cylindre. Lors de la traversée d'un certain nombre d'ouvertures de la crépine 27 il se fait dans le premier espace partiel 9 une détente des gaz d'échappement et un lissage des pointes de pression acous- tique. Ensuite le flux des gaz d'échappement est guidé, en passant à travers la toile métallique pare-étincelles 6 placée dans l'ouverture 28, pour venir dans le second espace partiel 10 et il s'y détend à nouveau. Enfin, le flux des gaz d'échappement parvient à l'air libre en passant par la sortie 4. Les différents flux partiels, qui passent à travers la pluralité des ouvertures de la crépine 27, y sont guidés dans un premier espace partiel 9, le volume relativement important du premier espace partiel 9 se traduisant tout d'abord par une diminution de la vitesse d'écoulement. L'ouverture 28 pour la toile métallique présente une faible section par rapport au premier espace partiel 9, ce qui provoque une nouvelle accélération du flux des gaz d'échappement qui toute- fois ne présente plus les mêmes pointes de pression acoustiques élevées que dans la zone de la crépine. L'action de nettoyage de la haute température est aidée par la vitesse d'écoulement élevée à travers la toile métallique pare- étincelles 6, une surcharge mécanique de la toile métallique pare-étincelles 6 étant alors évitée du fait que les pointes de pression sont réduites. Pour adapter le niveau de pression et de température du flux des gaz d'échappe- ment dans la zone de la toile métallique pare-étincelles 6, le volume du second espace partiel 10 est au moins aussi important que le volume du premier espace partiel 9 et, dans l'exemple de réalisation représenté, il est aussi important que le volume du premier espace partiel 9 augmenté du volume de l'espace intérieur 19 de la crépine 7. Grâce à la conception monobloc de la cloison 8 avec la portion de paroi 1 1 et à l'application de la tôle de paroi 20 contre la cloison 8 on obtient une bonne liaison thermique de la toile métallique pare-étincelles 6 avec la crépine 7. La toile métallique pare-étincelles 6 peut être fixée par vis avec la cloison 8 et, dans l'exemple de réalisation représenté, elle est tenue, par complémen- tarité de forme, par un cadre de maintien 16 dans le sens de l'écoulement, qui la traverse, représenté par la flèche 24. Le cadre de maintien 16 est formé par un gradin 1 7, 18 à la fois de la cloison 8 et de la tôle de paroi 20, gradins entre lesquels la toile métallique pare-étincelles 6 s'enfile de l'extérieur par la fente de montage 21. La représentation éclatée de la Figure 2 montre les différentes parties du silencieux sur gaz d'échappement de la Figure 1 avec des détails constructifs. La première et la seconde coques partielles 12, 1 3, la cloison 8, la tôle de paroi 20 ainsi que la hotte de sortie 30 sont concçues sous forme de pièces de tôle obtenues par estampage, poinçonnage ou emboutissage. Sur la première coque partielle 12 est solidairement formé, dans la zone de l'ouverture d'entrée 3, le collet 25 sur lequel se fixe le col 26 prévu d'une pièce avec la cloison 8. La cloison 8 présente, autour du col 26, un embouti qui forme une portion de paroi i 1 de la crépine 7 représentée sur la Figure 1. Dans cette portion de paroi 11 sont prévues une pluralité d'ouvertures de crépine 27. En outre dans la cloison 8 est prévue, pour la toile métallique, une ouverture 28 qui, dans la zone qui ne jouxte pas le joint 14 (Figure 1), est bordée par un gradin 17. Avec le gradin 18 de la tôle de paroi 20, celui-ci forme le cadre de maintien 16 (Figure 1) pour la toile métallique pare-étincelles 6. Au lieu des gradins 17, 18, des colliers de maintien ou analogues, constituant des compo- sants formés, séparément ou solidairement, sur la cloison 8, peuvent également convenir avantageusement. Entre son arête formant le joint 14 et la sortie 4, la seconde coque partielle 13 présente une fente de montage 2 1 pour le passage de la toile métallique pare-étincelles 6. La toile métallique pare-étincelles 6 est formée d'une seule pièce à partir d'une toile métallique estampée et elle présente une équerre de maintien 22. À l'état enfiché dans la fente de montage 21, la toile métallique pare-étincelles 6 est fixée sur le carter du silencieux 2 au moyen d'une vis 23. Dans l'exemple de réalisation représenté, la vis 23 est conçue sous forme de vis Parker auto-taraudeuse 23 qui traverse l'organe de maintient 22 et se visse dans un taraudage 29 de la première coque partielle 12. De ce fait, selon la Figure 1, I'équerre de maintien 22 enveloppe le joint 14 et représente donc une liaison supplémentaire, par complémentarité de forme, de la toile métallique pare- étincelles 6 avec le carter de silencieux 2. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1. Silencieux sur gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, en particulier dans un outil guidé à main comme une scie à chaîne à moteur ou analogue, comportant un carter de silencieux (2) qui entoure un espace d'amortissement (1) et présente une ouverture d'entrée (3) et une sortie (4) pour les gaz d'échappement du moteur silencieux, dans lequel sont prévus, sur le chemin d'écoulement (5) des gaz d'échappement, une toile métallique pare-étincelles (6) ainsi que, du côté de l'ouverture d'entrée (3), une crépine (7) pour les gaz d'échappement, caractérisé par le fait que l'es- pace d'amortissement (1) est divisé, par une cloison (8), en un premier et un second espaces partiels (9, 10), le volume du second espace partiel (10) correspondant environ au moins au volume du premier espace partiel (9) et la toile métallique pare-étincelles (6) étant disposée dans la cloison (8) située entre les espaces partiels (9, 10). 2. Silencieux sur gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le volume du second espace partiel (1 O) correspond à peu près à la somme des volumes du premier espace partiel (9) et de la crépine (7). 3. Silencieux sur gaz d'échappement selon la revendication l ou 2, caractérisé par le fait que la cloison (8) forme une portion de paroi (1 1) de la crépine (7). 4. Silencieux sur gaz d'échappement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le carter de silencieux (2) est constitué de deux coques partielles (12, 13) qui, le long d'un joint périphérique (14), sont réunies l'une à l'autre et à la cloison (8), le joint périphérique (14) se trou- vant avantageusement dans un plan de séparation (15). 5. Silencieux sur gaz d'échappement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les coques partielles (12, 1 3) et la cloison (8) sont réunies l'une à l'autre par un bord rabattu. 6. Silencieux sur gaz d'échappement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la toile métallique pare-étincelles (6) est tenue par complémentarité de forme dans le sens de l'écoulement qui la traverse (24) . 7. Silencieux sur gaz d'échappement selon la revendication 6, caractérisé par le fait que sur la cloison (8) est disposé un cadre de maintien (16) qui enserre au moins partiellement sur sa périphérie la toile métallique pare- étincelles (6). 8. Silencieux sur gaz d'échappement selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le cadre de maintien (1 6) est formé par un gradin (1 7) dans la cloison (8) et par un autre gradin (18) d'une tôle de paroi (20) fixée à la cloison (8) et limitant l'espace intérieur (19) de la crépine (7). 9. Silencieux sur gaz d'échappement selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le carter de silencieux (2) présente une fente de montage (21) par laquelle on peut enficher la toile métallique pare-étincelles (6), la toile métallique pare-étincelles (6) présentant de préférence une équerre de maintien (22) qui enveloppe le joint (14). 10. Silencieux sur gaz d'échappement selon la revendication 9, caracté- risé par le fait que la toile métallique pare-étincelles (6) est fixée au moyen d'une vis et en particulier d'une vis Parker auto-taraudeuse (23).