Brevet FR2825117A1 — publié le 20021129

marge est au moins égale à 20 t. 282511 7 La présente invention concerne un organe d'échappement pour une ligne d'échappement, du type comportant une enveloppe comportant un tronçon principal généralement tubulaire s'étendant entre une extrémité d'in troduction des gaz d'échappement et une extrémité de sortie des gaz d'échappement; un substrat disposé dans ledit tronçon principal générale ment tubulaire de l'enveloppe et s'étendant suivant l'essentiel de la section dudit tronçon principal; et une nappe de maintien entourant au moins par tiellement le substrat, laquelle nappe de maintien est interposée entre le substrat et l'enveloppe. Dans un organe d'échappement comportant un substrat perméable, tel qu'un organe de purification catalytique ou un fittre à particules, il est connu de disposer une nappe de maintien autour du substrat perméable et d'enserrer radialement le substrat à l'intérieur de l'enveloppe, avec interposi tion de la nappe de maintien. Le maintien du substrat est assuré par la dé formation plastique centripète de l'enveloppe vers le substrat. Ainsi, une pression radiale centripète est en permanence appliquée par l'enveloppe sur la nappe de maintien, laquelle est comprimée contre le substrat perméable, assurant de la sorte la retenue du substrat suivant l'axe de l'enveloppe. Pour des raisons de coût, ou d'encombrement, la longueur de la nappe de maintien, mesurée suivant l'axe de l'enveloppe, est inférieure à la longueur totale correspondante du substrat perménble. Dans certaines circonstances, il est constaté, lorsque l'organe d'échappement est installé sur un véhicule, que le maintien du substrat à I' intérieu r de l'enveloppe n' est pas correctement assuré. En particulier, lors que le substrat perméable a une masse très importante, notamment dans le cas d'un filtre à particules, ou lors d'accélérations importantes du véhicule, ou encore lorsque la géométrie du substrat poreux est telle que sa longueur est faible en regard de sa section, des déplacements indésirables du subs trat poreux à l'intérieur de l'enveloppe peuvent intervenir. L' invention a pour but de proposer un organe d'échappement com portant un substrat perméable entouré au moins partiellement par une 282511 7 nappe de maintien, dans lequel le maintien du substrat perméable dans l'enveloppe est fiable. A cet effet, I'invention a pour objet un organe d'échappement pour une ligne d'échappement du type précité, caractérisé en ce que ladite en veloppe comporte intérieurement deux butées transversales pour l'appui axial des extrémités du substrat, et en ce que ladite nappe de maintien com porte des prolongements s'étendant au-delà des extrémités dudit substrat poreux, chaque prolongement étant enserré entre une butée transversale et l'extrémité en regard dud it substrat. Suivant des modes particuliers de réalisation, I'organe d'échappement comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - chaque butée s'étend sur l'essentiel de la périphérie de l'enveloppe et définit une surface d'appui annulaire du substrat; - ladite enveloppe comporte, à chaque extrémité, un tronçon évasé de section progressivement décroissante dudit tronçon principal généralement tubulaire vers ladite extrémité, et ladite butée est formée par une surface intérieure dudit tronçon de section progressivement décroissante; - ledit tronçon évasé est venu de matière avec le tronçon principal généralement tubulaire, la butée transversale étant constituée d'un épaule ment formé dans la paroi de l'enveloppe; - chaque tronçon évasé est rapporté à une extrémité du tronçon prin cipal, chaque tronçon évasé comporte, à son extrémité de plus grand dia mètre, un collet d'embo^'tement reçu à l'intérieur du tronçon principal, et la dite butée est constituée par le champ dudit collet d'embo^tement; et - ledit tronçon d'embo^tement comporte un rebord formant un pli à l'extrémité du collet d'embo^'tement, lequel pli définit le champ formant ladite butée. L' invention a également pour objet une ligne d'échappement com portant un organe d'échappement tel que défini ci-dessus. 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 des sins sur lesquels: 282511 7 - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un organe d'échappement selon l'invention; - les figures 2, 3 et 4 sont des vues partielles en section de variante de réalisation de l'organe d'échappement de la figure 1. Sur la figure 1 est représenté un organe d'échappement 10 pour une ligne d'échappement d'un véhicule automobile. Cet organe d'échappement comporte une enveloppe 12 à l'intérieur de laquelle sont reçus un substrat perméable 14 et une nappe de maintien 16 interposoe entre l'enveloppe 12 et le substrat perméable 14. L'organe d'échappement 12 est généralement allongé d'axe X-X. Il présente, à une première extrémité, une entrée 18 d'admission des gaz d'échappement et, à une seconde extrémité, une sortie 20 d'évacuation des gaz d'échappement. L'entrée 18 et la sortie 20 sont destinées à être reliées à des tubulures de la ligne d'échappement. L'enveloppe 12 est constituée par exemple d'un tube métallique de section variable de l'entrée 18 à la sortie 20, la variation de section étant obtenue par fluotournage. Plus précisément, I'enveloppe 12 présente suivant l'axe X-X, à l'entrée 18, un manchon de connexion 22 prolongé par un tronçon divergent 24 présentant une section progressivement croissante depuis le manchon 22. Dans sa partie médiane, l'enveloppe 12 présente un tronçon principal 26 généralement tubulaire prolongeant le tronçon divergeant 24. Ce tronçon principal 26 contient le substrat perméable 14. Le tronçon principal 26 est prolongé à son autre extrémité par un tronçon divergent 28 de section progressivement décroissante du tronçon principal 26 jusqu'à un manchon 30 formant la sortie 20 d'évacuation des gaz. Le substrat perméable 14 est constitué d'un bloc cylindrique poreux s'étendant suivant l'essentiel de la section du tronçon principal 26 de I'enveloppe. Le substrat constitue par exemple un substrat de filtration for mant un filtre à particules destiné à recueillir les particules imbrûlées pro duites par un moteur thermique. 282511 7 Le substrat de filtration est constitué par exemple de carbonate de si liclum. Dans ce substrat est délimitée une succession de canaux parallèles disjoints, les canaux étant obturés alternativement à l'une ou l'autre de leurs extrémités. Les gaz d'échappement circulent ainsi au travers des parois laté rales séparant deux canaux adjacents. En variante, le substrat 14 est constitué d'un substrat céramique chargé de matériaux catalytiques. Ce substrat présente des canaux pour le passage des gaz d'échappement. Le substrat constitue alors un organe de purification catalytique des gaz d'échappement. Le substrat perméable 14 présente latéralement une surface sensi blement cylindrique 32 présentant une forme complémentaire à la surface intérieure du tronçon principal 26 de l'enveloppe. La nappe de maintien 16 est formée par exemple d'un treillis métalli que ou d'un matériau céramique. De telles nappes sont décrites par exem ple dans les documents WO 99/23370 et EP 643 204. La nappe 16 entoure au moins partiellement la surface latérale du substrat 14. En particulier, la nappe de maintien s'étend sur l'essentiel de la périphérie du substrat 14, le long de sa surface latérale 32, au voisinage des deux extrémités du substrat. Dans la région médiane du substrat 14, la nappe de maintien 16 peut être discontinue. En outre, et selon l'invention, la nappe de maintien 16 comporte des prolongements axiaux 36 s'étendant axialement au-delà du substrat 14 à chacune de ses extrémités. Chaque prolongement 36 s'étend suivant l'essentiel de la périphérie du substrat. De plus, selon l'invention, l'enveloppe 12 comporte intérieurement de part et d'autre du substrat 14 au moins une butée transversale pour l'appui axiale de l'extrémité du substrat. Les prolongements 36 de la nappe de maintien sont ainsi enserrés entre une butée et l'extrémité en regard du substrat. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, chaque butée 40 est constituée d'un épaulement périphérique 42 formé dans le tronçon di vergeant 24 ou le tronçon convergeant 28 à son extrémité élargie. Cet 282511 7 épaulement est formé lors du fluotournage de l'enveloppe autour du substrat 14.11 définit une surface d'appui annulaire pour le substrat 14. La nappe de maintien 16 est ainsi pressée radialement par le tronçon principal 26 de l'enveloppe et axialement au niveau des prolongements 36 retenus entre une butée 40 et l'extrémité associée du substrat 14. On conçoit que les butées 40 retiennent axialement le substrat 14 et la nappe 16 à l'intérieur du volume d'échappement, évitant ainsi tout risque de déplacement axial. Suivant une variante de réalisation non représentée, I'enveloppe 12 n'est pas formoe parfluotournage d'une ébauche cylindrique, mais est cons tituée de deux demi-coques assemblées l'une à l'autre par deux soudures longitudinales diamétralement opposées. Dans ce cas également, chaque demi-coque présente un épaulement formant butée, cet épaulement constituant une surface d'appui pour le substrat, le prolongement correspondant de la nappe de maintien étant en serré entre le substrat et cet épaulement. Sur la figure 2 est représentée une variante de réalisation d'un organe d'échappement selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, I'enveloppe 12 comporte un tronçon principal 26 constitué d'un tube 50 de section constante. Les tronçons convergeant et divergeant, dont seul le tronçon convergent 24 est partielle ment représenté, sont constitués par des cônes 52 rapportés qui sont enga gés et soudés à leur extrémité de plus grand diamètre à l'intérieur du tube 50. A cette extrémité de plus grand diamètre, le cône 52 comporte un collet d'embo^'tement 54 reçu dans le tube 50. Le collet 54 présente un re bord extérieur 56 venu de matière avec le reste du cône. Le rebord 56 est obtenu par pliage de la paroi du cône sur elle-même, constituant ainsi un pli 58 tourné vers l'intérieur du tube 50. Les extrémités du rebord extérieur 56 et du tube 50 sont solidarisées par une soudure périphérique 60. Dans ce mode de réalisation, le pli 58, formant le champ du collet d'embo^'tement 54 constitue la butée d'appui du substrat 14, le prolongement 282511 7 36 =-sponda de la nappe de mallen nt ense ent p 58 substrat 14. Sur la [gure 3 est psente une autre vahanta de rdaUsadon dans quene mbo 56 e pHA non pas Fdeur du ne ma i'lntArieur de colui-ci. Dans ce mode de rdallsation, le tube 50 est solldarisA par rtermAdlaPe d'une soudum p6MphAhque 62 sur la suce eAheure du cone. Id encom, l nappe de mnten 10 es1 ensere ent pE 58 mAna g FerAmi16 du coMet d'emboMement 54 et substmt 14. Dans le mode de aBon de 1ure 4, les tngons conveent et di-ent sont rmAs Jun cOne 68 prAsennt son emitd de ps gmnd dmm, une mle 70 rMeur de queNe e mu par emb- ment une erAmitd du tube 50 constuant le tngon pMnclpal du volume Achappement Le tube 50 est sodaMsA au cane par une soudure p6Mph6 Mque 72 AtabUe entre la suce eAMeure du tube 50 et FerAm#A llbre du co#et emboDement 50. Dans ce mode de aladon, la bue d'appul axl de l'emitd du submt 14 est nstue par la su inru ne 74 du cOne 68. En palculler, le pmlongement 36 de la nappe de maintlen est enserrd entre LerAmit du substmt cAmmique 14 eLla suce latArale lntAMeure du cOne 68. En vadante, la bute 40 est constude d'une suce dcondnue suL nt la pdph6Me du substmt, n nomment de dui suce oue du sub. Sui une han du pmcAdA de bMn de roane d'Achappement selon l'invention, I'enveloppe est assemblbe comme exposA dans le document DE lOg 19 580. 282511 7 REVENDICATIONS 1.- Organe d'échappement (10) pour une ligne d'échappement com portant: une enveloppe (12) comportant un tronçon principal (26) générale ment tubulaire s'étendant entre une extrémité (18) d'introduction des gaz d'échappement et une extrémité (20) de sortie des gaz d'échappement; - un substrat (14) disposé dans ledit tronçon principal (26) générale ment tubulaire de l'enveloppe (12) et s'étendant suivant l'essentiel de la sec tion dudit tronçon principal (26); et - une nappe de maintien (16) entourant au moins partiellement le substrat (14), laquelle nappe de maintien (16) est interposée entre le subs trat (14) et l'enveloppe (12), caractérisé en ce que ladite enveloppe (12) comporte intérieurement deux butées transversales (40) pour l'appui axial des extrémités du substrat (14), et en ce que ladite nappe de maintien (16) comporte des prolongements (36) s'étendant au-delà des extrémités dudit substrat poreux (14), chaque prolongement (36) étant enserré entre une butée transversale (40) et l'ex trémité en regard dudit substrat (14). 2.- Organe d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque butée s' étend su r l' essentiel de la périphérie de l' enveloppe et définit une surface d'appui annulaire du substrat (14). 3.- Organe d'échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite enveloppe (12) comporte, à chaque extrémité (18, 20), un tronçon évasé (24, 28) de section progressivement décroissante dud it tron çon principal (26) généralement tubulaire vers ladite extrémité (18, 20), et en ce que ladite butée (40) est formée par une surface intérieure (40; 58; 74) dudit tronçon de section progressivement décroissante (24,28). 4.- Organe d'échappement selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit tronçon évasé (24, 28) est venu de matière avec le tronçon princi pal (26) généralement tubulaire, la butée transversale (40) étant constituée d'un épaulement (42) formé dans la paroi de l'enveloppe (12). 282511 7 5.- Organe d'échappement selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque tronçon évasé (52; 68) est rapporté à une extrémité du tronçon principal (16), en ce que chaque tronçon évasé (50; 68) comporte, à son extrémité de plus grand diamètre (16), un collet (54) d'embo^'tement reçu à l'intérieur du tronçon principal (16), et en ce que ladite butée est constituée par le champ (58) dudit collet d'embo^'tement (54). 6.- Organe d'échappement selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit tronçon d'embo^tement comporte un rebord (56) formant un pli (58) à l'extrémité du collet d'embo^tement (54), lequel pli (58) définit le champ (58) formant ladite butée. 7.- Ligne d'échappement comportant au moins une tuLulure d'échappement et un organe d'échappement (10) selon l'une quelconque