Brevet FR2853386A1 — publié le 20041008

JOINT D'ETANCHEITE AUX GAZ POUR RACCORDEMENT ENTRE DEUX CONDUITS ET RACCORDEMENT ENTRE bEUX CONDUITS INCORPORANT LEDIT JOINT La présente invention se rapporte à un joint d'étanchéité pour un raccordement entre deux conduits, plus particulièrement des conduits d'échappement de moteur thermique, ainsi qu'à un raccordement entre deux conduits incorporant ledit joint. Les conduits d'échappement pour moteur thermique peuvent être constitués d'un simple tube métallique, ou d'un premier tube métallique dit tube intérieur, d'un second tube métallique dit tube extérieur, sensiblement coaxial au premier, et d'une garniture ou d'un isolant thermique interposé entre les deux tubes. Ces derniers conduits sont plus particulièrement adaptés pour résister aux hautes 10 températures, supérieures à 5000C, présentes notamment en sortie du moteur. A ces températures, le tube intérieur se dilate fortement et se déforme radialement, l'isolant thermique limitant les transferts de chaleur en direction du tube extérieur et amortissant les déformations du conduit intérieur. Ces conduits peuvent avoir toutes formes de section et de profil. Pour simplifier 15 la fabrication et la maintenance, la ligne d'échappement comprend plusieurs tronçons ou conduits qui sont reliés entre eux de différentes manières. La première solution pour raccorder ces tronçons consiste à emmancher les conduits l'un dans l'autre, l'un d'eux ayant au niveau de l'extrémité à raccorder un diamètre intérieur légèrement supérieur à l'autre et une pluralité d'entailles 20 longitudinales permettant la déformation de ladite extrémité. Ainsi, il suffit d'emmancher les deux conduits et de serrer l'extrémité du conduit de plus grand diamètre à l'aide d'un collier pour obtenir une liaison mécanique solide entre les deux conduits. Même si le collier de serrage permet de plaquer la face intérieure d'un conduit contre la face extérieure de l'autre conduit, il subsiste toujours des fuites au niveau du fond des entailles non déformable. Aussi, ce 5 type de raccordement ne permet pas de répondre aux normes anti- pollutions de plus en plus draconiennes. Une autre solution consiste à prévoir au niveau de chaque extrémité des conduits à raccorder, une tête, appelée tête de bridage, offrant une surface sensiblement plane. Ainsi, les deux surfaces planes sont disposées l'une contre 10 l'autre et plaquées à l'aide de vis de serrage. Un joint plat est généralement intercalé entre les deux surfaces de manière à améliorer l'étanchéité. Même si ce type de raccordement permet de répondre aux normes anti-pollutions, il ne donne pas pleinement satisfaction en raison de son coût élevé et des risques de ruptures ou de fissures au niveau de la liaison de la tête et du conduit. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un raccordement entre deux conduits, notamment des conduits d'échappement raccordés à un moteur thermique, de conception simple, d'un faible coût de revient et respectant les normes antipollutions. A cet effet, l'invention a pour objet un raccordement entre deux conduits, le 20 premier conduit comprenant au moins un premier tube appelé tube intérieur, un second tube appelé tube extérieur et une garniture, notamment un isolant thermique, disposée entre le tube intérieur et le tube extérieur, le second conduit comportant au moins un tube, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de liaison mécanique entre le tube extérieur du premier conduit et le 25 tube du second conduit ainsi qu'au moins un joint comportant des moyens d'étanchéité susceptibles de limiter la propagation d'un fluide en direction de la garniture et/ou de l'extérieur des conduits et des moyens de liaison avec le tube intérieur du premier conduit susceptibles de se déformer de manière élastique. Les moyens de liaison entre le tube extérieur du premier conduit et le tube du second conduit assurent une liaison solide entre les deux conduits alors que le joint limite la propagation des gaz en direction de la garniture et de l'extérieur, les moyens de liaison entre le joint et le tube intérieur assurant une liaison 5 solide entre ces deux éléments malgré les déformations radiales et longitudinales dudit tube intérieur. L'invention a pour objet également un joint utilisé dans le présent raccordement. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en 10 regard des dessins annexés sur lesquels les différentes figures montrent: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un conduits selon un mode simplifié de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale réalisation, - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale réalisation, - la f igure 4 est une vue en coupe longitudinale réalisation, - la f igure 5 est une vue en coupe longitudinale 20 réalisation, raccordement entre deux d'un deuxième mode de d'un troisième mode de d 'un quatrième mode de d 'un cinquième mode de - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'un sixième mode de réalisation, - la figure 7 est une vue en perspective d'un joint comprenant un seul élément, et - la figure 8 est une vue en perspective d'un joint comprenant au moins deux 25 éléments superposés. Sur les différentes figures 1 à 6, on a représenté un raccordement 10 entre un premier conduit 12 et un second conduit 14. Le raccordement de l'invention est plus particulièrement destiné à assurer la liaison mécanique entre deux conduits d'une ligne d'échappement d'un moteur thermique. Le premier conduit 12, disposé à gauche sur les figures, comprend au moins un 5 premier tube 16 appelé tube intérieur, un second tube 18 appelé tube extérieur, d'un diamètre supérieur et coaxial au premier, et une garniture 20, notamment un isolant thermique, disposée entre le tube intérieur 16 et le tube extérieur 18. La garniture 20 a pour fonction de limiter les transferts thermiques du tube intérieur 16 vers le tube extérieur 18 et d'absorber les déformations radiales 10 et longitudinales du tube intérieur 16. Ce type de conduit est plus particulièrement destiné à assurer la canalisation de gaz chauds, d'une température supérieure ou égale à 500'C et se trouve de préférence disposé en tête de la ligne d'échappement, à proximité du collecteur. Lorsqu'un gaz chaud circule à l'intérieur du premier conduit 12, le tube intérieur 16 se dilate et se 15 déforme radialement et longitudinalement. La présence de l'isolant thermique 20 permet de limiter l'élévation de température du tube extérieur 18 si bien que ce dernier ne subit que de faibles ou de très faibles déformations radiales et longitudinales. be plus son épaisseur est généralement réduite. Le second conduit 14, disposé à droite sur les figures, comprend généralement 20 au moins un tube 22. Ce conduit est plus particulièrement destiné à assurer la canalisation de gaz moins chauds que le premier conduit. Le tube 22 ne subit généralement qu'un échauffement limité si bien qu'il ne subit que de faibles ou de très faibles déformations radiales et longitudinales sensiblement identiques à celles du tube extérieur 18. Les tubes 16, 18 et 22 sont métalliques et peuvent avoir des sections et des profils de différentes formes. Généralement, les sections sont circulaires ou elliptiques et le profil est droit ou coudé. Pour simplifier l'explication, on a choisi sur les différentes figures des sections circulaires et des profils droits. La garniture 20 n'est pas plus détaillée car elle est à la portée de l'homme du métier. Selon l'invention, le raccordement 10 comprend des moyens 24 de liaison mécaniques entre le tube extérieur 18 et le tube 22 du second conduit ainsi qu'un joint 26 comportant des moyens 28 d'étanchéité limitant la propagation des gaz en direction de la garniture 20 et/ou de l'extérieur des conduits 12 et 14 et des moyens 30 de liaison avec le tube intérieur 16 susceptibles de se 10 déformer de manière élastique. Ainsi, les moyens 28 d'étanchéité permettent de rendre compatible ce raccordement 10 aux normes anti-pollutions en limitant les fuites de gaz vers l'extérieur et de limiter la détérioration de la garniture par les gaz. Les moyens 30 de liaison sont susceptibles de se déformer radialement pour 15 suivre les déformations du tube intérieur 16 et ce de manière élastique pour assurer toujours une liaison mécanique solide avec ledit tube intérieur 16. Selon une variante simplifiée illustrée par la figure 1, les moyens 24 de liaison entre le tube extérieur 18 et le tube 22 sont de type par emmanchement l'une des extrémités des tubes par exemple, celle du tube extérieur 18, ayant un 20 diamètre intérieur légèrement supérieur ou égal au diamètre extérieur de l'extrémité de l'autre tube, dans l'exemple le tube 22. La liaison par emmanchement peut être renforcée par une soudure ou un collier de serrage. Selon une variante améliorée, au moins l'une des extrémités des tubes 18 et 22 comprend une zone déformable susceptible de permettre une déformation 25 radiale de ladite extrémité. Selon un mode de réalisation non représenté, l'une des extrémités comprend au moins une entaille longitudinale. Selon un mode de réalisation préféré et représenté sur les figures 2 à 6, l'une des extrémités, selon l'exemple l'extrémité du tube 22, comprend un pli 32, le tube 22 ayant une portion de tube 34 repliée à l'extérieur dudit tube 22 d'un diamètre supérieur audit tube 22. Avantageusement, en position non assemblée, 5 il subsiste un jeu entre la portion de tube repliée 34 et le tube 22 si bien que la portion repliée peut se déformer radialement par rapport au tube 22. Selon ce mode de réalisation, la portion repliée 34 est emmanchée à l'intérieur du tube extérieur 18. Cet agencement autorise des déformations radiales différentes entre le tube extérieur 18 et le tube 22 du second conduit. Avantageusement, une soudure est prévue entre le tube extérieur 18 et la portion repliée 34. Comme illustré sur les figures 2 à 6, l'extrémité 36 de la portion repliée 34 est décalée vers l'intérieur par rapport à l'extrémité 38 du tube extérieur 18 et un cordon de soudure 40 est ménagé au niveau de l'extrémité 36 reliant ladite extrémité 36 avec la surface intérieure du tube 15 extérieur 22. On peut aussi se contenter d'une soudure par points dont la résistance mécanique est suffisante. Le joint 26 illustré en détail sur la figure 7 comprend des moyens 28 d'étanchéité en forme de disque 42 s'étendant sensiblement radialement et limitant la propagation des gaz. Les formes et dimensions du disque 42 sont adaptées à celles du tube extérieur 18 et/ou du tube 22. Ainsi, comme illustré par les figures 1 et 2, le disque 42 peut avoir un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube extérieur 18 de manière à ménager un chemin de fuite de section réduite entre ces deux 25 éléments. Comme illustré sur la figure 1, le disque 42 peut avoir une partie de sa surface en contact ou très proche du tube 22 de manière à ménager un chemin de fuite de section réduite entre ces deux éléments. Sur la figure 2, le disque 42 n'est pas plaqué contre le tube 22 et le chemin de fuite est limité qu'entre ledit disque 42 et le tube extérieur 18. Dans ce cas, l'étanchéité vers l'extérieur est assurée par la liaison entre le tube extérieur 18 et le tube 22. Selon un mode de réalisation préféré et illustré par les figures 3 à 6, le tube 22 comprend un pli 32 et le disque 42 vient en contact contre le tube 22 au droit de 5 ce pli. Cet agencement procure un chemin de fuite! plus long d'o une meilleure étanchéité. De préférence, dans ce cas, le diamètre extérieur du disque 42 est très légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube extérieur 18 de manière à ménager un chemin de fuite de section réduite en direction de la garniture 20. Avantageusement, comme illustré par la figure 4, la périphérie du disque 42 10 comprend un pli qui augmente le chemin de fuite. Cet agencement permet d'obtenir une étanchéité optimale tant en direction de l'extérieur que de la garniture 20. Selon une autre caractéristique, pour améliorer l'étanchéité, le disque 42 et le tube 22 peuvent être soudés au droit du pli 32. Pour suivre les déformations radiales et longitudinales du tube intérieur 16, le joint 26 comprend des moyens 30 de liaison déformables de manière élastique afin de garantir une liaison mécanique solide quel que soit l'état du tube intérieur 16. Selon un mode de réalisation non représenté, le joint peut comprendre un pli et 20 une zone repliée à la manière du tube 22 pour obtenir la déformation élastique radiale. Selon un mode de réalisation préféré et illustré par les figures 1 à 6, le joint 26 ou au moins une partie disposée entre les moyens d'étanchéité 28 et les moyens de liaison 30 est en matériau ayant une limite élastique élevée de manière à 25 garantir la déformation élastique de ladite partie quelle que soit la température de fonctionnement. Avantageusement, les moyens 30 de liaison ont une forme conique 44, en position non assemblée comme illustré par la figure 7, avec au moins une entaille 46 permettant la déformation de la partie conique 44. Comme illustré par la figure 7, la partie conique 44 comprend quatre entailles 46. Cette portion conique permet d'emmancher le joint 26 au niveau du diamètre extérieur du tube intérieur 16 et les entailles 46 autorisent les déformations radiales. Ainsi, le joint 26 est toujours solidement lié audit tube 16 malgré les variations de déformations radiales du tube intérieur 16. Comme illustré par les figures 1 à 6, la partie conique 44 comprend une portion en contact avec le tube intérieur 16 et une portion qui ne l'est pas et qui peut toujours se déformer et suivre les variations de déformations dudit tube intérieur 16. Avantageusement, comme illustré par la figure 4, lorsque le tube 22 10 comprend un pli 32, ledit tube 22 vient en contact avec la partie conique 44 déformée au droit de la portion qui n'est pas en contact avec le tube intérieur 16. Cet agencement permet d'obtenir un premier étranglement qui limite les fuites de gaz en direction de la garniture 20 et/ou de l'extérieur. Le joint 26 peut comprendre un seul élément comme illustré par les figures 1 à 4 15 et 7, ou une superposition de plusieurs éléments ou joints 26 comme illustré par les figures 5, 6 et 8. Selon cette dernière solution, les entailles référencées 46.1 d'un premier élément sont décalées par rapport aux entailles référencées 46.2 d'un second élément de manière à garantir l'étanchéité en direction de la garniture 20, comme illustré par la figure 8. Dans ce dernier cas, le joint peut 20 être constitué d'un empilage d'au moins deux joints identiques comme illustré par la figure 4 ou par des joints ayant des diamètres intérieurs différents comme illustré par la figure 5. Selon un autre avantage, l'empilement des joints contribue à améliorer la résistance de la liaison mécanique entre le joint 26 et le tube intérieur 16. Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface ou une partie de la surface du joint ou des éléments formant le joint comprend un revêtement, par exemple à base de molybdène, pour améliorer l'étanchéité, notamment au niveau des surfaces en contact. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les matériaux, les formes et les dimensions des différents éléments ainsi que le domaine d'application, le domaine des conduits d'échappement étant simplement une application préférée. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité aux gaz susceptible d'être disposé au niveau d'un raccordement (10) entre deux conduits (12, 14), le premier conduit (12) comprenant au moins un premier tube (16) appelé tube intérieur, un second tube (18) appelé tube extérieur et une garniture (20), notamment un isolant 5 thermique, disposée entre le tube intérieur (16) et le tube extérieur (18), le second conduit (14) comportant au moins un tube (22) susceptible d'être relié au tube extérieur (18) du premier conduit, caractérisé en ce que ledit joint comporte des moyens (28) d'étanchéité susceptibles de limiter la propagation d'un fluide en direction de la garniture (20) et/ou de l'extérieur des conduits 10 (12,14) et des moyens (30) de liaison avec le tube intérieur (16) susceptibles de se déformer de manière élastique. 2. Joint d'étanchéité aux gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (28) d'étanchéité se présentent sous la forme d'un disque (42) s'étendant sensiblement radialement. 3. Joint d'étanchéité aux gaz selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (30) de liaison ont une forme conique (44), en position non assemblée, avec au moins une entaille (46) permettant la déformation de la partie conique (44). 4. Joint d'étanchéité aux gaz comprenant un empilage d'au moins deux 20 éléments ou joints selon la revendication 3, caractérisé en ce que les entailles (46) des différents éléments sont décalées. 5. Raccordement entre deux conduits (12, 14), le premier conduit (12) comprenant au moins un premier tube (16) appelé tube intérieur, un second tube (18) appelé tube extérieur et une garniture (20), notamment un isolant 25 thermique, disposée entre le tube intérieur (16) et le tube extérieur (18), le il second conduit (14) comportant au moins un tube (22) , caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (24) de liaison mécanique entre le tube extérieur (18) du premier conduit et le tube (22) du second conduit ainsi qu'au moins un joint (26) comportant des moyens (28) d'étanchéité susceptibles de limiter la propagation 5 d'un fluide en direction de la garniture (20) et/ou de l'extérieur des conduits (12, 14) et des moyens (30) de liaison avec le tube intérieur (16) du premier conduit susceptibles de se déformer de manière élastique. 6. Raccordement selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (24) de liaison entre le tube extérieur (18) du premier conduit et le tube 10 (22) du second conduit sont de type par emmanchement, l'une des extrémités des tubes ayant un diamètre intérieur légèrement supérieur ou égal au diamètre extérieur de l'extrémité de l'autre tube. 7. Raccordement selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins l'une des extrémités des tubes (18, 22) comprend une zone déformable 15 susceptible de permettre une déformation radiale de ladite extrémité. 8. Raccordement selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'extrémité du tube (22) du second conduit comprend un pli (32) afin qu'une portion de tube (34) soit repliée à l'extérieur dudit tube (22), un jeu entre la portion de tube repliée (34) et le tube non pliée (22) étant prévu, ladite portion 20 de tube repliée étant emmanchée à l'intérieur du tube extérieur (18) du premier conduit. 9. Raccordement selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'extrémité (36) de la portion repliée (34) est décalée vers l'intérieur par rapport à l'extrémité (38) du tube extérieur (18) du premier conduit et une 25 soudure (40) est prévue reliant ladite extrémité (36) avec la surface intérieure du tube extérieur (22). 10. Raccordement selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les moyens (28) d'étanchéité du joint (26) se présentent sous la forme d'un disque (42) s'étendant sensiblement radialement. 11. Raccordement selon la revendication 10, caractérisé en ce que le tube 5 (22) du second conduit comprend un pli (32) et en ce que le disque (42) est plaqué contre le tube (22) au droit du pli. 12. Raccordement selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le diamètre extérieur du disque (42) est très légèrement inférieur au diamètre du tube extérieur (18) de manière à ménager un chemin de fuite de section réduite 10 en direction de la garniture (20). 13. Raccordement selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que les moyens (30) de liaison du joint ont une forme conique (44), en position non assemblée, avec au moins une entaille (46) permettant la déformation de la partie conique (44). 14. Raccordement selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend un empilage d'au moins deux joints dont les entailles sont décalées.