Brevet FR2857049A1 — publié le 20050107

La présente invention a trait à un dispositif d'obturation d'un conduit que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne. Cette invention concerne le domaine de l'industrie automobile et plus particulièrement celui des équipements assurant l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant par un moteur thermique à combustion interne. A ce propos, on observera qu'un tel moteur est complété par une ligne d'échappement comportant, plus particulièrement au niveau d'un silencieux, au moins un conduit délimitant un passage des gaz d'échappement et complété par un dispositif agencé pour assurer une obturation de ce conduit. Un tel dispositif d'obturation comporte, usuellement, un clapet, par exemple monté de manière articulée par rapport au conduit, et susceptible d'adopter, d'une part, une première position autorisant le passage des gaz au travers de ce conduit et, d'autre part, une seconde position dans laquelle le conduit est, au moins en partie, obturé empêchant un tel passage de gaz. A ce propos, on remarquera que ce dispositif d'obturation est conçu en sorte que, d'une part et en dessous d'une pression incidente déterminée des gaz sur le clapet (par exemple à bas régime moteur), ce clapet soit maintenu en position d'obturation du conduit et que, d'autre part et lorsque la pression des gaz devient supérieure à cette pression déterminée, ce clapet s'ouvre pour autoriser le passage des gaz et que, d'autre part encore et après ouverture, ce clapet se referme en cas de baisse de la pression des gaz. A cet effet, ledit dispositif d'obturation est complété par un ressort conçu apte à coopérer avec ledit clapet et agencé pour, d'une part, résister à la pression des gaz en vue de maintenir le clapet dans une position d'obturation et, d'autre part, ramener ce clapet en position d'obturation en cas de chute de la pression des gaz. On observera que, afin de résister à une pression des gaz pouvant être forte, un tel ressort peut être mis en place contre le clapet avec une forte précharge ce qui complexifie notablement une telle mise en place. De plus, un tel ressort est disposé dans un environnement particulier (gaz d'échappement chauds) ce qui, d'une part, nécessite de faire appel à un matériau spécifique pour la réalisation de ce ressort et, d'autre part, influe sur les spécifications, notamment sur la force de rappel, de ce ressort qui peuvent évoluer avec la température. Il en résulte qu'un tel ressort doit présenter des caractéristiques bien spécifiques nécessitant une conception particulière (notamment en ce qui concerne le nombre de spires augmentant avec la valeur de la précharge souhaitée) de sorte que son coût de revient devient particulièrement élevé et peut représenter jusqu'à la moitié du coût du dispositif d'obturation. De plus, le fait d'associer un tel ressort à un tel clapet limite, de manière notable, l'angle d'ouverture de ce clapet ce qui ne permet pas une circulation optimale des gaz. Il est, alors, indispensable de trouver un compromis entre un grand débattement du clapet et une résistance à une précharge élevée ce qui se fait, forcément, au détriment de l'un ou de l'autre. La présente invention se veut à même de remédier aux inconvénients des dispositifs de l'état de la technique. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'obturation d'un conduit que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui délimite un passage des gaz d'échappement, ce dispositif comportant, d'une part, un clapet conçu apte à refermer ledit passage et, d'autre part, des moyens de rappel de ce clapet en position de fermeture, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de maintien du clapet en position de fermeture, ces moyens de maintien étant distincts des moyens de rappel du clapet. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de maintien du clapet en position de fermeture sont agencés pour relâcher ledit clapet en vue du passage des gaz, ceci au- delà d'une contrainte déterminée exercée par ces gaz sur ledit clapet. Encore une autre caractéristique consiste en ce que ces moyens de maintien sont, soit de type magnétique, soit de type 5 mécanique. Une caractéristique additionnelle concerne le fait que les moyens de rappel en position de fermeture sont constitués, soit par une masselotte associée audit clapet, soit par un ressort prenant appui sur le clapet. Les avantages de la présente invention consistent en ce que les moyens de rappel et les moyens de maintien du clapet sont distincts ce qui permet, pour chacun de ces moyens, de faire appel à élément spécifique, simple, efficace et peu onéreux. Chacun de ces éléments conserve ses spécificités propres et peut être choisi parmi des composants existants, standards, voire même répandus. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à des modes de réalisation qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint en annexe et dans lequel: - la figure 1 est une vue schématisée et en perspective du dispositif selon l'invention en configuration d'obturation du 25 conduit; - la figure 2 est une vue schématisée et en éclaté du dispositif selon l'invention; - les figures 3 et 4 sont des schémas correspondant à différents moyens mécaniques de maintien du clapet. La présente invention concerne le domaine de l'industrie automobile et plus particulièrement celui des équipements assurant l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant par un moteur thermique à combustion interne. A ce propos, on observera qu'un tel moteur est associé à une ligne d'échappement comportant, plus particulièrement au niveau d'un silencieux (non représenté), au moins un conduit 1 délimitant un passage 2 des gaz d'échappement. Un tel conduit 1 peut notamment être constitué par un tube (par exemple de sortie ou d'entrée) ou encore par un orifice ménagé au niveau d'une coupelle que comporte, intérieurement, un tel silencieux. Tel que visible sur les figures en annexe, un tel conduit 1 est complété par un dispositif 3 conçu apte à assurer une obturation de ce conduit 1 en vue d'empêcher, au moins en partie, le passage des gaz d'échappement. Un tel dispositif d'obturation 3 comporte, d'une part, un clapet 4 conçu apte à refermer ledit passage 2 et, d'autre part, des moyens 5 agencés pour assurer un rappel de ce clapet 4 en position de fermeture. Selon l'invention, ce dispositif d'obturation 3 comporte encore des moyens 6 agencés pour assurer un maintien du clapet 4 en position de fermeture, ces moyens 6 de maintien étant agencés pour agir avec lesdits moyens 5 de rappel tout en étant distincts de ces derniers 5. Tel que visible sur les figures en annexe, ledit dispositif d'obturation 3 comporte un châssis 7 pourvu de moyens 8 agencés pour permettre un montage de ce dispositif 3 sur ledit conduit 1. De tels moyens de montage 8 adoptent, de préférence, la forme d'une découpe ou analogue permettant en engagement, au moins partiel, de ce châssis 7 sur ledit conduit 1. Ces moyens de montage 8 peuvent comporter ou être complétés par des moyens agencés pour assurer une immobilisation de ce châssis 7 sur ce conduit 2. De tels moyens d'immobilisation peuvent, alors, être constitués par des moyens de montage de type serré ou, encore, par des moyens de solidarisation du châssis 7 sur le conduit 1. Ce châssis 7 comporte, encore, des moyens 9 de réception, de manière articulée, dudit clapet 4, ces moyens 9 étant, notamment, défini par une chape 10 ou analogue pour la réception d'un axe 11 sur lequel est monté (en basculement) ledit clapet 4. A ce propos, on remarquera que ledit châssis 7 peut être défini à partir d'une plaque, notamment métallique, au niveau de laquelle sont définis au moins les moyens de montage 8 et de réception 9, notamment après une mise en forme et/ou une découpe de cette plaque. En ce qui concerne les moyens de maintien 6 du clapet 4 en position de fermeture, ceux-ci sont agencés pour relâcher ledit clapet 4 en vue du passage des gaz, ceci au-delà d'une contrainte déterminée Cp exercée par les gaz sur ledit clapet 4. A ce propos, on observera que cette contrainte Cp peut varier en fonction du moteur, de la ligne d'échappement ou du conduit 1 auquel est associé le dispositif d'obturation 3 objet de la présente invention et que les spécifications des moyens de maintien 6 peuvent, alors, être amenées à être ajustées au cas d'espèce par l'homme du métier. Aussi et selon un premier mode de réalisation de l'invention, ces moyens de maintien 6 peuvent être de type magnétique. En fait, de tels moyens 6 de maintien magnétiques peuvent être constitués par un aimant 12 associé, selon le cas, au clapet 4 ou au conduit 1 et agencé pour coopérer avec un élément métallique ou magnétique associé, respectivement au conduit 1 ou au clapet 4. Un mode de réalisation particulier visible figures 1 et 2 correspond à un aimant 12 associé au conduit 1, plus particulièrement au châssis 7 du dispositif d'obturation 3 rendu solidaire de ce conduit 1. Encore un autre mode de réalisation consiste en ce que les moyens de maintien 6 de type magnétique sont constitués par un électro-aimant, plus particulièrement associé au conduit 1, notamment au châssis 7 du dispositif d'obturation 3 monté sur ce conduit 1. Un tel électro-aimant est raccordé à des moyens d'alimentation en énergie électrique qui peuvent comporter ou être complétés par des moyens de réglage de l'énergie électrique fournie. Ce mode de réalisation permet d'ajuster l'énergie électrique fournie à la valeur de la contrainte Cp des gaz incidents pour laquelle on souhaite que le clapet 4 soit relâché. Ceci autorise, avantageusement, l'utilisation d'un même dispositif d'obturation 3 pour différents véhicules, différentes motorisations et/ou différents lignes d'échappement. Un tel mode de réalisation permet, encore, d'envisager un pilotage du dispositif d'obturation 3, notamment en fonction du régime de fonctionnement du moteur. A ce propos, un mode particulier de réalisation consiste à piloter ledit dispositif d'obturation 3 en sorte d'autoriser une ouverture du clapet 4 pour (et/ou au-delà) un régime moteur déterminé. Selon un autre type de réalisation de ces moyens de maintien 6, ces derniers 6 peuvent être de type mécanique. Ainsi et selon un premier exemple de réalisation, de tels moyens de maintien 6 peuvent être définis par des moyens agencés pour réaliser un accrochage sur ou par le clapet 4. De tels moyens d'accrochage peuvent, alors, être définis soit au niveau du clapet 4, soit au niveau du conduit 1 ou du châssis 7 monté sur ce dernier 1. A titre d'exemple de réalisation de tels moyens d'accrochage peuvent être constitués par des moyens formant redan, un téton, un crochet, un ergot ou analogue conçus aptes à être déformés (de préférence élastiquement) sous l'impulsion d'une contrainte exercée sur le clapet 4, ceci en vue de relâcher ce dernier 4 au-delà d'une contrainte déterminée Cp exercée par les gaz sur ledit clapet 4. A ce propos, il a été représenté figure 3 un exemple de réalisation d'un tel moyen d'accrochage, d'une part et en trait plein, en position de maintien du clapet 4 et, d'autre part et en traits discontinus, en position de relâchement de ce clapet 4. Encore un autre mode de réalisation visible figure 4 consiste en ce que de tels moyens de maintien 6 mécaniques peuvent être constitués par des moyens de clipage comportant une partie mâle associée au clapet 4 ainsi qu'une partie femelle associée au conduit 1 (ou au châssis 7 du dispositif 3) et destinée à coopérer avec ladite partie mâle par engagement de cette dernière dans ladite partie femelle pour le maintien du clapet 4 en position de fermeture. Cette partie femelle (et/ou la partie mâle) est de type déformable (préférentiellement élastiquement) sous l'effet d'une contrainte exercée par les gaz sur le clapet 4, ceci en vue de permettre le relâchement de ce dernier 4. Finalement, ces moyens 6 de maintien mécaniques peuvent, encore, être définis par des moyens agencés pour exercer une 10 force de frottement sur le clapet 4. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'obturation 3 comporte, encore, des moyens 5 agencés pour assurer un rappel du clapet 4 dans sa position de fermeture. Un premier mode de réalisation non représenté consiste en ce que de tels moyens de rappel 5 sont définis par une masselotte associée audit clapet 4. La fermeture de ce clapet 4 s'opère, alors, par gravité. Cependant et selon un mode de réalisation préféré visible 20 figures 1 et 2, de tels moyens de rappel 5 sont constitués par un ressort 13 prenant appui sur le clapet 4. Ce ressort 13 adopte, de préférence, la forme d'un boudin engagé par dessus l'axe 11 de montage du clapet 4 sur le châssis 7. Le dispositif d'obturation 3 selon l'invention est particulièrement polyvalent et son utilisation peut être envisagée pour équiper un conduit, notamment défini par un orifice que présente la coupelle interne d'un silencieux ou encore défini par un tube d'entrée ou de sortie de silencieux, par exemple tels que ceux visibles dans les documents DE-298 03 183 ou DE-199 35 711. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. 9 REVENDICATIONS 1) Dispositif (3) d'obturation d'un conduit (1) que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui délimite un passage (2) des gaz d'échappement, ce dispositif (3) comportant, d'une part, un clapet (4) conçu apte à refermer ledit passage (2) et, d'autre part, des moyens (5) de rappel de ce clapet (4) en position de fermeture, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (6) de maintien du clapet (4) en position de fermeture, ces moyens (6) de maintien étant distincts desdits moyens (5) de rappel du clapet (4). 2) Dispositif (3) d'obturation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens (6) de maintien du clapet (4) en position de fermeture sont agencés pour relâcher ledit clapet (4) en vue du passage des gaz, ceci au-delà d'une contrainte (Cp) déterminée exercée par ces gaz sur ledit clapet (4). 3) Dispositif (3) d'obturation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens (6) de maintien sont de type magnétique. 4) Dispositif (3) d'obturation selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens (6) de maintien magnétiques sont constitués par un aimant (12) associé, selon le cas, au clapet (4) ou au conduit (1) et agencé pour coopérer avec un élément métallique ou magnétique associé, respectivement audit conduit (1) ou audit clapet (4). 5) Dispositif (3) d'obturation selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens (6) de maintien magnétiques sont constitués par un électro-aimant raccordé à des moyens d'alimentation en énergie électrique, notamment comportant ou complétés par des moyens de réglage de l'énergie électrique fournie. 6) Dispositif (3) d'obturation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les moyens (6) de maintien sont de type mécanique. 7) Dispositif (3) d'obturation selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens (6) de maintien mécaniques sont définis par des moyens agencés pour réaliser un accrochage sur ou par le clapet (4). 8) Dispositif (3) d'obturation selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage sont définis par des moyens formant redan, un crochet, un téton, un ergot ou analogue conçus aptes à être déformés sous l'impulsion d'une contrainte exercée sur le clapet (4). 9) Dispositif (3) d'obturation selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens (6) de maintien mécaniques sont définis par des moyens agencés pour exercer une force de frottement sur le clapet (4). 10) Dispositif (3) d'obturation selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens (6) de maintien mécaniques sont définis par des moyens de clipage comportant une partie mâle ainsi qu'une partie femelle destinée à coopérer avec ladite partie mâle par engagement de cette dernière dans ladite partie femelle pour le maintien du clapet (4) en position de fermeture. 11) Dispositif (3) d'obturation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens (5) de rappel en position de fermeture sont constitués par une masselotte associée audit clapet (4). 12) Dispositif (3) d'obturation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les moyens (5) de rappel en position de fermeture sont constitués par un ressort (13) prenant appui sur le clapet (4).