Brevet FR2865765A1 — publié le 20050805

La présente invention concerne un volume d'échappement, du type comportant une paroi délimitant un passage de circulation des gaz d'échappement et un piquage de connexion d'une sonde, lequel piquage comporte un manchon propre à recevoir intérieurement la sonde, lequel manchon est soudé à sa périphérie à la paroi au droit d'un orifice ménagé dans la paroi. La sophistication des systèmes d'échappement, notamment pour les véhicules à moteur thermique, nécessite la mise en place de capteurs sur la ligne d'échappement. En particulier, des capteurs de température, des capteurs de pression, ou des capteurs de mesure de la teneur des gaz d'échappement en au moins un constituant tel que l'oxygène ou le monoxyde de carbone, sont prévus sur la ligne d'échappement en amont et/ou en aval des organes de dépollution. Les éléments de la ligne d'échappement comportent généralement des parois métalliques délimitant des passages de circulation des gaz. Les capteurs sont disposés au travers de ces parois grâce à des piquages étanches. Chaque piquage est constitué généralement d'un manchon à paroi extérieure cylindrique de section constante circulaire. Ce manchon est en-gagé dans un orifice traversant la paroi et est soudé à sa périphérie sur la surface extérieure de la paroi. L'axe du manchon s'étend suivant la normale à cette paroi. Pour permettre la retenue du capteur, le manchon est taraudé intérieurement. Le manchon a une épaisseur de paroi relativement importante afin d'autoriser son taraudage intérieur. Lors de la soudure du manchon à la paroi, il convient d'apporter une chaleur importante pour assurer une pénétration satisfaisante de la soudure dans la paroi extérieure du manchon. Cet apport de chaleur important provoque parfois une déformation du taraudage, rendant ainsi la fixation du capteur impossible sans que le manchon ne soit re-taraudé après soudage. Par ailleurs, pour des raisons d'économie, les épaisseurs de paroi des volumes d'échappement sont aussi réduites que possible. La soudure est donc très délicate à réaliser sur la paroi d'épaisseur réduite, puisque l'apport de chaleur important nécessaire pour permettre une bonne pénétration dans le manchon est préjudiciable à la bonne tenue de la paroi, laquelle risque de se percer lors du soudage. L'invention a pour but de proposer un volume d'échappement comportant un piquage pour le montage d'un capteur, qui puisse être fabriqué 5 sans difficulté lors de la mise en oeuvre de la soudure. A cet effet, l'invention a pour objet un volume d'échappement du type précité, caractérisé en ce que le manchon comporte une collerette extérieure d'appui sur la paroi, laquelle collerette crée une augmentation locale de la section du manchon suivant sa longueur, et en ce que la soudure est formée à la périphérie extérieure de la collerette. Suivant des modes particuliers de réalisation, le volume d'échappement comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - l'épaisseur de la collerette est comprise entre la moitié et le triple de l'épaisseur de la paroi au voisinage de l'orifice; - l'épaisseur de la paroi au voisinage de l'orifice est comprise entre 1 mm et 1,5 mm; - l'épaisseur de la collerette est comprise entre 1 mm et 3 mm; - l'étendue radiale de la collerette est comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm; - la collerette est disposée dans la partie courante du manchon et le manchon présente, d'un côté de la collerette, un prolongement engagé dans l'orifice, et, de l'autre côté, un corps de réception de la sonde faisant saillie par rapport à la paroi; - le manchon délimite intérieurement un conduit taraudé ; - la collerette est venue de matière avec le reste du manchon; et - la soudure est une soudure avec apport de matière. 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 dessins, sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un volume d'échappement comportant une sonde selon l'invention; et La figure 2 est une vue à plus grande échelle du piquage supportant le capteur du volume de la figure 1. Sur la figure 1 est illustré un tronçon 10 d'une ligne d'échappement d'un véhicule à moteur thermique, tel qu'un véhicule à moteur Diesel. Ce tronçon comporte un volume d'échappement 12 renfermant un organe de traitement 14 tel qu'un organe de purification catalytique ou un filtre à parti- cules. Le volume d'échappement 12 est délimité par une paroi cylindrique 16 délimitant un passage de circulation des gaz d'échappement. Les extrémités de la paroi cylindrique 16 sont prolongées par un tronçon convergent et un tronçon divergent en considérant le sens d'écoulement des gaz dans le volume d'échappement. L'épaisseur ep de la paroi 16 est réduite et est, par exemple, comprise entre 1 mm et 1,5 mm. Lorsque l'organe de traitement 14 est un organe de purification catalytique, celui-ci est constitué par exemple d'un substrat de céramique poreux recouvert d'une ou plusieurs substances catalytiques. Lorsque l'organe de purification est un filtre à particules, celui-ci est formé d'un substrat de céramique poreux dans lequel sont délimités des conduits adjacents obturés alternativement à l'une et l'autre de leurs extrémités. En amont ou en aval de l'organe de traitement 14, le volume d'échappement comporte un piquage 22 prévu au travers de la paroi 16. Un capteur 24, tel qu'un capteur de température ou un capteur de pression, est fixé dans ce piquage et assure une mesure de la température à l'intérieur du volume d'échappement. Le capteur 24 est équipé d'un fil de connexion cheminant à l'extérieur du volume d'échappement. Comme illustré à plus grande échelle sur la figure 2, le piquage 22 comporte un manchon généralement cylindrique 26 d'axe X-X. Ce manchon est solidarisé par soudage à la paroi 16 au droit d'un orifice 28 ménagé dans la paroi. L'axe X-X du manchon s'étend généralement perpendiculairement à la surface de la paroi 16 à l'endroit de l'orifice 28. Le manchon présente intérieurement un conduit taraudé traversant 30 de réception du capteur 24. Ce dernier est muni extérieurement d'un filetage propre à coopérer avec le taraudage du conduit. La hauteur totale du manchon est, par exemple de 10 mm pour un diamètre nominal de 25 mm. En arrière d'une extrémité du manchon propre à être introduite au travers de la paroi 16 pour former un prolongement 26A, le manchon 26 pré- sente une collerette extérieure 32 délimitant un patin d'appui sur la paroi 16. Cette collerette a une épaisseur réduite notée ec. Cette épaisseur est du même ordre de grandeur que l'épaisseur ep de la paroi 16. Par exemple, l'épaisseur ec de la collerette 32 est comprise entre la moitié et le triple de l'épaisseur ep de la paroi 16. Cette épaisseur ec est avantageusement comprise entre 1 mm et 3 mm et de préférence entre 1 mm et 1,5 mm. La collerette 32 crée une augmentation locale de la section du manchon 26. L'étendue radiale notée r de la collerette 32 par rapport au diamètre nominal du manchon est comprise entre 0,5 mm et 2 mm. Le manchon présente axialement vers l'extérieur, au-delà de la collerette 32, un corps 26B de réception de la sonde. Ce corps 26B fait saillie vers l'extérieur par rapport à la paroi 16. Sa hauteur est de l'ordre de 6 mm dans l'exemple considéré. Le manchon 26, et notamment la collerette 32, sont formés par usi- nage. Le diamètre de l'orifice 28 est égal, dans le cas considéré, à 24 mm, de sorte que le manchon 26 s'appuie sur la paroi 16 sur l'essentiel de l'étendue radiale de la collerette 32. Le manchon 26 est lié à la paroi 16 par un cordon de soudure périphérique 34 formé par apport de matière dans l'angle délimité entre la sur-face latérale extérieure de la collerette 32 et la surface de la paroi 16. Le soudage est effectué par exemple par un procédé de type TIG (Tungstène Inert Gaz). On constate qu'avec un tel profil pour le manchon formant le piquage, la soudure peut être effectuée avec un apport de chaleur relativement réduit, puisque la soudure est effectuée entre deux éléments d'épaisseur réduite, à savoir la paroi 16 et la collerette 32. Ainsi, pour obtenir une pénétration sa- tisfaisante du métal d'apport, un apport de chaleur réduit suffit pour amener les surfaces soudées à une température adaptée au soudage. De plus, l'apport de chaleur étant réduit, les risques de déformation du taraudage 30 sont réduits, d'autant plus que la soudure 34 est écartée du 5 taraudage par l'étendue radiale de la collerette 32. Enfin, la présence de la collerette 32 évite aux grabons engendrés lors de la soudure de tomber dans le volume d'échappement. REVENDICATIONS 1.- Volume d'échappement (12) comportant une paroi (16) délimitant un passage de circulation des gaz d'échappement et un piquage (22) de connexion d'une sonde (24), lequel piquage (22) comporte un manchon (26) propre à recevoir intérieurement la sonde (24), lequel manchon (26) est soudé à sa périphérie à la paroi (16) au droit d'un orifice (28) ménagé dans la paroi (16), caractérisé en ce que le manchon (26) comporte une collerette extérieure (32) d'appui sur la paroi (16), laquelle collerette (32) crée une augmentation locale de la section du manchon (26) suivant sa longueur, et en ce que la soudure (34) est formée à la périphérie extérieure de la colle- rette (32). 2.- Volume d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur (ec) de la collerette (32) est comprise entre la moitié et le triple de l'épaisseur (en) de la paroi (16) au voisinage de l'orifice (28) . 3.- Volume d'échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur (ep) de la paroi (16) au voisinage de l'orifice (28) est comprise entre 1 mm et 1,5 mm. 4.- Volume d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur (ec) de la collerette (32) est comprise entre 1 mm et 3 mm. 5.- Volume d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étendue radiale (r) de la collerette (32) est comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm. 6.- Volume d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la collerette (32) est disposée dans la partie courante du manchon (16) et le manchon présente, d'un côté de la collerette (32), un prolongement (26A) engagé dans l'orifice (28), et, de l'autre côté, un corps (26B) de réception de la sonde (24) faisant saillie par rapport à la paroi (16). 7.- Volume d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (26) délimite intérieurement un conduit taraudé (30). 8.- Volume d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la collerette (32) est venue de matière avec le reste du manchon (26). 9.- Volume d'échappement selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que la soudure (34) est une soudure avec apport de matière.