Brevet FR2863658A1 — publié le 20050617

La présente invention a trait à un dispositif d'obturation de l'extrémité 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 permettant d'assurer l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique à combustion interne. On observera qu'un tel équipement vient compléter ce moteur thermique et est constitué par une ligne d'échappement, équipant la sortie de ce moteur, et comportant, usuellement, un silencieux conçu apte à réduire les émissions sonores de ce moteur et de cette ligne d'échappement. A ce propos, il a été constaté que l'efficacité acoustique d'un tel silencieux augmentait avec la résistance qu'il était capable d'opposer au passage des gaz. A noter, cependant, qu'une résistance trop importante entraîne une augmentation de la pression ou contre pression à l'intérieur de la ligne d'échappement, ce qui se traduit par une dégradation des performances du moteur. Pour tenir compte de ce phénomène, il a, d'ores et déjà, été proposé d'utiliser des silencieux fonctionnant selon un double mode. Pour adopter un tel fonctionnement, ces silencieux comportent un dispositif d'obturation, monté sur un conduit délimitant un passage des gaz d'échappement, et comportant, usuellement, un clapet monté de manière articulée par rapport audit conduit. Ce clapet est agencé, d'une part, de sorte à adopter, à faible régime moteur et dans des conditions de faible contre pression, une première position dans laquelle ce clapet assure au moins en partie l'obturation dudit conduit en vue d'empêcher le passage de ces gaz. D'autre part, ce clapet est agencé pour, à régime moteur élevé et lorsque la contre pression augmente dans la ligne, gagner une autre position (dite position d'ouverture) dans laquelle ce clapet autorise le passage des gaz au travers de ce conduit. Le clapet retrouve la position d'obturation lorsque la contre pression diminue. Ainsi, lors de son fonctionnement, le clapet passe d'une position d'obturation (bas régime) dans laquelle de la contre pression est générée pour optimiser l'efficacité acoustique du silencieux, à une position d'ouverture (régime plus élevé) jusqu'à atteindre un débattement maximal. Dans cette position, la génération de contre pression trop élevée est évitée de manière à ne pas détériorer les performances moteur. Afin de permettre à un tel clapet d'adopter de tels mouvements, le dispositif d'obturation comporte des moyens de rappel de ce clapet en position d'obturation du conduit. A ce propos, on observera qu'il est connu de faire appel à des moyens de rappels sous forme d'un ressort. Celui-ci est implanté dans un environnement particulier (gaz d'échappement chauds) dont les conditions de température influent considérablement sur les caractéristiques dudit ressort de sorte qu'il est indispensable de faire appel à un matériau spécifique pour sa fabrication. On remarquera, de plus, que ce ressort nécessite pour sa conception, une quantité importante de matière, notamment eu égard au nombre de spires nécessaires pour atteindre le résultat escompté, plus particulièrement en ce qui concerne le débattement maximal susmentionné. En effet, le flux de gaz à régime moteur élevé impose au clapet un débattement maximal qui est notablement supérieur au débattement optimal de ce clapet pour lequel la contre pression générée par le clapet est insuffisante pour dégrader les performances moteur. La nécessité de recourir à un matériau spécifique, qui plus est en grande quantité, renchérit considérablement le coût de revient du ressort qui peut représenter jusqu'à la moitié du coût de revient de l'ensemble du dispositif d'obturation. 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 de l'extrémité 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 monté sur un support par l'intermédiaire de moyens de montage en pivotement autorisant un pivotement de ce clapet entre une position d'obturation et au moins une position d'ouverture du conduit et, d'autre part, des moyens de rappel dudit clapet en position d'obturation de ce conduit. Ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il comporte, outre les moyens de rappel du clapet en position d'obturation du conduit, des moyens agencés pour limiter l'amplitude du pivotement dudit clapet lors de l'ouverture du conduit. Selon une autre caractéristique, le conduit et le clapet s'étendent, respectivement, sensiblement le long d'un axe et sensiblement dans un plan, tandis que les moyens de limitation de l'amplitude du pivotement sont agencés pour limiter ce pivotement à une position d'ouverture du clapet dans laquelle le plan de ce dernier et l'axe du conduit forment un angle compris entre 30 et 60 , de préférence de l'ordre de 45 . Selon une caractéristique additionnelle, les moyens pour limiter l'amplitude du pivotement du clapet sont définis par au moins une butée d'arrêt contre laquelle vient prendre appui ce clapet lors de l'ouverture du conduit. En fait, la butée d'arrêt est agencée en sorte qu'elle soit orientée en direction du clapet lorsque celui-ci adopte, par pivotement, une position d'ouverture du conduit. Une autre caractéristique consiste en ce que la butée d'arrêt des moyens pour limiter l'amplitude du pivotement du clapet est définie au niveau du support de ce clapet. Selon une caractéristique additionnelle, le support du clapet est constitué par une chape comportant au moins deux montants sur lesquels le clapet est monté en pivotement tandis qu'une butée d'arrêt est définie au niveau de l'un au moins desdits montants de cette chape, par exemple par emboutissage. Une autre caractéristique concerne le fait que la butée d'arrêt est constituée, soit par une excroissance s'étendant latéralement par rapport à un montant du support, soit par un prolongement d'un tel montant, de préférence, défini au niveau de l'extrémité libre de ce dernier. De plus, les moyens de montage en pivotement du clapet sur son support sont définis par un arbre, soit solidaire du support et sur lequel ledit clapet est monté en pivotement, soit solidaire du clapet et monté en pivotement sur le support. En outre, les moyens de rappel en position d'obturation du clapet sont définis par un ressort de rappel, plus particulièrement un ressort de torsion, engagé autour de l'arbre des moyens de montage en pivotement du clapet. L'invention concerne, encore, un silencieux que comporte une ligne d'échappement des gaz associée à un moteur à combustion interne. Ce silencieux comporte, d'une part, un conduit délimitant un passage de gaz d'échappement et, d'autre part et au niveau de ce conduit, un dispositif d'obturation du type susmentionné. L'invention a, encore, trait à une ligne d'échappement des gaz associée à un moteur à combustion interne et comportant, notamment au niveau d'un silencieux que comporte une telle ligne d'échappement, un conduit délimitant un passage des gaz. Cette ligne d'échappement des gaz comporte, au niveau dudit conduit, un dispositif d'obturation du type susmentionné. Les avantages de la présente invention consistent en ce que le dispositif d'obturation comporte des moyens de rappel du clapet en position d'obturation du conduit, ces moyens étant constitués par un ressort de rappel dont les caractéristiques peuvent être choisies uniquement en fonction de la contrainte représentée par la pression et la température des gaz incidents pour laquelle ce clapet doit s'ouvrir ou se refermer et non plus en fonction du débattement de ce clapet. Selon un autre avantage, le dispositif d'obturation comporte des moyens agencés pour limiter l'amplitude du pivotement du clapet. De tels moyens de limitation de l'amplitude permettent, avantageusement, de conférer au clapet un débattement optimal pour lequel la contre pression générée par le clapet est insuffisante pour dégrader les performances moteur. Il est donc possible de conserver des caractéristiques de fonctionnement moteur satisfaisantes tout en limitant l'amplitude de pivotement du clapet par des moyens adaptés, cette limitation de l'amplitude autorisant l'emploi d'un moyen de rappel de plus faibles dimensions, utilisant moins de matière et par conséquent moins onéreux. Encore un autre avantage consiste en ce que ces moyens de limitation sont distincts des moyens de rappel du clapet et présentent des caractéristiques propres, indépendantes de celles de ces moyens de rappel. Avantageusement, ces moyens de limitation peuvent être constitués par une butée d'arrêt définie au niveau du support du clapet. Il en résulte une simplification de la conception du dispositif d'obturation et la possibilité de faire appel à des matériaux plus traditionnels (notamment pour le ressort) et par conséquent moins onéreux. 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 d'obturation selon l'invention; - les figures 2 et 3 sont des vues schématisées et de côté correspondant en détail à ce dispositif, respectivement en position d'ouverture et de fermeture du conduit par le clapet; - la figure 4 correspond à une vue schématisée et en détail du support du clapet. L'invention concerne le domaine de l'industrie automobile et, plus particulièrement, celui des équipements permettant d'assurer l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique à combustion interne. Un tel équipement se présente sous la forme d'une ligne d'échappement comportant au moins un conduit 1 qui délimite un passage des gaz d'échappement et à l'intérieur duquel circulent ces gaz. A ce propos et comme visible sur les figures en annexe, un tel conduit 1 peut être associé à un silencieux 2 que comporte une telle ligne d'échappement. L'invention concerne, plus particulièrement, un dispositif 3 destiné à assurer l'obturation d'une extrémité 4 que présente 10 un tel conduit 1. Ce dispositif d'obturation 3 comporte, d'une part, un clapet 5 monté sur un support 6 qui peut être rendu solidaire, selon le cas, dudit conduit 1 lui-même ou dudit silencieux 2 tel que visible sur les figures en annexe. Le montage de ce clapet 5 sur ce support 6 est assuré par l'intermédiaire de moyens 7 de montage en pivotement autorisant un pivotement de ce clapet 5 entre une position d'obturation (figure 3) du conduit 1 et au moins une position d'ouverture (figure 2) de ce conduit 1. Ledit dispositif d'obturation 3 comporte, d'autre part, des moyens 8 de rappel dudit clapet 5 en position d'obturation de ce conduit 1. De tels moyens 8 de rappel sont agencés pour, d'une part et pour une pression des gaz à l'intérieur du conduit 1 supérieure à une valeur de pression déterminée, autoriser l'ouverture ou le maintien en position ouverte dudit clapet 5. Ces moyens 8 de rappel sont agencés pour, d'autre part et pour une pression des gaz inférieure à cette valeur de pression déterminée, assurer le maintien ou le retour du clapet 5 dans une position d'obturation de ce conduit 1. Selon l'invention, ce dispositif d'obturation 3 comporte, outre les moyens 8 de rappel en position d'obturation du conduit 1, des moyens 9 agencés pour limiter l'amplitude du pivotement dudit clapet 5 lors de l'ouverture du conduit 1. De tels moyens 9 de limitation de l'amplitude de pivotement 35 du clapet 5 sont distincts desdits moyens 8 de rappel de ce clapet 5 en position d'obturation du conduit 1. Tel que visible sur les figures en annexe, le conduit 1 de la ligne d'échappement s'étend sensiblement le long d'un axe 10 tandis que le clapet 5 s'étend, quant à lui, sensiblement dans un plan. Aussi et selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les moyens 9 de limitation de l'amplitude du pivotement du clapet 5 sont agencés pour limiter ce pivotement à une position d'ouverture du clapet 5 dans laquelle le plan de ce dernier 5 et l'axe 10 du conduit 1 forment un angle compris entre 30 et 60 , de préférence de l'ordre de 45 . A ce propos, il convient d'observer que, lorsque le plan de ce clapet 5 forme un tel angle (compris entre 30 et 60 ) avec l'axe 10 du conduit 1, l'opposition que le clapet 5 offre au flux incident des gaz d'échappement est particulièrement réduite. Ceci permet, avantageusement, de ne pas créer trop de contre-pression, une telle contre-pression étant néfaste aux performances du moteur. Il convient d'observer que les conditions de contre-pression minimale sont obtenues lorsque le plan du clapet 5 et l'axe 10 du conduit 1 forment un angle de l'ordre de 45 . Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens 9 pour limiter l'amplitude du pivotement du clapet 5 sont définis par au moins une butée d'arrêt 11 contre laquelle vient prendre appui ce clapet 5 lors de l'ouverture du conduit 1. Une telle butée d'arrêt 11 est agencée en sorte qu'elle soit orientée en direction de ce clapet 5 lorsque celui-ci adopte, par pivotement, une position d'ouverture du conduit 1. En fait et tel que visible sur les figures en annexe, une telle butée d'arrêt 11 est, de préférence, définie au niveau du support 6 sur lequel est monté en pivotement ledit clapet 5. A ce propos, on remarquera que le support 6 de ce clapet 5 est constitué par une chape 12 rendue solidaire, selon le cas, dudit conduit 1 lui-même ou dudit silencieux 2 tel que visible sur les figures en annexe. Cette chape 12 comporte au moins deux montants 13, 13' sur lesquels le clapet 5 est monté en pivotement par le biais desdits moyens 7 de montage en pivotement. En fait, ces moyens 7 de montage en pivotement sont définis par un arbre 14, soit solidaire du support 6 (plus particulièrement de l'un au moins desdits montants 13, 13') et sur lequel ledit clapet 5 est monté en pivotement, soit solidaire du clapet 5 et monté en pivotement sur le support 6 (plus particulièrement sur lesdits montants 13, 13' de la chape 12) comme visible figure 1. En ce qui concerne la butée d'arrêt 11 des moyens 9 de limitation du pivotement, celle-ci 11 est définie au niveau de l'un au moins desdits montants 13, 13' de la chape 12, par exemple par emboutissage. Selon un premier mode de réalisation non représenté, une telle butée d'arrêt 11 est définie par une excroissance s'étendant latéralement par rapport à un montant 13, 13' du support 6. Un autre mode de réalisation, plus particulièrement visible figure 4, concerne une butée d'arrêt 11 adoptant la forme d'un prolongement 15 de l'un au moins des montants 13, 13' de la chape 12. Selon une caractéristique additionnelle, un tel prolongement 15 est défini, de préférence, au niveau de 25 l'extrémité libre d'un tel montant 13, 13'. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que les moyens 8 de rappel en position d'obturation du clapet 5 sont définis par un ressort de rappel 16. Ce dernier 16 est, de préférence, implanté au niveau dudit dispositif d'obturation 1 avec une certaine précontrainte. Tel que visible sur les figures 1 à 3, le ressort 16 des moyens 8 de rappel est engagé autour de l'arbre 14 des moyens 7 de montage en pivotement du clapet 5. L'invention concerne, encore, un silencieux 2 comportant, 35 d'une part, un conduit 1 délimitant un passage des gaz d'échappement, et, d'autre part et au niveau de ce conduit 1, un dispositif d'obturation 3 du type susmentionné. Finalement, l'invention a, encore, trait à une ligne d'échappement des gaz associée à un moteur à combustion interne et comportant, notamment au niveau d'un silencieux 2 que comporte une telle ligne d'échappement, un conduit 1 délimitant un passage des gaz. Cette ligne d'échappement des gaz comporte, au niveau dudit conduit 1, un dispositif d'obturation 3 du type susmentionné. 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. REVENDICATIONS 1. Dispositif (3) d'obturation de l'extrémité (4) d'un conduit (1) que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui délimite un passage des gaz d'échappement, ce dispositif (3) comportant, d'une part, un clapet (5) monté sur un support (6) par l'intermédiaire de moyens (7) de montage en pivotement autorisant un pivotement de ce clapet (5) entre une position d'obturation et au moins une position d'ouverture du conduit (1) et, d'autre part, des moyens (8) de rappel dudit clapet (5) en position d'obturation de ce conduit (1), caractérisé par le fait que le dispositif (3) comporte, outre les moyens (8) de rappel du clapet (5) en position d'obturation du conduit (1), des moyens (9) agencés pour limiter l'amplitude du pivotement dudit clapet (5) lors de l'ouverture du conduit (1). 2. Dispositif (3) d'obturation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le conduit (1) et le clapet (5) s'étendent, respectivement, sensiblement le long d'un axe (10) et sensiblement dans un plan, tandis que les moyens (9) de limitation de l'amplitude du pivotement sont agencés pour limiter ce pivotement à une position d'ouverture du clapet (5) dans laquelle le plan de ce dernier et l'axe (10) du conduit (1) forment un angle compris entre 30 et 60 , de préférence de l'ordre de 45 . 3. Dispositif (3) d'obturation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens (9) pour limiter l'amplitude du pivotement du clapet (5) sont définis par au moins une butée d'arrêt (11) contre laquelle vient prendre appui ce clapet (5) lors de l'ouverture du conduit (1) . 4. Dispositif (3) d'obturation selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la butée d'arrêt (11) est agencée en 35 sorte qu'elle soit orientée en direction du clapet (5) lorsque celui-ci adopte, par pivotement, une position d'ouverture du conduit (1). 5. Dispositif (3) d'obturation selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que la butée d'arrêt (11) des moyens (9) pour limiter l'amplitude du pivotement du clapet (5) est définie au niveau du support (6) de ce clapet (5). 6. Dispositif (3) d'obturation selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que le support (6) du clapet (5) est constitué par une chape (12) comportant au moins deux montants (13, 13') sur lesquels le clapet (5) est monté en pivotement tandis qu'une butée d'arrêt (11) est définie au niveau de l'un (13) au moins desdits montants (13, 13') de cette chape (12), par exemple par emboutissage. 7. Dispositif (3) d'obturation selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la butée d'arrêt (11) est constituée, soit par une excroissance s'étendant latéralement par rapport à un montant (13, 13') du support (6), soit par un prolongement (15) d'un tel montant (13, 13'), de préférence, défini au niveau de l'extrémité libre de ce dernier (13, 13'). 8. Dispositif (3) d'obturation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens (7) de montage en pivotement du clapet (5) sur son support (6) sont définis par un arbre (14), soit solidaire du support (6) et sur lequel ledit clapet (5) est monté en pivotement, soit solidaire du clapet (5) et monté en pivotement sur le support (6). 9. Dispositif (3) d'obturation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens (8) de rappel en position d'obturation du clapet (5) sont définis par un ressort de rappel (16). 10. Dispositif (3) d'obturation selon les revendications 8 et 9, caractérisé par le fait que le ressort (16) des moyens de rappel (8) est engagé autour de l'arbre (14) des moyens (7) de montage en pivotement du clapet (5). 11. Silencieux (2) que comporte une ligne d'échappement des gaz associée à un moteur à combustion interne et qui comporte un conduit (1) délimitant un passage de gaz d'échappement, caractérisé par le fait que ce silencieux (2) comporte, au niveau dudit conduit (1), un dispositif (3) d'obturation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12. Ligne d'échappement des gaz associée à un moteur à combustion interne et comportant, notamment au niveau d'un silencieux (2) que comporte une telle ligne d'échappement, un conduit (1) délimitant un passage des gaz, caractérisé par le fait que cette ligne d'échappement comporte, au niveau dudit conduit (1), un dispositif (3) d'obturation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10