Brevet FR2898975A3 — publié le 20070928

FR 2898975 A3 20070928 FR 0651016 A 20060324 SYSTEME DE LIAISON POUR CAPTEUR SONDE La présente invention se rapporte au domaine des ensembles de mesure 5 de la température des gaz d'échappement du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. De tels ensembles comportent généralement une sonde de température placée, à travers une ouverture appropriée ménagée dans une paroi de la ligne d'échappement, dans le courant de gaz circulant dans ladite ligne. Ils 10 comportent aussi des moyens appropriés pour la fixation étanche de ladite sonde de température sur la ligne d'échappement. Le plus souvent, la sonde est insérée dans un écrou, lui-même vissé dans un support soudé sur la paroi de la ligne d'échappement. L'étanchéité peut être assurée, comme dans la publication FR2849184, par un joint annulaire inséré 15 entre la sonde et le support, éventuellement complété par un écran ou un autre dispositif approprié placé entre le joint et les pièces adjacentes du véhicule. L'étanchéité peut être obtenue, comme sur la figure 1, par contact métal/métal réalisé entre une partie de la sonde et une partie complémentaire du support lié à la ligne d'échappement. La sonde 1 est sensiblement cylindrique 20 autour d'axe longitudinal Z1. Elle comporte deux parties la et 1 b séparées par un épaulement 2 : la partie la de la sonde 1 est apte à être insérée dans le flux de gaz circulant dans la ligne d'échappement, au travers du support 3 fixé de manière étanche autour d'une ouverture A ménagée dans une paroi P de ladite ligne d'échappement. La partie 1 b est apte à coopérer avec un écrou approprié 4 25 permettant le serrage de la sonde 1 dans le support 3. L'épaulement 2 comporte une partie sensiblement cylindrique 21, coaxiale avec la sonde 1, et sensiblement perpendiculaire à l'axe Z1 de celle-ci. Du côté de la partie la l'épaulement 2 comporte une surface d'appui 22 de profil sensiblement conique. Lors du montage de la sonde sur la ligne d'échappement, la surface d'appui 22 30 est plaquée contre une surface 31 de profil complémentaire du support 3, et la partie 1 b de la sonde 1 est insérée dans l'écrou de serrage 4, dont le filetage coopère avec une partie taraudée complémentaire 32 du support 3. Lorsque l'écrou de serrage 4 est vissé, puis serré, dans la partie taraudée 32 du support 3, l'une de ses faces d'extrémité 41 coopère par butée contre la face 23 de la partie cylindrique 21 de l'épaulement 2 opposée à la face à partir de laquelle s'étend la surface d'appui 22. La poussée de la face d'extrémité 41 de l'écrou de serrage 4 contre la face 23 de l'épaulement 2, augmente le plaquage de la surface d'appui 22 de la sonde 1 contre la partie complémentaire 31 du support 3, réalisant ainsi l'étanchéité du montage de la sonde 1, sur la ligne d'échappement. Un tel dispositif, s'il permet d'éviter l'utilisation d'un joint d'étanchéité dans un environnement sous contraintes thermiques et chimiques. Il présente ~o toutefois des inconvénients, en particulier en termes de tenue au vieillissement. En effet, la poussée longitudinale, représentée par la flèche F sur la figure 1, appliquée lors du serrage de l'écrou 4, s'exerce ici respectivement sur les faces 41 de l'écrou 4 et 23 de l'épaulement 2, qui sont toutes deux sensiblement planes et perpendiculaires à l'axe Z selon lequel cette poussée s'exerce. Il s'en 1s suit un risque de matage de ces faces sous l'effet de dilatations relatives successives, pouvant conduire à des déformations, sources potentielles de fuites. La présente invention vise à éviter ces risques de matage et de fuites. Dans ce but, elle propose que la surface d'appui de la sonde sur les 20 moyens de serrage, présente un profil sensiblement conique, la surface d'appui de l'épaulement sur le support pouvant également présenter également un profil sensiblement conique. L'invention propose en outre un ensemble de mesure de température de gaz d'échappement composé d'une telle sonde, et de ses moyens de serrage 25 dans un support placé autour d'une ouverture ménagée dans une paroi d'une ligne d'échappement. Conformément à l'invention, l'extrémité des moyens de moyens de serrage coopérant avec l'épaulement de la sonde peut présenter un profil sensiblement conique complémentaire à celui de la surface d'appui de 30 l'épaulement sur les moyens de serrage. De préférence, les moyens de serrage comportent au moins une fente axiale délimitant au moins deux flancs, et un jeu mécanique est prévu entre les filets d'une partie filetée desdits moyens de serrage et les filets d'une partie taraudée complémentaire du support, ce jeu étant par exemple de l'ordre de quelques centièmes à un dixième de millimètre. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de serrage sont formés d'un écrou, et la partie des moyens de serrage coopérant 5 avec l'épaulement est une face d'extrémité de cet écrou. L'invention a aussi pour objet un procédé de montage d'un ensemble de mesure tel que décrit ci-dessus, dont les différentes étapes sont : la première partie de la sonde de température est insérée, dans le support, à travers l'ouverture ménagée dans la paroi de la ligne ~o d'échappement, de telle manière que la première surface d'appui de l'épaulement soit sensiblement plaquée contre la partie complémentaire dudit support, les moyens de serrage sont enfilés coaxialement longitudinalement autour de la deuxième partie de la sonde de température, puis vissés 15 dans la partie taraudée complémentaire du support, lorsque la face d'extrémité dudit écrou de serrage coopère par butée avec la seconde surface d'appui de l'épaulement de la sonde de température ; lorsque le serrage de l'écrou de serrage se poursuit, le plaquage de la première surface d'appui de la sonde de température 20 contre la partie complémentaire du support est augmenté ; les flancs de l'écrou de serrage délimités par la fente axiale ménagée dans les moyens de serrage s'écartent sensiblement de l'axe longitudinal de l'ensemble, pour être plaqués contre les filets de la partie taraudée du support. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la 25 lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées dans lesquelles : la figure 1 est une vue schématique en coupe selon son axe longitudinal d'un ensemble de mesure de la température des gaz issus de la combustion interne du moteur d'un véhicule automobile connu, 30 la figure 2 est une vue schématique en coupe, selon son axe longitudinal, d'un ensemble selon l'invention, assemblé, avant serrage, la figure 3 est une vue schématique des efforts exercés sur une partie d'un ensemble de mesure selon l'invention, lors de son montage sur la ligne d'échappement, la figure 4 est une vue schématique en coupe selon son axe longitudinal, 5 de l'écrou de serrage d'un ensemble selon l'invention, et la figure 5 est une vue schématique en coupe selon son axe longitudinal, d'un ensemble selon l'invention, serré. L'ensemble de mesure de la température des gaz issus de la combustion interne du moteur d'un véhicule automobile, de la figure 1 présente ~o des risques de matage et de déformation de la face d'extrémité 41 de l'écrou de serrage 4 contre la face 23 de la première partie 21 de l'épaulement 2 de la sonde de température 1 opposée à la première surface d'appui 22 de l'épaulement 2. Elle a un profil sensiblement conique, dirigée vers la paroi P de la ligne d'échappement, et apte à être plaquée, lors du serrage du filetage de 15 l'écrou 4 dans une partie taraudée complémentaire 32 du support 3 solidaire de la ligne d'échappement, contre une partie 31 dudit support 3, de profil conique complémentaire du profil de ladite première surface d'appui 22. Dans la description qui suit, l'invention sera décrite associée à des moyens de serrage 4 constitués d'un écrou mâle 4 : ce mode de réalisation n'est 20 toutefois pas limitatif, et les moyens de serrage 4 peuvent être formés d'un écrou femelle ou de tout autre type de pièce présentant les caractéristiques qui seront énoncées. L'invention propose de supprimer les risques de matage et de déformation évoqués ci-dessus, d'une part, en modifiant les profils respectifs de 25 la face 23 de l'épaulement 2 de la sonde de température 1 et de la face 41 d'extrémité de l'écrou de serrage 4, et, d'autre part, en améliorant le serrage de l'écrou de serrage 4 dans la partie taraudée complémentaire 32 du support 3. A cette fin, l'épaulement 2 de la sonde de température 1 comporte une seconde surface d'appui 24, de profil également sensiblement conique. Cette 30 seconde surface s'étend à partir de la face 23 de la première partie 21, à l'opposé de sa première surface d'appui de profil sensiblement conique 22 dirigée vers la paroi P de la ligne d'échappement. La face d'extrémité 41 de l'écrou de serrage 4 est aussi modifiée, afin de présenter un profil complémentaire du profil de la seconde surface d'appui 24 de l'épaulement 2 de la sonde de température 1. Comme le montré sur la figure 3, lors de l'assemblage de la sonde de température 1 avec l'écrou de serrage 4 et du montage de l'ensemble "sonde de température 1 - écrou de serrage 4" dans le support 3. L'effort de poussée F exercé par l'écrou de serrage 4 sur l'épaulement 2 de la sonde de température 1 peut être décomposé en une composante axiale Fa et une composante radiale Fr, ce qui permet de limiter les risques de matage de la face 41 dudit écrou de serrage et de la seconde surface d'appui 24 dudit épaulement 2. ~o Dans le mode de réalisation non limitatif illustré par les figures, la seconde surface d'appui 24 de l'épaulement 2 présente un profil sensiblement conique mâle, et la face 41 de l'écrou de serrage 4 présente un profil complémentaire femelle. Ce mode de réalisation n'est pas limitatif, et les profils respectifs de ladite seconde surface d'appui 24 et de ladite face 41 peuvent être 15 indifféremment mâle ou femelle, ou de formes non coniques complémentaires, à condition que celles-ci soient non planes, les profils coniques étant toutefois préférés en raison des meilleures performances d'étanchéité qu'ils induisent. Par ailleurs, l'écrou de serrage 4, percé de part en part, selon son axe longitudinal Z2, d'un orifice 42 apte à accueillir la partie 1 b de la sonde de 20 température 1, située, par rapport à l'épaulement 2, à l'opposé de la partie la. , insérée dans la ligne d'échappement, comporte également au moins une fente axiale 33 délimitant au moins deux flancs 34 dans ledit écrou de serrage 4. De plus, un léger jeu mécanique j est prévu entre les filets 45 de l'écrou de serrage 4 et les filets de la partie taraudée complémentaire 32 du support 3. Ce jeu est 25 par exemple de l'ordre de quelques centièmes à un dixième de millimètre. Lors de l'assemblage et du montage de l'ensemble sur la ligne d'échappement du moteur, la partie 1a de la sonde de température 1 est insérée à travers l'ouverture A, de telle manière que la première surface d'appui, sensiblement conique, 22, de l'épaulement 2 de ladite sonde 1 soit plaquée 30 contre la partie, sensiblement conique, complémentaire, 32, du support 3. L'écrou de serrage 4 est enfilé coaxialement longitudinalement, par l'orifice 42, autour de la partie 1 b de ladite sonde de température 1. Le vissage du filetage 45 de l'écrou de serrage 4 dans la partie taraudée complémentaire 32 du support 3 induit une translation axiale dudit écrou de serrage 4 vers l'épaulement 2 de la sonde de température 1, indiquée par la flèche T sur la figure 2. Lorsque la face 41 de l'écrou de serrage 4 coopère par butée avec la seconde surface d'appui 24 de l'épaulement 2 de la sonde de température 1 et que le serrage de l'écrou de serrage 4 est poursuivi, la présence de la fente 43, combinée à l'existence du jeu mécanique j conduit à l'écartement, par rapport à l'axe longitudinal Z des flancs 44 dudit écrou de serrage 4 délimités par la fente 43. Il s'en suit un serrage supplémentaire de l'ensemble "sonde de température 1 - écrou de serrage 4" dans le support 3, ainsi qu'un effet d'auto-freinage ~o favorable au maintien en place de l'ensemble de mesure selon l'invention et à l'étanchéité de l'ensemble. L'invention permet ainsi de réaliser un dispositif simple et peu coûteux pour la fixation étanche d'une sonde de mesure de température sur la ligne d'échappement du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, ne 15 nécessitant en outre l'utilisation d'aucun joint d'étanchéité, et présentant des contraintes de maintenance réduites. REVENDICATIONS 1. Sonde de mesure de température (1) de gaz d'échappement composée d'une première partie (la) insérée au travers d'un support (3) dans une ligne d'échappement et d'une deuxième partie (1 b) coopérant avec ses moyens de serrage (4) sur le support, séparées par un épaulement (2) qui dispose de deux surfaces d'appui (22, 24) respectivement sur le support (3) et sur les moyens de serrage (4), caractérisé en ce que la surface d'appui (24) sur les moyens de serrage (3) présente un profil sensiblement conique. 2. Sonde de mesure selon la revendication (1), caractérisé en ce que la surface d'appui (22) de l'épaulement (2) sur le support (3) présente un profil sensiblement conique. 3. Ensemble de mesure de température de gaz d'échappement composé d'une sonde (1) et de ses moyens de serrage (4) dans un support (3) placé autour 15 d'une ouverture (A) ménagée dans une paroi (P) de ligne d'échappement, caractérisé en ce que la sonde (1) est conforme à la revendication 1 ou 2. 4. Ensemble de mesure selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité (41) des moyens de moyens de serrage (4) coopérant avec l'épaulement (2) de la sonde (1) présente un profil sensiblement conique 20 complémentaire à celui de la seconde surface d'appui (24) de l'épaulement (2). 5. Ensemble de mesure selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de serrage (4) comportent une fente axiale (43) délimitant au moins deux flancs (44). 6. Ensemble de mesure selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un 25 jeu mécanique (j) est prévu entre les filets d'une partie filetée (45) des moyens de serrage (4) et les filets d'une partie taraudée (32) du support (3). 7. Ensemble de mesure selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit jeu mécanique (j) est de l'ordre de quelques centièmes à un dixième de millimètre. 30 8. Ensemble de mesure selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les moyens de serrage (4) sont formés d'un écrou mâle et en ce que la partie (41) des moyens de serrage (4) coopérant avec la seconde surface d'appui (24) de l'épaulement (2) est une face d'extrémité de cet écrou. 9. Procédé de montage d'un ensemble de mesure selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que : la première partie (1 a) de la sonde de température (1) est insérée, dans le support (3), à travers l'ouverture (A) ménagée dans la paroi P de la ligne d'échappement, de telle manière que la première surface d'appui (22) de l'épaulement (2) soit sensiblement plaquée contre la partie complémentaire (31) dudit support (3), les moyens de serrage (4) sont enfilés coaxialement longitudinalement autour de la deuxième partie (1 b) de la sonde de température (1), puis ~o vissés dans la partie taraudée complémentaire (32) du support (3), lorsque la face d'extrémité (41) desdits moyens de serrage (4) coopère par butée avec la seconde surface d'appui (24) de l'épaulement (2) de la sonde de température (1), et lorsque le serrage des moyens de serrage (4) se poursuit, le plaquage de la première surface d'appui (22) de la 15 sonde de température (1) contre ladite partie complémentaire (31) du support (3) est augmenté ; les flancs (44) des moyens de serrage (4) délimités par une fente axiale (43) ménagée dans lesdits moyens de serrage (4) s'écartent sensiblement de l'axe longitudinal (Z) de l'ensemble "sonde de température (1) - moyens de serrage (4)" pour être plaqués 20 contre les filets de la partie taraudée (32) du support (3).