Brevet FR2925588A1 — publié le 20090626

DISPOSITIF DE FIXATION D'UN COLLECTEUR D'ECHAPPEMENT La présente invention concerne un dispositif de fixation d'un collecteur d'échappement à la culasse d'un moteur. Actuellement pour fixer un collecteur d'échappement des gaz sur une culasse d'un moteur à combustion, les conduits sont écrasés. L'usinage des conduits perturbe principalement le flux interne des gaz d'échappement ainsi que la perméabilité des composants. La mise en place d'un collecteur d'échappement sur une culasse est actuellement réalisée à l'aide d'un montage avec entretoise d'une déformation du conduit d'échappement. La déformation des conduits permet par exemple l'utilisation d'une visseuse et permet d'obtenir une face de contact suffisante pour l'appui de l'entretoise. L'entretoise permet de répartir la pression de serrage mais augmente toutefois la reprise élastique dans la vis associée due à sa longueur. Il en résulte ainsi une perte de charge dans les conduits. Une autre solution pour fixer un collecteur d'échappement à une culasse consiste à réaliser un usinage de la fonderie. Une telle solution est coûteuse, et l'angle d'usinage peut entraîner des risques de concentration de contraintes. Actuellement les conduits de gaz d'échappement sont de dimensions importantes. Du brevet US5918912 est connu un moyen de fixer les brides d'un collecteur d'échappement sur une culasse munie de poches ou faces de raccordement recevant les brides de raccordement des canaux d'échappement. La partie inférieure des brides de raccordement est enserrée dans les faces de raccordement de la culasse et la partie supérieure des brides est fixée à la culasse au moyen d'une bretelle de serrage. Une telle conception de la culasse peut poser des problèmes à hautes températures. Lorsqu'on utilise une culasse par exemple en aluminium, et une bride de collecteur d'échappement en fonte, la culasse se dilate plus vite que la bride de collecteur d'échappement. Cela peut créer un jeu entre les deux éléments, et la bride du collecteur n'est alors plus soutenue par les faces de raccordement. Par ailleurs les faces de raccordement de la culasse nécessitent un usinage supplémentaire, ce qui engendre une étape de fabrication et un coût supplémentaires. Afin de remédier à ces inconvénients, un objet de l'invention est de proposer un dispositif de fixation apte à maintenir une bride d'un collecteur d'échappement sur une culasse, ledit collecteur d'échappement comportant des conduits d'échappement pourvus d'un rayon de raccordement avec ladite bride, ledit dispositif de fixation comportant une barrette inférieure et une barrette supérieure rapportées et montées respectivement sur une partie inférieure et supérieure de la bride, lesdites barrettes inférieure et supérieure comportant respectivement une face de fixation, et une face d'appui, la face d'appui étant apte à être placée contre une face d'appui du collecteur, caractérisé en ce que la barrette supérieure et la barrette inférieure sont coplanaires et comportent respectivement un chanfrein inférieur et un chanfrein supérieur disposés en vis- à-vis du rayon de raccordement de chaque conduit de sorte que le rayon de raccordement de chaque conduit est à distance dudit dispositif de fixation. Un tel collecteur présente l'avantage d'être plus compact. Il est simple à réaliser et peut être utilisé quelles que soient les formes de la culasse et collecteur. La culasse n'a pas besoin d'une étape supplémentaire d'usinage. Un autre avantage est sa grande précision de positionnement vis-à-vis de la culasse. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : pour au moins une barrette, la face d'appui et la face de fixation peuvent former un angle sensiblement égal à un angle de dépouille de fonderie du collecteur d'échappement, un logement oblong de positionnement vertical d'axe sensiblement vertical peut être délimité dans la barrette supérieure, un logement oblong de positionnement vertical d'axe sensiblement vertical peut être délimité dans la barrette inférieure, un logement oblong de positionnement longitudinal d'axe sensiblement longitudinal peut être délimité dans la barrette supérieure, un logement oblong de positionnement longitudinal d'axe sensiblement longitudinal peut être délimité dans la barrette inférieure, il peut comporter une barrette complémentaire apte à maintenir la barrette inférieure dans un plan vertical en position de montage, la barrette complémentaire peut comporter une extrémité supérieure apte à être fixée à la barrette supérieure, une extrémité inférieure apte à être fixée à la barrette inférieure, et une section centrale de maintien , la barrette complémentaire peut être fixée respectivement au centre de la barrette supérieure et au centre de la barrette inférieure. L'invention a également pour objet un procédé de mise en place du dispositif de fixation comportant les étapes suivantes : a. mettre en place la barrette supérieure sur le collecteur d'échappement b. placer les moyens de fixations sur la culasse c. placer un moyen d'étanchéité sur les moyens de fixation d. placer le collecteur d'échappement sur les moyens de fixation e. positionner et serrer des moyens de serrages associés aux moyens de fixation. L'invention a aussi pour objet un moteur à combustion comportant un tel dispositif de fixation. Un tel dispositif de fixation permet de déporter la face d'appui des moyens de fixation au dessus des zones comportant les rayons de raccordement des conduits du collecteur avec la bride. La pression de contact est avantageusement diminuée grâce à une répartition de l'effort de pression de l'écrou sur toute la face des barrettes. Le diamètre des logements sur le collecteur d'échappement est augmenté de manière à permettre une plus grande liberté de dilatation. Le blocage des moyens de fixation, tels que les goujons, dans les logements associés du collecteur est diminué, voire supprimé. La mise en place du dispositif de fixation est facilitée par la barrette complémentaire. Celle-ci permet d'indexer en position le dispositif de fixation afin que les logements de positionnement soient en face des logements associés du collecteur. La masse et la position de la manette peuvent avantageusement permettre à la barrette de rester en équilibre. La barrette complémentaire permet à un opérateur de monter le dispositif de fixation sur les moyens de fixations en déportant une partie dudit dispositif dans une zone de montage accessible. L'invention sera mieux comprise par la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, dans lequel : - la figure 1 représente une vue en perspective d'un collecteur d'échappement fixé à une culasse par l'intermédiaire d'un dispositif de fixation selon l'invention, - la figure 2 représente un mode de réalisation du dispositif de fixation de la figure 1, - la figure 3 représente une vue arrière du collecteur d'échappement fixé à la culasse, - la figure 4 représente une vue en coupe selon un axe A-A de la figure 3. - la figure 5 représente une vue partielle d'un mode de réalisation de fixation du dispositif de fixation. Aux figures 1, 3 et 4, on a représenté un collecteur d'échappement 1 apte à rassembler les gaz d'échappement sortant de différents conduits d'une culasse 2 d'un moteur à combustion interne (non représenté), et à les transporter dans un conduit principal 11 dont une extrémité comporte également une bride de raccordement. Conformément à l'invention, les conduits sont maintenus sur la culasse 2 par l'intermédiaire d'un dispositif de fixation 12. Chaque conduit d'échappement est pourvu d'un rayon de raccordement R avec la bride 10 du collecteur d'échappement 1. Aux différentes figures, on a représenté le dispositif de fixation 12 apte à maintenir une bride 10 du collecteur d'échappement 1 sur la culasse 2. Le dispositif de fixation 12 comporte une barrette inférieure 3 et une barrette supérieure 4. La barrette inférieure 3 et la barrette supérieure 4 ont respectivement des faces de fixations planes 34,44 sensiblement verticales, et des faces d'appui 30,40 planes et sensiblement verticales. Les faces d'appui 30,40 sont aptes à être placées sur une face d'appui 13 du collecteur. Les barrettes supérieure 4 et inférieure 3 comportent respectivement un chanfrein inférieur 41 et un chanfrein supérieur 31 disposés en vis-à-vis du rayon de raccordement de chaque conduit. Le rayon de raccordement R de chaque conduit est ainsi à distance du dispositif de fixation. Le chanfrein inférieur 41 et le chanfrein supérieur 31 permettent ainsi d'éviter tout contact sur le rayon de raccordement entre la bride 10 et les conduits d'échappement. Les conduits ne sont pas écrasés au droit des zones d'appui. Tel que représentés, les chanfreins inférieur 41 et supérieur 31 sont des faces avantageusement inclinées de manière à compenser un angle de dépouille de fonderie du collecteur d'échappement 1. Une face d'appui 80 d'un moyen de serrage 8 est, en position de montage, sensiblement parallèle à la face d'appui 13 du collecteur d'échappement. L'effort de pression est dans l'axe d'un moyen de fixation 6. Il n'y a alors pas de flexion dans le moyen de fixation 6. A la figure 5, on a représenté un autre mode de réalisation des barrettes supérieure 4 et inférieure 3. Selon cette variante, la face d'appui 40 de la barrette 4 sur le collecteur d'échappement 1 et la face de fixation plane 44 de la barrette supérieure 4 ne sont pas parallèles, mais forment un angle a' sensiblement égal à l'angle de dépouille a de la face d'appui 13 du collecteur d'échappement 1. Seule la barrette supérieure 4 a été représentée à la figure 5. Il sera compris que la face d'appui 30 de la barrette inférieure 3 sur le collecteur d'échappement 1 et la face de fixation plane 34 de la barrette inférieure 3 peuvent de même ne pas être parallèles, et peuvent former un angle sensiblement égal à l'angle de dépouille a associé de la face d'appui 13 du collecteur d'échappement. Tel que représenté à la figure 2, un logement de positionnement vertical 42 sensiblement oblong d'axe sensiblement vertical Z, est délimité dans la barrette supérieure 42. De même, un logement de positionnement vertical 32 sensiblement oblong d'axe sensiblement vertical, est délimité dans la barrette inférieure 32. Les logements de positionnement vertical 42,32 permettent avantageusement de faciliter le positionnement et le guidage du dispositif de fixation 12 selon l'axe vertical Z. A la figure 2, deux logements de positionnement longitudinal 43 sensiblement oblongs d'axe sensiblement longitudinal X, sont délimités dans chacune des extrémités de la barrette supérieure 42. De même, deux logements de positionnement longitudinal 33 sensiblement oblongs d'axe sensiblement longitudinal X, sont délimités dans chacune des extrémités de la barrette inférieure 32. Les logements de positionnement vertical 43,33 permettent avantageusement de faciliter le positionnement et le guidage du dispositif de fixation 12 selon l'axe longitudinal/horizontal X. Les logements de positionnement vertical 42,32 sont avantageusement positionnés au milieu des barrettes inférieure 3 et supérieure 4, et les logements de positionnement longitudinal/horizontal 43,33 sont avantageusement positionnés dans les extrémités des barrettes inférieure 3 et supérieure 4. Il sera compris que le nombre et la combinaison de logements de positionnement vertical et de positionnement longitudinal sont donnés à titre d'exemples non limitatifs. Une barrette peut ou non comporter un logement de positionnement vertical 42,32 et/ou un logement de positionnement longitudinal 43,33. Tel que représenté aux différentes figures, le dispositif de fixation 12 comporte une barrette complémentaire 5 apte à maintenir la barrette inférieure 3 dans un plan vertical Z en position de montage. La barrette complémentaire 5 comporte une extrémité supérieure 54 apte à être fixée à la barrette supérieure 4, une extrémité inférieure 53 apte à être fixée à la barrette inférieure 3, et une section centrale de maintien 543. La barrette complémentaire 5 permet de faciliter le positionnement du dispositif de fixation 12. La barrette complémentaire 5 est fixée à la barrette supérieure 4 et à la barrette inférieure 3. L'extrémité supérieure 54 de la barrette complémentaire 5 est fixée au centre de la barrette supérieure 4 et l'extrémité inférieure 53 de la barrette complémentaire 5 est fixée au centre de la barrette inférieure 3. La barrette complémentaire 5 permet un montage précis du dispositif de fixation. La recherche des moyens de fixation 6 est aisée avec la barrette complémentaire 5 disposée au centre. Toutefois, cette position est donnée à titre d'exemple non limitatif, la position de la barrette complémentaire 5 est adaptée à l'environnement du collecteur d'échappement et à la forme même du collecteur d'échappement. Aux différentes figures, la section centrale de maintien 543 et l'extrémité inférieure 43 de la barrette complémentaire 5 ont une forme sensiblement en U. Une branche du U est prolongée sensiblement orthogonalement à la section centrale 543. Il sera compris que la forme de la barrette complémentaire 5, et plus particulièrement de la forme de la section centrale 543 sont données à titre d'exemple. La barrette complémentaire est telle qu'un opérateur peut la saisir pour placer le dispositif de fixation 12 dans sa position de montage. Ainsi pour fixer le collecteur d'échappement 1 à la culasse 2, un procédé de montage consiste dans une première étape à mettre en place la barrette supérieure 4 sur le collecteur d'échappement 1. La barrette supérieure 4 repose par exemple sur des branches 45 du collecteur d'échappement 1. La masse de la barrette complémentaire 5 permet de maintenir en position la barrette supérieure 4 dans sa position de fixation. Des moyens de fixation 6 représentés à la figure 4, par exemple des goujons, sont ensuite placés dans des logements associés délimités dans la culasse 2. Des moyens d'étanchéité 7, tels que des joints d'étanchéité, sont ensuite mis en place sur les goujons. Une autre étape consiste ensuite à placer la barrette supérieure 4 sur les goujons à l'aide de la barrette complémentaire 5. L'opérateur utilise la barrette complémentaire 5, et plus particulièrement la section centrale 543 pour diriger/guider le dispositif de fixation 12 et le disposer sur les moyens de fixations 6. Le bon positionnement des barrettes supérieure 4 et inférieure 3 est facilité par les logements de positionnement vertical 42,32 et les logements de positionnement longitudinal 43,33. Une dernière étape de fixation consiste alors à placer les moyens de serrage 8 tels que des écrous ou vis de fixation sur les moyens de fixations 6. L'opérateur peut alors serrer ces moyens de serrage au couple déterminé. La barrette complémentaire 5 permet avantageusement que l'opération de fixation du collecteur d'échappement 1 à la culasse 2, ne requière que l'intervention d'un seul opérateur, et permet, par conséquent, de réduire les coûts de montage et de temps. Un tel dispositif de fixation permet d'avoir à déformer les conduits d'échappement. Le flux des gaz d'échappement n'est ainsi pas perturbé, et la perméabilité des conduits n'est pas altérée. En évitant ainsi l'usinage de la bride au droit des conduits, les coûts de fabrication sont réduits, et des contraintes qui pourraient provoquer des cassures sont diminuées. De plus, la pression de contact est avantageusement répartie sur toute la bride 10, ce qui favorise en particulier le glissement, dû à la dilatation thermique, du collecteur d'échappement 1 sur la culasse 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation apte à maintenir une bride (10) d'un collecteur d'échappement (1) sur une culasse (2), a. ledit collecteur d'échappement comportant des conduits d'échappement pourvus d'un rayon de raccordement avec ladite bride, b. ledit dispositif de fixation comportant une barrette inférieure (3) et une barrette supérieure (4) rapportées et montées respectivement sur une partie inférieure et supérieure de la bride (10), lesdites barrettes inférieure (3) et supérieure (4) comportant respectivement une face de fixation (34,44), et une face d'appui (30,40), la face d'appui (30,40) étant apte à être placée contre une face d'appui (13) du collecteur, caractérisé en ce que la barrette supérieure (4) et la barrette inférieure (3) sont coplanaires et comportent respectivement un chanfrein inférieur (41) et un chanfrein supérieur (31) disposés en vis-à-vis du rayon de raccordement de chaque conduit de sorte que le rayon de raccordement de chaque conduit est à distance dudit dispositif de fixation. 2. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour au moins une barrette (3,4), la face d'appui (30,40) et la face de fixation (34,44) forment un angle (a� sensiblement égal à un angle de dépouille (a) de fonderie du collecteur d'échappement. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en qu'un logement oblong de positionnement vertical (42) d'axe sensiblement vertical est délimité dans la barrette supérieure (4). 30 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en qu' qu'un logement oblong de positionnement vertical (32) d'axe sensiblement vertical (Z) est délimité dans la barrette inférieure (3).25 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un logement oblong de positionnement longitudinal (43) d'axe sensiblement longitudinal (X) est délimité dans la barrette supérieure (4). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un logement oblong de positionnement longitudinal (33) d'axe sensiblement longitudinal (X) est délimité dans la barrette inférieure (3). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une barrette complémentaire (5) apte à maintenir la barrette inférieure (3) dans un plan vertical (Z) en position de montage. 8. Dispositif selon la revendication précédente 7 caractérisé en ce que la barrette complémentaire (5) comporte une extrémité supérieure (54) apte à être fixée à la barrette supérieure (4), une extrémité inférieure (53) apte à être fixée à la barrette inférieure (5), et une section centrale de maintien (543). 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que la barrette complémentaire (5) est fixée respectivement au centre de la barrette supérieure (4) et au centre de la barrette inférieure (3). 10. Procédé de mise en place du dispositif de fixation selon l'une des revendications 1 à 8 apte à maintenir une bride (10) d'un collecteur d'échappement (1) sur une culasse (2) par l'intermédiaire de moyens de fixations (6), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : f. mettre en place la barrette supérieure (4) sur le collecteur d'échappement (1), g. placer les moyens de fixations (6) sur la culasse (2), h. placer un moyen d'étanchéité (7) sur les moyens de fixation (6), i. placer le collecteur d'échappement (1) sur les moyens de fixation (6), j. positionner et serrer des moyens de serrages (8) associés aux moyens de fixation (6). 11. Moteur à combustion interne comportant un collecteur d'échappement et une culasse, le collecteur d'échappement étant fixé à la culasse par l'intermédiaire d'un dispositif de fixation selon l'une des revendications 1 à 9.5