Brevet FR2935745A1 — publié le 20100312

Volume d'échappement pour véhicule automobile La présente invention concerne un volume d'échappement, du type comprenant une enveloppe extérieure comportant deux pièces disposées bout à bout, et un dispositif de serrage reliant les deux pièces l'une à l'autre, le dispositif de serrage comprenant un collier de serrage et des moyens de serrage du collier de serrage adaptés pour générer un effort de pression sur les deux pièces. On connaît des volumes d'échappement de ce type dans lesquels les deux pièces sont deux tubes emmanchés l'un dans l'autre et présentant une section axiale sensiblement circulaire. Cependant, les dispositifs de serrage associés ne sont pas adaptés à des tubes dont le profil n'est pas de révolution, conduisant ainsi à une mauvaise répartition du serrage et à des difficultés pour en assurer l'étanchéité. L'invention a pour but de proposer un volume d'échappement simple et peu coûteux qui permette de résoudre les problèmes susmentionnés. A cet effet, l'invention a pour objet un volume d'échappement du type précité, caractérisé en ce que le dispositif de serrage comprend au moins un patin présentant une surface rigide d'appui sur une zone de liaison des deux pièces, la surface d'appui présentant une forme sensiblement complémentaire à la forme de la zone de liaison et le patin étant propre à être plaqué sur la zone de liaison sous l'action du serrage du collier de serrage par les moyens de serrage. Le volume d'échappement selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la surface d'appui est sensiblement plane ; - le patin est fixé sur le collier de serrage ; - le collier de serrage comporte un corps de collier et au moins un élément de reprise d'effort fixé par au moins une de ses extrémités sur le corps de collier, l'élément de reprise d'effort étant propre à plaquer le patin sur la zone de liaison sous l'action du serrage du collier de serrage par les moyens de serrage ; - l'élément de reprise d'effort présente une surface inclinée par rapport à la surface d'appui ; - le collier de serrage comporte deux éléments de reprise d'effort dont les surfaces inclinées convergent l'une vers l'autre à partir du corps de collier ; - le volume comprend deux patins, chaque élément de reprise d'effort étant partiellement disposé entre les deux patins ; - les deux patins et les deux éléments de reprise d'effort comportent chacun au moins un orifice traversant pour le passage des moyens de serrage ; - le collier de serrage comporte des brides de fixation propres à coopérer avec les moyens de serrage ; - le collier de serrage comporte des encoches ménagées à proximité du patin ; - le collier de serrage possède une section axiale sensiblement oblongue ; - le collier de serrage possède une section transversale sensiblement en forme de V ; - le collier de serrage comprend deux demi-colliers fixés l'un à l'autre par les moyens de serrage ; - les moyens de serrage comprennent au moins un ensemble vis / écrou ; et - le volume comprend un joint d'étanchéité interposé entre les deux pièces, le dispositif de serrage verrouillant la liaison entre les deux pièces. L'invention a également pour objet un véhicule automobile, du type comprenant un moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comprend un volume d'échappement tel que décrit précédemment et susceptible d'être traversé par les gaz issus dudit moteur. 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 annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un volume d'échappement des gaz d'un moteur thermique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la Figure 2 est une vue axiale du volume d'échappement de la Figure 1 ; - la Figure 3 est une vue analogue à celle de la Figure 1 illustrant un volume d'échappement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et - la Figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la Figure 3. La Figure 1 illustre, de façon schématique, un premier mode de réalisation d'un volume 10 d'échappement des gaz issus d'un moteur thermique équipant un véhicule automobile. Le volume d'échappement 10 comprend une enveloppe extérieure 12 délimitant un passage de circulation des gaz d'échappement au travers duquel sont disposés, de manière classique, un organe de purification catalytique et/ou un filtre à particules. L'enveloppe 12 comporte deux tubes 14 disposés bout à bout, dans le prolongement l'un de l'autre. Plus précisément, les deux tubes 14 sont emmanchés l'un dans l'autre, leurs extrémités respectives 16 formant une partie de liaison 18 des deux tubes 14. Comme représenté sur la Figure 1, la partie de liaison 18 présente une section transversale sensiblement en forme de V en saillie vers l'extérieur du volume d'échappement 10, le long de la périphérie des deux tubes 14. En référence à la Figure 2, la partie de liaison 18 présente une section axiale sensiblement oblongue avec deux zones de liaison 20 opposées sensiblement planes et parallèles l'une à l'autre. Les deux zones planes 20 sont reliées entre elles par deux zones de liaison 22 opposées sensiblement en forme de demi-cercle. Le volume d'échappement 10 comprend un dispositif de serrage 24 permettant de verrouiller la liaison entre les deux tubes 14. Le dispositif 24 comprend un collier de serrage 26, des moyens 28 de serrage du collier 26 et deux patins 30. Le collier de serrage 26 comprend deux demi-colliers 32 identiques et quatre brides plates 34 de fixation des deux demi-colliers 32 l'un à l'autre. Chaque demi-collier 32 possède une section transversale sensiblement en forme de V (Figure 1) obtenue notamment par mise en forme d'une tôle. Les demi-colliers 32 comportent chacun deux portions 36 sensiblement en forme de quart de cercle reliées entre elles par une portion 38 sensiblement plane (Figure 2). Une encoche 40 de flexibilité est ménagée à la jonction entre chaque portion en quart de cercle 36 et chaque portion plane 38. Chaque bride de fixation 34 est venue de matière avec l'extrémité libre d'une portion en quart de cercle 36 d'un demi-collier 32 et fait saillie sensiblement radialement vers l'extérieur de l'extrémité libre correspondante. Les brides 34 sont accolées deux à deux de manière à former un collier de serrage 26 à contour fermé présentant une section transversale sensiblement en forme de V et une section axiale sensiblement oblongue. Le collier de serrage 26 épouse ainsi la forme de la partie de liaison 18 des deux tubes 14, les portions planes 38 de chaque demi-collier 32 étant disposées en regard des zones planes 20 de la partie de liaison 18. Les brides de fixation 34 de chaque paire de brides 34 comportent des faces planes en appui l'une contre l'autre suivant un plan d'appui commun aux deux paires de brides 34 et qui s'étend sensiblement selon le grand axe X de la section oblongue du collier 26, le grand axe X étant sensiblement parallèle aux zones planes 20 de la partie de liaison 18. En variante, le plan d'appui commun aux deux paires de brides 34 est légèrement incliné par rapport au grand axe X. Les moyens de serrage 28 comprennent deux ensembles vis 42 / écrou 44, un ensemble vis/écrou 42, 44 étant prévu pour une paire de brides de fixation 34. Les écrous 44 sont par exemple soudés sur une des faces d'une bride 34. La direction de serrage des moyens de serrage 28 est sensiblement parallèle à l'axe des vis 42, et donc sensiblement perpendiculaire aux zones planes 20 de la partie de liaison 18. Chaque patin 30 est fixé sur la portion plane 38 d'un demi-collier 32 et possède une surface rigide 46 d'appui sur cette portion plane 38. La surface d'appui 46 possède une forme sensiblement complémentaire à la forme de la portion plane 38, et donc à la forme de la zone de liaison 20. Ainsi, la surface d'appui 46 est sensiblement plane. Les patins 30 sont rendus solidaires des demi-colliers correspondants 32 au niveau des portions planes 38 afin de leur conférer une grande rigidité de manière à générer un effort de pression F lors du serrage des demi-colliers 32 par les moyens de serrage 28. Les patins 30 massifs sont rapportés et rendus solidaires des demi-colliers 32 par tous moyens appropriés, par exemple par soudage ou brasage. En variante, la rigidification locale du collier 26 dans les portions planes 38 est réalisée par tous moyens appropriés, les patins 30 étant par exemple formés par un ensemble de tôles rapportées. Lorsque les brides 34 sont fixées deux à deux par vissage des vis 42 dans les écrous 44, le collier de serrage 26 génère un effort de pression, représenté par les flèches F, qui est sensiblement parallèle à l'axe des vis 42 et donc sensiblement perpendiculaire aux portions planes 38, l'effort étant dirigé vers l'intérieur du volume d'échappement 10. Les deux demi-colliers 32 génèrent des efforts de pression F dirigés en sens inverses, et prennent entre eux la partie de liaison 18. De cette façon, les demi-colliers 32, rendus rigides dans leur portion plane 38 grâce aux patins 30 solidaires des portions planes 38 par leur surface d'appui 46, jouent en quelque sorte le rôle d'une mâchoire de serrage et plaquent les portions planes 38 du collier de serrage 26 sur les zones planes 20 de la partie de liaison 18 des deux tubes 14, tandis que les portions en quart de cercle 36 du collier 26 sont plaquées sur les zones en demi-cercle 22 des tubes 14. Ceci est facilité par la souplesse relative des portions en quart de cercle 36 par rapport aux portions planes 38 conférée par les encoches 40. Un deuxième mode de réalisation du volume d'échappement 10 selon l'invention est illustré sur les Figures 3 et 4, où des numéros de référence identiques désignent des éléments identiques. Le volume d'échappement 10 comprend un joint d'étanchéité 48 reliant les deux tubes 14 l'un à l'autre et disposé entre la partie de liaison 18 des deux tubes 14 et le dispositif de serrage 24. Sur la Figure 4, seule une première moitié du volume d'échappement 10 est représentée par souci de clarté, la deuxième moitié étant symétrique par rapport à l'axe X. Le dispositif 24 comprend un collier de serrage 26, des moyens 28 de serrage du collier 26 et deux patins 30. Le collier de serrage 26 comprend deux demi-colliers 32 identiques possédant chacun une section transversale sensiblement en forme de V (Figure 3) obtenue notamment par mise en forme d'une tôle. Chaque demi-collier 32 comprend un corps de collier 50 et un élément de reprise d'effort 52 fixé sur le corps 50. Chacun des corps de collier 50 comporte deux portions 54 sensiblement planes reliées entre elles par une portion 56 sensiblement en forme de demi- cercle (Figure 4). Ainsi, les deux demi-colliers 32 forment ensemble un collier de serrage 26 présentant une section transversale sensiblement en forme de V et une section axiale sensiblement oblongue de manière à épouser la forme de la partie de liaison 18 des deux tubes 14, les portions planes 54 de chaque demi-collier 32 étant disposées en regard des zones planes 20 de la partie de liaison 18. Chaque élément de reprise d'effort 52 est formé par une bande fixée par une de ses extrémités 58 sur le corps de collier 50 correspondant. La bande 52 présente une surface 60 inclinée par rapport à la portion plane 54 du corps de collier 50 et dirigée vers l'extérieur du volume d'échappement 10 à partir de l'extrémité 58. Les surfaces inclinées 60 des deux bandes 52 convergent l'une vers l'autre à partir du corps de collier 50 respectif. Chacune des bandes 52 est repliée vers l'intérieur du volume d'échappement 10 de manière à former une paroi radiale 62. Dans chacune des surfaces inclinées 60 et des parois radiales 62 des bandes de reprise d'effort 52 est ménagé un orifice traversant 64 pour le passage des moyens de serrage 28. En variante, les bandes 52 sont venues de matière avec les corps de collier 50. Les moyens de serrage 28 comprennent un ensemble vis 42 / écrou 44. Chaque patin 30 est fixé sur la portion plane 54 d'un demi-collier 32 et possède une surface rigide 46 d'appui sur cette portion plane 54. La surface d'appui 46 possède une forme sensiblement complémentaire à la forme de la portion plane 54, et donc à la forme de la zone de liaison 20. Ainsi, la surface d'appui 46 est sensiblement plane. Les patins 30 comprennent chacun une surface radiale 66 prolongeant radialement la surface rigide 46 et se terminant par un crochet 68 qui épouse la forme repliée de la bande de reprise d'effort 52. Les parois radiales 62 des bandes de reprise d'effort 52 sont disposées en regard l'une de l'autre et entre les surfaces radiales 66 des patins 30. Les parois radiales 62 et les surfaces radiales 66 comportent des faces planes qui s'étendent suivant des plans sensiblement parallèles au plan médian s'étendant selon le petit axe Y de la section oblongue du collier 26, les parois radiales 62 et les surfaces radiales 66 s'étendant au voisinage de ce plan médian et le petit axe Y étant sensiblement perpendiculaire aux zones planes 20 de la partie de liaison 18. En variante, les patins 30 ne sont pas fixés sur les demi-colliers 32 mais sont tout simplement bloqués en position entre les portions planes 54 des corps de collier 50 et les bandes de reprise d'effort 52. Chaque surface radiale 66 comporte un orifice traversant 64 correspondant aux orifices 64 des parois radiales 62 pour le passage des moyens de serrage 28. L'écrou 44 est par exemple soudé sur une des faces de la surface radiale 66 d'un patin 30, ou tout simplement bloqué en position contre cette même face entre la surface rigide 46 et le crochet 68. La direction de serrage des moyens de serrage 28 est sensiblement parallèle à l'axe de la vis 42, et donc sensiblement parallèle aux zones planes 20 de la partie de liaison 18. Lorsque les bandes de reprise d'effort 52 sont fixées l'une à l'autre par vissage de la vis 42 dans l'écrou 44, les corps de collier 50 génèrent des efforts de pression F dirigés en sens inverses, sensiblement parallèles à l'axe de la vis 42 et donc sensiblement parallèles aux portions planes 54. Ces efforts de pression sont repris de chaque côté par les bandes 52 qui redirigent les efforts le long des surfaces inclinées 60 puis le long des parois radiales 62, créant ainsi des efforts F' dirigés vers l'intérieur du volume d'échappement 10 et transmis aux patins 30. De cette façon, les patins 30, grâce à leur surface rigide d'appui 46, sont plaqués via les portions planes 54 des corps de collier 50 et via le joint 48 sur les zones planes 20 de la partie de liaison 18 des deux tubes 14, tandis que les portions en demi-cercle 56 des corps de collier 50 sont plaquées sur les zones en demi-cercle 22 des tubes 14. L'invention propose donc un volume d'échappement de fabrication simple et peu coûteuse, et dont le dispositif de serrage permet de verrouiller la liaison entre deux tubes en s'adaptant à la forme des tubes. Ainsi, le dispositif de serrage du volume d'échappement selon l'invention assure une bonne répartition de l'effort de serrage et une bonne étanchéité sur toute la périphérie des tubes. En variante, les zones de liaison 20 de la partie de liaison 18 des deux tubes 14, et de façon correspondante les portions 38, 54 des colliers de serrage 26, ne sont pas planes mais de forme appropriée, par exemple concaves. En variante encore, les patins 30 sont venus de matière avec le collier de serrage 26. Toujours en variante, les deux modes de réalisation décrits précédemment coexistent dans un même dispositif de serrage, notamment pour s'adapter à des pièces dont la section axiale est asymétrique. L'invention a été décrite en se référant à deux tubes d'un volume d'échappement des gaz issus d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, mais il est tout à fait possible d'appliquer l'invention à deux pièces quelconques appropriées disposées bout à bout. REVENDICATIONS1.- Volume d'échappement (10), du type comprenant une enveloppe extérieure (12) comportant deux pièces (14) disposées bout à bout, et un dispositif de serrage (24) reliant les deux pièces (14) l'une à l'autre, le dispositif de serrage (24) comprenant un collier de serrage (26) et des moyens de serrage (28) du collier de serrage (26) adaptés pour générer un effort de pression (F, F') sur les deux pièces (14), caractérisé en ce que le dispositif de serrage (24) comprend au moins un patin (30) présentant une surface rigide (46) d'appui sur une zone (20) de liaison des deux pièces (14), la surface d'appui (46) présentant une forme sensiblement complémentaire à la forme de la zone de liaison (20) et le patin (30) étant propre à être plaqué sur la zone de liaison (20) sous l'action du serrage du collier de serrage (26) par les moyens de serrage (28). 2.- Volume d'échappement (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui (46) est sensiblement plane. 3.- Volume d'échappement (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le patin (30) est fixé sur le collier de serrage (26). 4.- Volume d'échappement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le collier de serrage (26) comporte un corps de collier (50) et au moins un élément de reprise d'effort (52) fixé par au moins une de ses extrémités (58) sur le corps de collier (50), l'élément de reprise d'effort (52) étant propre à plaquer le patin (30) sur la zone de liaison (20) sous l'action du serrage du collier de serrage (26) par les moyens de serrage (28). 5.- Volume d'échappement (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de reprise d'effort (52) présente une surface (60) inclinée par rapport à la surface d'appui (46). 6.- Volume d'échappement (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le collier de serrage (26) comporte deux éléments de reprise d'effort (52) dont les surfaces inclinées (60) convergent l'une vers l'autre à partir du corps de collier (50). 7.- Volume d'échappement (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux patins (30), chaque élément de reprise d'effort (52) étant partiellement disposé entre les deux patins (30). 8.- Volume d'échappement (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux patins (30) et les deux éléments de reprise d'effort (52) comportent chacun au moins un orifice traversant (64) pour le passage des moyens de serrage (28). 9.- Volume d'échappement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le collier de serrage (26) comporte des brides de fixation (34) propres à coopérer avec les moyens de serrage (28). 10.- Volume d'échappement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le collier de serrage (26) comporte des encoches (40) ménagées à proximité du patin (30). 11- Volume d'échappement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le collier de serrage (26) possède une section axiale sensiblement oblongue. 12.- Volume d'échappement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le collier de serrage (26) possède une section transversale sensiblement en forme de V. 13.- Volume d'échappement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le collier de serrage (26) comprend deux demi-colliers (32) fixés l'un à l'autre par les moyens de serrage (28). 14.- Volume d'échappement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les moyens de serrage (28) comprennent au moins un ensemble vis (42) / écrou (44). 15. Volume d'échappement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend un joint d'étanchéité (48) interposé entre les deux pièces (14), le dispositif de serrage (24) verrouillant la liaison entre les deux pièces (14). 16.- Véhicule automobile, du type comprenant un moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comprend un volume d'échappement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes et susceptible d'être traversé par les gaz issus dudit moteur.