Brevet FR3104637A1 — publié le 20210618

La présente invention propose un dispositif (10) de post-traitement de gaz d’échappement de moteur à combustion de véhicule automobile comportant : - une enceinte (12) délimitée par une paroi tubulaire (14) définissant une chambre tubulaire interne (15) ; - un bloc catalytique (22) logé dans ladite chambre, et dans lequel, à au moins une (28) de ses deux extrémités axiales, l’enceinte (12) est équipée d’une rondelle (26) de positionnement axial du bloc catalytique (22) à l’intérieur de la chambre tubulaire interne (15), caractérisé en ce que la rondelle (26) de positionnement est fixée de manière démontable à l’extrémité axiale (26) de l’enceinte (12) par des moyens (38, 40, 50) d’accouplement du type à baïonnette. Figure pour l'abrégé : 2 DISPOSITIF DE POST-TRAITEMENT DE GAZ D’ECHAPPEMENT DE MOTEUR A COMBUSTION DE VEHICULE AUTOMOBILE Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un dispositif de post-traitement de gaz d’échappement de moteur à combustion de véhicule automobile. L’invention concerne plus particulièrement un dispositif comportant des moyens permettant un remplacement aisé du bloc catalytique logé dans un tel dispositif. Arrière-plan technique De manière connue, un dispositif de post-traitement de gaz d’échappement de moteur à combustion de véhicule automobile comporte une enceinte délimitée par une paroi tubulaire cylindrique définissant une chambre tubulaire interne dans laquelle est logé un bloc catalytique. Les documents FR-A1-2.643.418 ou FR-A1-3.048.450 décrivent et représentent des exemples d’un tel dispositif. L’enceinte retient axialement le bloc catalytique et comporte à ses deux extrémités des orifices d’entrée et de sortie pour la circulation d’un flux axial de gaz à travers le bloc catalytique. Le bloc catalytique, aussi appelé « monolithe », est une structure qui est délimitée par une enveloppe cylindrique qui, notamment avec interposition radiale d’un manchon de « nappe » aussi appelé « mat », est emmanchée à force à l’intérieur de l’enceinte tubulaire. Le montage du bloc catalytique est complété par des moyens de positionnement axial du bloc catalytique à l’intérieur de l’enceinte. Le bloc catalytique doit pouvoir être changé et donc extrait hors de l’enceinte. Pour procéder à l’extraction axiale, à la presse, du bloc catalytique hors de l’enceinte, puis introduire à nouveau un bloc catalytique il est nécessaire d’avoir accès axialement aux deux extrémités de l’enceinte, et il est notamment nécessaire de pouvoir démonter les moyens de positionnement axial du bloc catalytique. L’invention vise à faciliter les opérations de démontage et de remontage du bloc catalytique. L’invention propose un dispositif de post-traitement de gaz d’échappement de moteur à combustion de véhicule automobile comportant : - une enceinte délimitée par une paroi tubulaire définissant une chambre tubulaire interne ; - un bloc catalytique logé dans ladite chambre, et dans lequel, à au moins une de ses deux extrémités axiales, l’enceinte est équipée d’une rondelle de positionnement axial du bloc catalytique à l’intérieur de ladite chambre, caractérisé en ce que la rondelle de positionnement est fixée de manière démontable à ladite au moins une extrémité axiale de l’enceinte par des moyens d’accouplement à baïonnette. Selon d’autres caractéristiques de l’invention : - les moyens d’accouplement à baïonnette comportent une série d’encoches de verrouillage formées dans un tronçon d’extrémité axiale de la paroi tubulaire de l’enceinte et qui sont réparties angulairement de manière régulière, et comportent une série d’ergots de verrouillage formés à la périphérie de la rondelle de positionnement et qui sont répartis angulairement de manière régulière pour que chaque ergot de verrouillage soit reçu dans une encoche de verrouillage associée ; - chaque encoche de verrouillage est en forme de « L » et comporte une branche axiale d’introduction d’un ergot de verrouillage associé qui débouche dans le tronçon d’extrémité axiale de la paroi tubulaire de l’enceinte, et une branche tangentielle de réception de l’ergot de verrouillage associé en position verrouillée ; - la branche tangentielle d’au moins une encoche de verrouillage comporte une butée de verrouillage angulaire de l’ergot de verrouillage en position verrouillée dans l’encoche de verrouillage ; - chaque ergot de verrouillage est une patte radiale qui s’étend depuis un bord périphérique de la rondelle de positionnement, dans le plan de la rondelle de positionnement ; - la rondelle de verrouillage comporte des moyens pour son entraînement en rotation et/ou pour son positionnement angulaire par rapport à l’enceinte tubulaire dans une position d’introduction axiale des ergots de verrouillage dans les encoches de verrouillage associées ; - le dispositif comporte une bague qui est interposée axialement entre une face latérale de la rondelle de positionnement et une face d’extrémité axiale en vis-à-vis du bloc catalytique ; - la bague est montée comprimée axialement entre la rondelle de positionnement et le bloc catalytique ; - le bloc catalytique est emmanché à force à l’intérieur de la paroi tubulaire de l’enceinte - le dispositif comporte un manchon qui est interposé radialement entre le bloc catalytique et la paroi de l’enceinte. Brève descriptions des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : – la figure 1 est une vue coupe par un plan axial d’un pot catalytique de véhicule automobile comportant un dispositif de post-traitement dont le bloc catalytique est monté selon les enseignements de l’invention ; – la figure 2 est une vue de détail des principaux composants du dispositif de post-traitement selon l’invention représenté à la figure 1 ; – la figure 3 est une vue de détail en perspective de dessous qui illustre l’accouplement du type à baïonnette de la rondelle de positionnement selon l’invention ; – la figure 4 est une vue en perspective éclatée de l’enceinte, de la bague et de la rondelle de positionnement représentées à la figure 3. Description détaillée de l'invention Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté à la figure 1 un pot catalytique 100 de conception générale connue pour le traitement des gaz d'échappement du moteur à combustion d'un véhicule automobile. Le boîtier 102 du pot catalytique 100 loge notamment un dispositif de post-traitement 10 qui est de conception générale cylindrique à section circulaire selon un axe principal A de circulation du flux de gaz d'échappement à travers le dispositif de post-traitement de 10. Le dispositif de post-traitement 10 comporte une enceinte ou enveloppe externe 12 de forme générale tubulaire qui comporte notamment une paroi tubulaire 14 qui délimite latéralement une chambre tubulaire interne 15. En considérant l'orientation des figures, l’extrémité supérieure de la paroi tubulaire 14 se prolonge par une bride radiale externe 16 de fixation. Comme on peut le voir à la figure 1, la bride radiale externe 16 permet d'assurer le montage et la fixation de l'enceinte 12 et du dispositif de post-traitement 10 dans le pot catalytique 100, par exemple ici au moyen d'une série de vis démontables 18. La paroi ou jupe tubulaire 14 est délimitée par une face interne cylindrique concave 20 de section circulaire et qui est parfaitement lisse sur toute sa hauteur. De manière connue, le dispositif de post-traitement 10 comporte un bloc catalytique de forme générale cylindrique 22 qui est logé axialement à l'intérieur de l'enceinte 12, ici avec l'interposition radiale d'un manchon 24. Le manchon 24, est un matelas à base de fibres minérales et végétales qui est monté radialement entre la face interne 20 de la paroi tubulaire 14 et la surface cylindrique externe convexe 23 du bloc catalytique 22, par emmanchement axial à l'intérieur de l'enceinte 12. Le manchon 24 permet d’assurer une étanchéité sur les bordures du bloc 22 en fonction des contraintes de fonctionnement du moteur et notamment les hautes températures des gaz brulés. Le bloc catalytique 22 est susceptible de glisser selon l’axe A. L’enceinte 12 peut présenter un rétrécissement de section ou une contrainte particulière d’emmanchement axial ou d’extraction du bloc catalytique 22 nécessitant de privilégier un coté particulier de l’enceinte 12 destiné à être orienté en aval selon le sens des flux de gaz. Pour positionner axialement le bloc catalytique 22, selon l'axe vertical A, le dispositif de post-traitement 10 comporte une rondelle 26 de positionnement qui est agencée au voisinage du bord d'extrémité axiale inférieure 28 de la paroi tubulaire 14, à l'opposé de la bride de fixation supérieure 16. La rondelle de positionnement 26 comporte deux faces latérales planes annulaires et opposées dont une face supérieure 32. A titre non limitatif, dans l'exemple illustré aux figures, la face transversale inférieure 21 du bloc catalytique 22 est en appui axialement vers le bas contre la face latérale supérieure 32 avec interposition d'une bague 34. La bague 34 et une bague à section en L qui délimite un logement interne 35 dans lequel est reçu le tronçon d'extrémité axiale inférieure du bloc catalytique 22. La bague 34 comporte un anneau inférieur 36 d'orientation transversale qui est interposé axialement entre la face transversale inférieure 21 du bloc catalytique 22 et la face latérale supérieure 32 de la rondelle de positionnement 26. La bague 34 peut être réalisée en matériau compressible élastiquement. Conformément aux enseignements de l'invention, pour assurer le montage et la fixation de la rondelle de positionnement 26 sur le tronçon d'extrémité axiale inférieure de la paroi tubulaire 14, il est prévu des moyens 38 d'accouplement du type baïonnette. Ces moyens 38 d'accouplement à baïonnette comportent des séries d'encoches de verrouillage et d'ergots de verrouillage complémentaires permettant un montage par introduction axiale des ergots de verrouillage dans les encoches de verrouillage, puis un verrouillage par déplacement angulaire ou rotation autour de l'axe d'introduction axiale. La série d'encoches de verrouillage 40 est formée dans la paroi tubulaire 14. A titre non limitatif, il est ici prévu une série de six encoches de verrouillage 40 qui sont réparties angulairement de manière régulière autour de l'axe A. Chaque encoche de verrouillage 40 présent un profil en "L" avec une branche axiale 42 d'introduction qui débouche axialement vers le bas dans le bord inférieur 28 de la paroi tubulaire 12. A son extrémité supérieure, chaque branche axiale 42 se prolonge par une branche tangentielle horizontale 44. Comme on peut le voir notamment aux figures 3 et 4, au voisinage de son raccordement avec la branche axiale 42, chaque branche tangentielle 44 comporte une butée angulaire 46 orientée axialement à l'opposé du bord extrémité inférieur 28. De manière complémentaire, la rondelle de positionnement 26 comporte six ergots de verrouillage 50 qui sont répartis angulairement de manière régulière. Chaque ergot 26 est une patte qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir du bord annulaire périphérique 27 de la rondelle de positionnement 26. Chaque patte formant ergot de verrouillage 26 est dimensionnée de manière à pouvoir être introduit axialement, de bas en haut en considérant les figures, dans 1 branche axiale 42 d'une encoche de verrouillage associée 40 puis être introduite dans la branche tangentielle de verrouillage 44 en franchissant la butée 46. Afin d'éviter toute séparation accidentelle de la rondelle positionnement 26 de la paroi tubulaire 12, l'anneau inférieur 36 de la bague 34 est monté comprimer axialement entre la face supérieure 32 de la rondelle positionnement 26 et la face transversale inférieure 21 du bloc catalytique 22. Afin de faciliter la préhension, la manipulation et l'orientation angulaire de la bague de positionnement 26, celle-ci comporte ici une série de quatre trous 48. La conception proposait des moyens 38 de verrouillage à baïonnette avec les encoches de verrouillage 40 formés dans la paroi tubulaire 12 permet, après démontage de la rondelle positionnement 26, de pouvoir extraire axialement le bloc catalytique 22 et le manchon 24 axialement vers le bas et/ou d'introduire axialement le bloc catalytique 22 à l'intérieur de la paroi tubulaire 12 verticalement de bas en haut. Dispositif (10) de post-traitement de gaz d’échappement de moteur à combustion de véhicule automobile comportant : - une enceinte (12) délimitée par une paroi tubulaire (14) définissant une chambre tubulaire interne (15) ; - un bloc catalytique (22) logé dans ladite chambre, et dans lequel, à au moins une (28) de ses deux extrémités axiales, l’enceinte (12) est équipée d’une rondelle (26) de positionnement axial du bloc catalytique (22) à l’intérieur de ladite chambre tubulaire interne (15), caractérisé en ce que la rondelle (26) de positionnement est fixée de manière démontable à ladite au moins une extrémité axiale (26) de l’enceinte (12) par des moyens (38, 40, 50) d’accouplement à baïonnette. Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d’accouplement à baïonnette comportent : - une série d’encoches (40) de verrouillage formées dans un tronçon d’extrémité axiale de la paroi tubulaire (14) de l’enceinte (12) et qui sont réparties angulairement de manière régulière ; et - une série d’ergots (50) de verrouillage formés à la périphérie (27) de la rondelle (26) de positionnement et qui sont répartis angulairement de manière régulière pour que chaque ergot (50) de verrouillage soit reçu dans une encoche (40) de verrouillage associée. Dispositif (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque encoche (40) de verrouillage est en forme de « L » et comporte une branche axiale (42) d’introduction d’un ergot (50) de verrouillage associé qui débouche dans le tronçon d’extrémité axiale (26) de la paroi tubulaire (14) de l’enceinte (12) , et une branche tangentielle (44) de réception de l’ergot (50) de verrouillage associé en position verrouillée. Dispositif (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la branche tangentielle (44) d’au moins une encoche (40) de verrouillage comporte une butée (46) de verrouillage angulaire de l’ergot (50) de verrouillage en position verrouillée dans l’encoche de verrouillage. Dispositif (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque ergot de verrouillage (50) est une patte radiale qui s’étend depuis un bord périphérique (27) de la rondelle (26) de positionnement, dans le plan de la rondelle (26) de positionnement. Dispositif (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rondelle (26) de positionnement comporte des moyens (48) pour son entraînement en rotation et/ou pour son positionnement angulaire par rapport à l’enceinte (12) tubulaire dans une position d’introduction axiale des ergots (50) de verrouillage dans les encoches (40) de verrouillage associées. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte une bague (34) qui est interposée axialement entre une face latérale (32) de la rondelle (26) de positionnement et une face d’extrémité axiale (21) en vis-à-vis du bloc catalytique (22). Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la bague (34) est montée comprimée axialement entre la rondelle (26) de positionnement et le bloc catalytique (22). Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc catalytique (22) est emmanché à force à l’intérieur de la paroi tubulaire (14) de l’enceinte (12). Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un manchon (24) qui est interposé radialement entre le bloc catalytique (22) et la paroi tubulaire (14) de l’enceinte (12).