EP1143123B1 - Volume d'échappement comportant un tube traversant et procédé pour sa fabrication - Google Patents

Volume d'échappement comportant un tube traversant et procédé pour sa fabrication Download PDF

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EP1143123B1
EP1143123B1 EP20010400813 EP01400813A EP1143123B1 EP 1143123 B1 EP1143123 B1 EP 1143123B1 EP 20010400813 EP20010400813 EP 20010400813 EP 01400813 A EP01400813 A EP 01400813A EP 1143123 B1 EP1143123 B1 EP 1143123B1
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tube
barrel
cannula
crimping
wall
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EP20010400813
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Alain Tournier
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Faurecia Systemes dEchappement SAS
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Faurecia Systemes dEchappement SAS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1838—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly characterised by the type of connection between parts of exhaust or silencing apparatus, e.g. between housing and tubes, between tubes and baffles
    • F01N13/1844—Mechanical joints
    • F01N13/185—Mechanical joints the connection being realised by deforming housing, tube, baffle, plate, or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/06—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes in openings, e.g. rolling-in

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust volume, of the type comprising a transverse wall provided with an orifice and a through tube said wall through said orifice, the wall and the tube being linked to each other, according to the preamble of claim 1 and the process for its manufacture.
  • An example such an exhaust volume is known of document FR-A-2 173 458.
  • Such exhaust volumes in particular constitute silencers exhaust reducing noise pollution from traffic exhaust gases, or enclosures in which are housed catalytic purification elements or particle filters.
  • the exhaust volumes generally have a side wall substantially cylindrical closed at each end by a wall transverse end.
  • the transverse wall is for example crimped at its periphery to the side wall.
  • the transverse walls end are crossed by gas supply pipes exhaust.
  • the end wall is crossed by a tube exhaust extending mainly within the exhaust volume and extending beyond the wall outside the volume.
  • a outlet cannula is sometimes crimped at the end of the tube to further extend this outside the exhaust volume.
  • a connecting sleeve surrounding the tube in the region of the transverse wall.
  • This sleeve is tightened on the tube and it presents, on either side of the wall, flanges between which is clamped Wall.
  • These flanges are formed by deformation of the sleeve, and in particular by axial crushing thereof in order to form peripheral folds delimiting flanges extending radially outwards and enclosing the transverse wall.
  • the object of the invention is to provide an exhaust volume, of which the manufacturing cost is reduced, in particular as regards the connection between a transverse wall and a tube passing through it.
  • the invention relates to an exhaust volume, of the type above, characterized in that the cannula is crimped outside the barrel.
  • FIG. 1 an end portion of a silencer exhaust 10 made entirely of metal.
  • Muffler 10 has a substantially cylindrical side wall 12 closed at one end by a transverse wall 14. The latter is commonly designated by the expression "end cup”.
  • the side wall 10 is connected at its end at the periphery of the end wall 14. These are assembled one to the other by a crimping 16 obtained by concentric winding of the ends sheets.
  • the wall 14 is crossed by an outlet tube 16.
  • the tube 16 comprises an internal section 16A extending inside the enclosure denoted 17 delimited by the exhaust silencer and an external section 16B extending the tube outside this enclosure.
  • the section 16B has a length between 10 and 40 mm and for example equal to about 27 mm.
  • the tube 16 passes through the transverse wall 14 through an opening 18 substantially circular.
  • the opening 18 is delimited by a barrel 20 obtained by stretching outwards the material constituting the transverse wall 14 in the border region of the opening 18.
  • the barrel 20 has a length between 10 and 30 mm and preferably of the order of 20 mm.
  • a cannula 22 is secured to the tube 16 and to the barrel 20.
  • the cannula 22 extends completely outside the enclosure 17 and extends axially the tube 16. It surrounds the barrel 20 over most of its length.
  • the tube 16 has an end section denoted 16C and extending on either side of the transverse wall 14 a diameter very slightly greater than the diameter of its current part. Furthermore, and as illustrated in Figures 1 and 2, the tube 16, the barrel 20 and the end of the cannula outlet 22 are crimped together to ensure their mechanical connection. This crimping is carried out by shrinking the three concentric surfaces. It is made in a transverse plane of the barrel 20 designated by crimping plane main.
  • the constriction noted 23 leads to a centripetal peripheral deformation the tube 16, the barrel 20 and the end of the cannula 22.
  • channels concentric peripherals, resulting from an inward curving, are created around these three elements. These channels have a cross section substantially in the shape of a circular arc.
  • the cannula 22 has, along its length, two folds 24 diametrically opposite resulting from the creep of the material forming the cannula when shrinking.
  • the cannula 22 and the tube 16 are also crimped on one another according to another constriction 26 extending in a plane parallel to the crimping plane main tube, barrel and cannula.
  • the two crimping plans are axially spaced by an interval, having a length for example equal to 12 mm.
  • the crimp 26 is adapted to ensure centripetal deformation from the end of the tube 16 and the outlet cannula 22. This constriction thus forms, at the periphery of the tube and cannula, concentric channels resulting inward curving. These channels have an arcuate section of circle.
  • two jaws each delimiting an imprint semi-cylindrical and each comprising two projections 32, 34 semi-cylindrical axially spaced are applied around the cannula 22.
  • the projections 32 and 34 have a section substantially in an arc.
  • the constrictions 23 and 26 are carried out during the same step of crimping.
  • the tube 16 and the cannula 22 being linked, during the same operation, with the barrel 20, the placement of the outlet cannula 22 is carried out without significant additional cost, the same operation ensuring several connections.

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Description

La présente invention concerne un volume d'échappement, du type comportant une paroi transversale munie d'un orifice et un tube traversant ladite paroi au travers dudit orifice, la paroi et le tube étant liés l'un à l'autre, selon le préambule de la revendication 1 et le procédé de sa fabrication. Un exemple d 'un tel volume d'échappement est connu du document FR-A-2 173 458.
De tels volumes d'échappement constituent notamment des silencieux d'échappement réduisant les nuisances sonores dues à la circulation des gaz d'échappement, ou encore des enceintes dans lesquelles sont logés des éléments de purification catalytique ou des filtres à particules.
Les volumes d'échappement comportent généralement une paroi latérale sensiblement cylindrique obturée à chaque extrémité par une paroi transversale d'extrémité. La paroi transversale est par exemple sertie à sa périphérie à la paroi latérale.
Afin d'évacuer les gaz d'échappement ou d'introduire ceux-ci dans l'enceinte délimitée par le volume d'échappement, les parois transversales d'extrémité sont traversées par des conduits d'acheminement des gaz d'échappement.
Ainsi, par exemple, la paroi d'extrémité est traversée par un tube d'échappement s'étendant essentiellement à l'intérieur du volume d'échappement et se prolongeant au-delà de la paroi à l'extérieur du volume. Une canule de sortie est parfois sertie à l'extrémité du tube pour prolonger davantage celui-ci à l'extérieur du volume d'échappement.
Afin d'assurer la liaison sensiblement étanche du tube et de la paroi, il est connu de mettre en oeuvre un manchon de liaison entourant le tube dans la région de la paroi transversale. Ce manchon est serré sur le tube et il présente, de part et d'autre de la paroi, des collerettes entre lesquelles est enserrée la paroi. Ces collerettes sont formées par déformation du manchon, et notamment par écrasement axial de celui-ci afin de former des replis périphériques délimitant des collerettes s'étendant radialement vers l'extérieur et enserrant la paroi transversale.
En outre, lorsqu'une canule est mise en oeuvre pour prolonger le tube traversant la paroi, celle-ci est sertie entre l'extrémité extérieure du tube et la partie du manchon s'étendant extérieurement.
Bien que cette solution d'assemblage fonctionne de manière satisfaisante, le coût de fabrication du volume d'échappement est relativement élevé du fait de la présence du manchon de liaison rapporté autour du tube et de l'opération d'assemblage nécessaire entre la paroi transversale et ce manchon.
L'invention a pour objet de proposer un volume d'échappement, dont le coût de fabrication est réduit, notamment en ce qui concerne la liaison entre une paroi transversale et un tube la traversant.
A cet effet, l'invention a pour objet un volume d'échappement, du type précité, caractérisé en ce que la canule est sertie à l'extérieur du canon.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le volume d'échappement comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
  • le sertissage du canon et du tube est formé par un rétreint concentrique du canon et du tube ;
  • la paroi transversale est une paroi d'extrémité, et le canon s'étend à l'extérieur de l'enceinte définie par le volume d'échappement ;
  • la canule présente latéralement dans le plan de sertissage de la canule et du canon, deux replis diamétralement opposés. ; et
  • le tube et la canule sont sertis l'un avec l'autre dans un plan transversal au tube, lequel plan transversal est décalé suivant la longueur du tube par rapport au plan de sertissage du tube et du canon.
En outre, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un volume d'échappement tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à :
  • a) former une paroi transversale munie d'un orifice ;
  • b) étirer la matière de la paroi transversale autour dudit orifice pour former un canon ;
  • c) insérer un tube dans le canon ;
  • d) sertir le canon et le tube, et, en outre, la mise en place d'une canule prolongeant le tube, et le sertissage de la canule et du canon, la canule étant disposée à l'extérieur du canon et le sertissage de la canule et du canon est réalisé simultanément au sertissage du canon et du tube.
    • Selon l'invention, le procédé de fabrication peut également comporter l'étape :
    • de mise en place d'une canule prolongeant le tube et de sertissage de la canule et du tube, et le sertissage de la canule et du tube est réalisé simultanément au sertissage du canon et du tube.
    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, sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un volume d'échappement selon l'invention sur laquelle un outil de fabrication est partiellement représenté ; et
    • la figure 2 est une vue en section prise suivant la ligne II-II de la figure 1 montrant la liaison du tube à la paroi transversale.
    Sur la figure 1 est représentée une partie d'extrémité d'un silencieux d'échappement 10 réalisé entièrement en métal. Le silencieux 10 comporte une paroi latérale 12 sensiblement cylindrique obturée à une extrémité par une paroi transversale 14. Cette dernière est couramment désignée par l'expression "coupelle d'extrémité". La paroi latérale 10 est reliée à son extrémité à la périphérie de la paroi d'extrémité 14. Celles-ci sont assemblées l'une à l'autre par un sertissage 16 obtenu par enroulement concentrique des extrémités des tôles.
    La paroi 14 est traversée par un tube 16 de sortie. Le tube 16 comporte un tronçon interne 16A s'étendant à l'intérieur de l'enceinte notée 17 délimitée par le silencieux d'échappement et un tronçon externe 16B prolongeant le tube à l'extérieur de cette enceinte. Le tronçon 16B a une longueur comprise entre 10 et 40 mm et par exemple égale à environ 27 mm.
    Le tube 16 traverse la paroi transversale 14 au travers d'une ouverture 18 sensiblement circulaire. L'ouverture 18 est délimitée par un canon 20 obtenu par étirage vers l'extérieur de la matière constituant la paroi transversale 14 dans la région de bordure de l'ouverture 18. Le canon 20 a une longueur comprise entre 10 et 30 mm et de préférence de l'ordre de 20 mm.
    En outre, une canule 22 est solidarisée au tube 16 et au canon 20. La canule 22 s'étend totalement à l'extérieur de l'enceinte 17 et prolonge axialement le tube 16. Elle entoure le canon 20 sur l'essentiel de sa longueur.
    Le tube 16 présente suivant un tronçon d'extrémité noté 16C et s'étendant de part et d'autre de la paroi transversale 14 un diamètre très légèrement supérieur au diamètre de sa partie courante. En outre, et comme illustré sur les figures 1 et 2, le tube 16, le canon 20 et l'extrémité de la canule de sortie 22 sont sertis ensemble pour assurer leur liaison mécanique. Ce sertissage est effectué par rétreint des trois surfaces concentriques. Il est effectué dans un plan transversal du canon 20 désigné par plan de sertissage principal.
    Le rétreint noté 23 conduit à une déformation périphérique centripète du tube 16, du canon 20 et de l'extrémité de la canule 22. Ainsi, des canaux périphériques concentriques, résultant d'une incurvation vers l'intérieur, sont créés autour de ces trois éléments. Ces canaux ont une section sensiblement en forme d'arc de cercle.
    En outre, la canule 22 présente, suivant sa longueur, deux replis 24 diamétralement opposés résultant du fluage de la matière formant la canule lors du rétreint.
    La canule 22 et le tube 16 sont également sertis l'un sur l'autre suivant un autre rétreint 26 s'étendant dans un plan parallèle au plan de sertissage principal du tube, du canon et de la canule. Les deux plans de sertissage sont espacés axialement d'un intervalle, ayant une longueur par exemple égale à 12 mm.
    Le sertissage 26 est adapté pour assurer une déformation centripète de l'extrémité du tube 16 et de la canule de sortie 22. Ce rétreint forme ainsi, à la périphérie du tube et de la canule, des canaux concentriques résultant d'une incurvation vers l'intérieur. Ces canaux ont une section en forme d'arc de cercle.
    Pour la fabrication d'un tel volume d'échappement, on réalise d'abord autour de l'ouverture 18 un étirage de la paroi transversale 14 pour former le canon 22, celui-ci étant initialement sensiblement cylindrique. Le tube 16 est ensuite introduit au travers de l'ouverture 18. La canule de sortie 22 est enfin emmanchée autour du tube 16 et du canon 20.
    Pour le sertissage, deux mâchoires délimitant chacune une empreinte semi-cylindrique et comportant chacune deux saillies 32, 34 semi-cylindriques espacées axialement sont appliquées autour de la canule 22. Les saillies 32 et 34 présentent une section sensiblement en arc de cercle.
    Le rapprochement des deux mâchoires l'une vers l'autre suivant une direction diamétrale du canon provoque un rétreint du tube, du canon et de la canule, conduisant ainsi à l'agencement représenté aux figures 1 et 2.
    Ainsi, les rétreints 23 et 26 sont réalisés lors d'une même étape de sertissage.
    On conçoit que, avec l'agencement décrit ici, la présence du canon obtenu par étirage de la matière formant la paroi transversale 14, permet d'assurer la liaison du tube et de la paroi transversale 14 sans qu'il soit nécessaire de mettre en oeuvre un manchon rapporté. De plus, la liaison assurée par sertissage est fiable et est d'un coût de mise en oeuvre réduit.
    De plus, le tube 16 et la canule 22 étant liés, lors d'une même opération, au canon 20, la mise en place de la canule de sortie 22 s'effectue sans surcoût important, une même opération assurant plusieurs liaisons.

    Claims (7)

    1. Volume d'échappement comportant une paroi transversale (14) munie d'un orifice (18) et un tube (16) traversant ladite paroi au travers dudit orifice (18), la paroi (14) et le tube (16) étant liés l'un à l'autre, la paroi (14) présente, autour de l'orifice (18), un canon (20) obtenu par étirage de la matière de la paroi (14), le canon (20) et le tube (16) étant sertis suivant leur périphérie dans un plan transversal du canon (20), et il comporte une canule (22) prolongeant le tube (16) du côté de la paroi transversale (14) où émerge le canon (20), la canule (22) et le canon (20) étant sertis suivant le plan de sertissage du tube (16) et du canon (20), caractérisé en ce que la canule (22) est sertie à l'extérieur du canon (20).
    2. Volume d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sertissage du canon (20) et du tube (16) est formé par un rétreint concentrique du canon (20) et du tube (16).
    3. Volume d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi transversale (14) est une paroi d'extrémité, et en ce que le canon (20) s'étend à l'extérieur de l'enceinte définie par le volume d'échappement.
    4. Volume d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la canule (22) présente latéralement dans le plan de sertissage de la canule (22) et du canon (20), deux replis (24) diamétralement opposés.
    5. Volume d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube (16) et la canule (22) sont sertis l'un avec l'autre dans un plan transversal au tube (16), lequel plan transversal est décalé suivant la longueur du tube (16) par rapport au plan de sertissage du tube (16) et du canon (20).
    6. Procédé de fabrication d'un volume d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à :
      a) former une paroi transversale munie d'un orifice ;
      b) étirer la matière de la paroi transversale autour dudit orifice pour former un canon (20) ;
      c) insérer un tube (16) dans le canon (20) ; et
      d) sertir le canon (20) et le tube (16),
      en ce qu'il comporte, en outre, une étape de mise en place d'une canule (22) prolongeant le tube (16), et une étape de sertissage de la canule (22) et du canon (20), la canule (22) étant disposée à l'extérieur du canon (20),
      et en ce que le sertissage de la canule (22) et du canon (20) est réalisé simultanément au sertissage du canon (20) et du tube (16).
    7. Procédé selon la revendication 6 de fabrication d'un volume d'échappement selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape de mise en place d'une canule (22) prolongeant le tube (16) et une étape de sertissage de la canule (22) et du tube (16),
      et en ce que le sertissage de la canule (22) et du tube (16) est réalisé simultanément au sertissage du canon (20) et du tube (16).
    EP20010400813 2000-04-05 2001-03-29 Volume d'échappement comportant un tube traversant et procédé pour sa fabrication Expired - Lifetime EP1143123B1 (fr)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR0004353 2000-04-05
    FR0004353A FR2807352B1 (fr) 2000-04-05 2000-04-05 Volume d'echappement comportant un tube traversant et procede pour sa fabrication

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1143123A1 EP1143123A1 (fr) 2001-10-10
    EP1143123B1 true EP1143123B1 (fr) 2004-05-26

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    EP (1) EP1143123B1 (fr)
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    FR (1) FR2807352B1 (fr)

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    DE60103444D1 (de) 2004-07-01
    EP1143123A1 (fr) 2001-10-10
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