FR2588916A1 - Dispositif d'accouplement flexible pour conduites d'echappement a temperatures elevees - Google Patents

Dispositif d'accouplement flexible pour conduites d'echappement a temperatures elevees Download PDF

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    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
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    • F01N13/1811—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F16L51/022—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube with a single corrugation

Abstract

DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT FLEXIBLE POUR CONDUITES D'ECHAPPEMENT A TEMPERATURES ELEVEES, DU TYPE COMPRENANT UN JOINT COMPOSITE 3 INTERPOSE ENTRE LES BRIDES RESPECTIVES DE CES CONDUITES. SUIVANT L'INVENTION, CE JOINT 3 ASSURE DEUX FONCTIONS REELLES DISTINCTES: -UN POSITIONNEMENT RELATIF DES CONDUITES D'ENTREE 1 ET DE SORTIE 2 AU MOYEN DES PROPRIETES PHYSIQUES DE RAIDEUR PROPRES AUX DIFFERENTS CONSTITUANTS DE CE JOINT, OBTENU NOTAMMENT PAR UN MOUVEMENT DE ROTATION RELATIVE SEMBLABLE A CELUI D'UNE ARTICULATION SPHERIQUE; -ET UNE ETANCHEITE AUX GAZ S'ECHAPPANT A DES TEMPERATURES ELEVEES, AU MOYEN D'UN TREILLIS METALLIQUE TRICOTE ET COMPRIME. APPLICATION : NOTAMMENT A LA REDUCTION DES TAUX DE POLLUTION DES GAZ D'ECHAPPEMENT AVEC UN MONTAGE SIMPLE ET EFFICACE D'UN JOINT COMPOSITE.

Description

DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT FLEXIBLE POUR CONDUITES D'ECHAPPEMENT
A TEMPERATURES ELEVEES.
La présente invention se rapporte aux systèmes d'échappement de moteurs à combustion interne Elle vise plus particulièrement un dispositif d'accouplement de conduites d'échappement soumises à de fortes températures.
Il est connu d'utiliser une articulation flexible entre un collecteur d'échappement et un tuyau d'échappement pour éviter que des efforts et des déformations soient transmis à ce dernier.
Pour un moteur transversal le joint d'échappement de l'articulation flexible doit autoriser un certain degré de rotation relative entre les collecteur et tuyau d'échappement, et assurer simultanément une bonne étanchéité aux gaz s'échappant à des températures très élevées pour réduire les taux de pollution.
Diverses so ] utions partielles ont déjà été proposées, en particulier - une articulation du type rotulant ou sphérique - un joint incorporant une matière graphitique en feuille engai-
nant une tôle métallique perforée - un joint élastique réalisé à partir d'une bande flexible de matière
réfractaire, insérée à l'intérieur d'une gaine flexible de treillis
métallique à vides non obturés - un joint composite de densité variable ; - un joint composite imprégné d'un oxyde métallique réfractaire.
La présente invention propose un nouveau type d'articulation flexible pour conduites d'échappement, qui permet d'exploiter au mieux les propriétés de garnitures de treillis tricoté et comprimé habituellement utilisées pour rendre étanches les passages des gaz d'échappement d'un joint sphérique composite.
Suivant une particularité essentielle de l'înventipn, un tel dispositif d'accouplement incorpore un joint composite qui assure deux fonctions réelles distinctes - un positionnement relatif des conduites d'entrée et de sortie
au moyen des propriétés physiques de raideur propres aux
différents constituants de ce joint, obtenu notamment par un
mouvement de rotation relative semblable à celui d'une arti
culation sphérique - et une étanchéité aux gaz s'échappant à des températures
élevées, au moyen d'un treillis métallique tricoté et comprimé.
Suivant une autre particularité de l'invention, ce joint annulaire de section droite pleine est serré entre les brides respectives des conduites d'entrée et de sortie de manière à ce - qu'il soit encastrable dans chacune de ces brides ou parties
d'extrémité, d'une part - et qu'une bride ou partie d'extrémité de l'une de ces conduites
aboutées en rapport d'étanchéité enveloppe l'autre, d'autre
part.
De par ces deux particularités, ce dispositif d'accouplement flexible s'avère déjà très original et d'une efficacité certaine.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, de trois modes de réalisation préférés donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 à 4 représentent schématiquement chacune, une
demi-section d'un dispositif d'accouplement flexible conforme
à l'invention, suivant un premier mode de réalisation - les figures 5, 6 et 7 représentent schématiquement chacune,
une demi-section d'une variante suivant un second mode de
réalisation - les figures 8, 9 et 10 représentent respectivement trois vues
de détail des figures précédentes montrant la composition
d'un joint composite utilisé - les figures 11 et 12 représentent schématiquement des demi
sections respectives de deux variantes suivant un troisième
mode de réalisation - et la figure 13 représente une vue de détail de la figure 11
montrant la composition d'un joint composite utilisé.
Un premier mode de réalisation est illustré sur les figures 1 à 4 où un système d'échappement conventionnel présente une conduite d'entrée 1 de collecteur solidaire d'un moteur, et une conduite de sortie 2 d'un tuyau d'échappement. Un joint composite 3 est interposé entre les brides ou parties d'extrémité respectives 4, 5 de ces conduites. La flèche 6 indique le sens conseillé pour l'écoulement des gaz d'échappement.
Ce joint composite a une section droite pleine et peut être encastré dans chacune des brides ou parties d'extrémité 4, 5 (figures 3 et 4), avec un recouvrement d'une bride par l'autre.
La figure 1 montre une solution de base, la figure 2 une amélioration de la faisabilité pour la bride 5, et les figures 3 et 4 une amélioration du maintien des pièces 1, 2 et 3.
Toutes ces quatre variantes constituent des systèmes auto-porteurs comme les trois variantes suivantes illustrées sur les figures 5, 6 et 7.
Le joint annulaire 3 présente cette fois une section droite ouverte en U (figures 5 et 6) et en ] L(figure 7).
Les deux branches du U et du S sont fixées sur les brides ou parties d'extrémité respectives 4, 5 par collier ou par soudure.
Les figures 8, 9 et 10 montrent tois variantes de garnitures actuelles de treillis tricoté et comprimé qui sont utilisées pour le joint composite 3. Ces garnitures connues peuvent incorporer des feuilles de graphite associées à des treillis métalliques tricotés, du papier mica reconstitué associé à un treillis métallique tricoté, du fil d'amiante tricoté en parallèle avec du fil métallique, ou des oxydes métalliques réfractaires associés à un treillis métallique tricoté.
La figure 8 montre une combinaison d'un tricot métallique 3.1 et d'une feuille métallique mince 3.2.
La figure 9 illustre une combinaison d'un tricot métallique 3.3 et d'un produit d'étanchéité (graphite ou micas 3.4.
La figure 10 montre un tricot métallique 3.5 à densité variable forte à la périphérie pour l'étanchéité, et faible ailleurs pour la raideur.
Toutes les formes et les dimensions de toutes ces pièces doivent être compatibles avec les déplacements à découpler, et les conditions d'utilisation et de montage.
Deux systèmes non auto-porteurs sont repré#sentés sur les figures 11 et 12 suivant un troisième mode de réalisation.
Le joint annulaire 3 se présente sous la forme d'un soufflet composite de faible raideur qui a une section ouverte en S dont les deux extrémités sont fixées sur les parties d'extrémité 4, 5 des conduites 1, 2 (figure 11).
Le soufflet composite 3 illustré à la figure 12 présente quant à lui une section droite pleine.
La ligne 13 détaille les trois constituants du soufflet composite de la figure 11 - un tissé tubulaire 3.6 de fibre céramique - et deux enveloppes minces étanches 3.7 et 3.8 résistant aux
effets thermiques.
Le soufflet composite 3 de la figure 12 présente deux enveloppes semblables aux précédents 3.7, 3.8 et un matelas 3.9 pour l'amortissement acoustique et vibratoire, composé par exemple de fibres céramique ou de basalte.
Ce troisième mode de réalisation nécessite donc un soufflet de découplage à très faible raideur, et un système complémentaire pour assurer le positionnement relatif des conduites d'entrée et de sortie.
Toutes les formes, dimensions et matériaux doivent être compatibles avec les déplacements à découpler, et les conditions d'utilisation et de montage.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'accouplement flexible pour conduites d'échappement à températures élevées, du type comprenant un joint composite (3) interposé entre les brides respectives de ces conduites. caractérisé en ce que ce joint (3) assure deux fonctions réelles distinctes - un positionnement relatif des conduites d'entrée (1) et de
sortie (2) au moyen des propriétés physiques de raideur
propres aux différents constituants de ce joint, obtenu
notamment par un mouvement de rotation relative semblable à
celui d'une articulation sphérique - et une étanchéité aux gaz s'échappant à des températures
élevées, au moyen d'un treillis métallique tricoté et comprimé.
2. Dispositif d'accouplement flexible suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ce joint (3) annulaire de section droite pleine est serré entre les brides respectives des conduites d'entrée (1) et de sortie (2) de manière à ce - qu'il soit encastrable dans chacune de ces brides ou parties
,d'extrémité (4, 5) d'une part - et qu'une bride ou partie d'extrémité (4, 5) de l'une de ces
conduites aboutées en rapport d'étanchéité enveloppe l'autre
(5, 4), d'autre part.
3. Dispositif d'accouplement flexible suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ce joint annulaire (3) présente une section droite ouverte dont les deux branches sont fixées sur les brides ou parties d'extrémité respectives de ces conduites (1, 2).
4. Dispositif d'accouplement flexible suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ce joint annulaire (3) se présente sous la forme d'un soufflet composite de faible raideur qui a une section droite ouverte en S dont les deux extrémités sont fixées sur les brides ou parties d'extrémité respectives de ces conduites (1, 2).
5. Dispositif d'accouplement flexible suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ce joint annulaire (3) se présente sous la forme d'un soufflet composite de faible raideur qui a une section droite pleine dont les deux extrémités sont fixées sur les brides ou parties d'extrémité respectives de ces conduites (1, 2).
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