FR2879692A1 - Dispositif de maintien par sangles de catalyseur d'echappement a section transversale ovoide - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de maintien par sangles de catalyseur (4) d'échappement à section transversale ovoïde sur une partie d'un véhicule (1) à moteur à combustion interne, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une sangle (5) de serrage entourant le catalyseur (4) et au moins une cale (9) interposée entre le catalyseur (4) et le véhicule (1), des moyens (11, 12, 13) de serrage de la sangle (5) et au moins une paire de supports (6) de sangle fixés sur le véhicule (1) par des moyens (7) de fixation à chaque extrémité de la sangle (5), de part et d'autre d'un axe longitudinal du catalyseur (4).

Description

Dispositif de maintien par sangles de catalyseur d'échappement à

section transversale ovoïde La présente invention concerne le domaine de l'automobile et plus particulièrement des catalyseurs présents sur la ligne d'échappement de certains véhicules motorisés. La présente invention concerne en particulier un dispositif de fixation d'un catalyseur de forme ovoïde sur une partie rigide d'un véhicule à moteur à combustion interne.

Les catalyseurs sont disposés au sein des lignes d'échappement des io moteurs à combustion interne et contiennent au moins un support monolithique pour le traitement des gaz d'échappement. Ils se trouvent généralement en aval du collecteur d'échappement ou en aval du turbocompresseur dans le cas d'un moteur à combustion interne suralimenté. Les catalyseurs présentent une forme globalement cylindrique mais certains possèdent une section transversale de forme ovoïde. En raison du poids croissant des catalyseurs, de leur encombrement, les solutions actuelles utilisent des dispositifs de fixation par sangles de serrage, les dispositifs étant raccordés au bloc-cylindres et maintenant le catalyseur à proximité de ce bloc-cylindres. De tels dispositifs restent insuffisants, car leur tenue vibratoire est limitée. Les dispositifs de maintien des catalyseurs doivent être rigides pour avoir une bonne tenue vibratoire mais ils doivent résister à la dilatation lors de l'augmentation de leur température lorsque le moteur à combustion et le catalyseur chauffent. D'autre part, les solutions connues de l'art antérieur sont adaptées uniquement aux catalyseurs possédant une forme globalement cylindrique mais ces solutions ne sont pas adaptées aux catalyseurs de section ovoïde nécessitant une indexation angulaire.

La présente invention a pour but de pallier certains inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de maintien par sangles de catalyseur d'échappement de section transversale ovoïde permettant une bonne tenue vibratoire du catalyseur et facilitant le montage du catalyseur dans la ligne d'échappement grâce à un ajustement de l'orientation du catalyseur.

Ce but est atteint par un dispositif de maintien par sangles de catalyseur d'échappement à section transversale ovoïde sur une partie d'un véhicule à moteur à combustion interne, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une sangle de serrage entourant le catalyseur, au moins une cale interposée entre le catalyseur et le véhicule, des moyens de serrage de la sangle et au moins une paire de supports de sangle fixés sur le véhicule par des moyens de fixation à chaque extrémité de la sangle, de part lo et d'autre d'un axe longitudinal du catalyseur.

Selon une autre particularité, la cale est cylindrique.

Selon une autre particularité, le dispositif comporte deux cales placées de part et d'autre de l'axe longitudinal du catalyseur.

Selon une autre particularité, au moins un support de sangle est rigide et comporte un moyen de butée de dimensions adaptées pour permettre la mise en butée du catalyseur sur le support de sangle et empêcher le déplacement du catalyseur lors du serrage de la sangle provoquant le calage de la cale entre le catalyseur et le véhicule.

Selon une autre particularité, le catalyseur est relié à un élément de la ligne d'échappement situé en amont du catalyseur par un tube constituant une manivelle permettant la rotation du catalyseur autour d'un axe de rotation situé au centre de la sortie de l'élément de la ligne d'échappement situé en amont du catalyseur, cette rotation permettant, en fonction de la taille et/ou de la position de la (ou des) cale(s) et/ou de la position des supports de sangle lors du serrage de la sangle, la mise en correspondance de la sortie du catalyseur avec l'élément de la ligne d'échappement situé en aval du catalyseur, grâce à l'orientation du catalyseur selon un angle déterminé par le serrage de la sangle et le calage de la (ou des) cale(s) entre le catalyseur et le véhicule.

Selon une autre particularité, les dimensions de la (ou des) cale(s) sont déterminées en fonction de la section ovoïde du catalyseur, de la forme de la partie adjacente du véhicule et de l'angle d'indexation souhaité du catalyseur, les supports de sangle étant écartés entre eux, de part et d'autre de l'axe longitudinal du catalyseur, d'une distance au moins égale à la distance entre les deux foyers de l'ellipse de la section ovoïde du catalyseur.

Selon une autre particularité, chaque support de sangle peut comporter une patte formant une butée sur laquelle le catalyseur ou une cale peuvent être mis en butée.

io Selon une autre particularité, le dispositif comporte deux sangles écartées entre elles le long d'un axe longitudinal du catalyseur et chacune fixée sur la partie rigide du véhicule de part et d'autre de cet axe, chacune des sangles maintenant le catalyseur sur le véhicule par l'intermédiaire d'au moins une paire de supports de sangle.

Selon une autre particularité, le dispositif comporte deux paires de supports de sangle pourvus de moyens de fixation sur le véhicule et supportant les deux sangles.

Selon une autre particularité, au moins un des supports de sangle de chaque paire est relié à son homologue de l'autre paire par une plaque dont la longueur est orientée selon l'axe longitudinal du catalyseur et dont la largeur est saillante et forme une butée empêchant le déplacement du catalyseur lors du serrage des sangles et du calage de la cale.

D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en 25 référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un catalyseur d'échappement à section transversale ovoïde et d'une partie d'un moteur à combustion interne sur lequel le catalyseur est fixé grâce à un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 représente une vue en coupe transversale d'un catalyseur d'échappement à section transversale ovoïde et d'une partie d'un autre type de moteur à combustion interne sur lequel le catalyseur est fixé grâce à un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 3 représente une vue en perspective du dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention monté sur une partie lo d'un moteur à combustion interne.

Sur les figures 1 à 3 est représentée une partie d'un moteur à combustion interne d'un véhicule (1). Cette partie du moteur à combustion interne peut posséder différentes formes en fonction de l'architecture du moteur. Par exemple, le moteur représenté sur la figure 1 possède une architecture différente de celle du moteur représenté sur la figure 2 qui possède une surface (101) formant un décrochement par rapport à une autre surface (100) du moteur. Cette partie du moteur pourra être un bloc- cylindres, une culasse ou encore un ensemble formé d'une culasse et d'un bloc-cylindres. Le dispositif selon l'invention est prévu pour être monté sur tous les types de moteur à combustion interne possédant un catalyseur à section transversale ovoïde, quelle que soit leur architecture. Le dispositif selon l'invention peut également être monté sur une autre partie d'un véhicule pourvu d'un moteur à combustion interne car ce dispositif est pourvu de moyens de fixation tels que, par exemple, des vis ou des boulons qui ne nécessitent, pour le véhicule ou le moteur, que des aménagements connus de l'art antérieur, tels que, par exemple, l'adaptation de trous taraudés à des emplacements écartés selon les dimensions du catalyseur (4). La suite du texte ci-après décrit le montage du catalyseur (4) par le dispositif selon l'invention sur un moteur d'un véhicule, bien que ce dispositif permette 3o naturellement le montage du catalyseur (4) sur n'importe quelle partie du véhicule (1) possédant un moteur à combustion interne, si cela s'avère nécessaire à cause de l'encombrement du moteur. Dans la description ci-après, le terme moteur pourrait donc, par équivalence, être remplacé par le terme véhicule sans que l'on ne s'éloigne de l'esprit de l'invention. Sur les figures 1 à 3, un catalyseur (4) est donc fixé sur le côté du moteur (1) par s l'intermédiaire d'un dispositif de fixation selon l'invention.

Le dispositif de fixation comporte au moins une sangle (5) de serrage entourant le catalyseur (4) et le maintenant en appui contre au moins une cale (9) interposée entre la partie rigide du moteur (1) et le catalyseur (4) et/ou en appui directement sur la partie rigide du moteur (1). La sangle (5) de io serrage maintient le catalyseur (4) sur la partie rigide du moteur (1) par l'intermédiaire d'au moins une paire de supports (6) de sangle situés de part et d'autre de l'axe longitudinal du catalyseur (4). Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, le dispositif utilise deux paires de supports (6) de sangle supportant deux sangles (5) écartées entre elles le long d'un axe longitudinal du catalyseur (4), d'un écartement déterminé en fonction de la longueur du catalyseur (4). Dans ce mode de réalisation, les supports (6) de sangle homologues des deux paires sont, par exemple, alignés selon un axe parallèle à l'axe longitudinal du catalyseur (4), les deux supports (6) de sangle de chaque paire étant fixés, sur la partie rigide du moteur (1), de part et d'autre de cet axe longitudinal du catalyseur (4).

Dans les modes de réalisation des figures 1 à 3, les sangles (5) sont supportées par les supports (6) de sangle fixés directement sur la partie rigide du moteur (1). Les deux paires de supports (6) de sangle sont ainsi munies de moyens de fixations constitués, par exemple, d'un boulon (7) ou d'une vis de fixation vissé(e) dans la partie rigide du moteur (1), par exemple dans un trou taraudé dans la paroi du bloc- cylindres. Les sangles pourront être fixées sur le moteur (1) grâce à ces moyens (7) de fixation des supports (6) de sangle ou par des moyens de fixation des sangles (5) sur les supports (6) de sangle. Dans les modes de réalisation des figures 1 à 3, chaque paire de supports (6) de sangle comporte un support (6) de sangle allongé pourvu d'une patte (8), par exemple en tôle pliée, saillante à la surface de la partie rigide du moteur (1). Cette patte saillante forme un moyen de butée (8) pour le catalyseur (4) ou la cale (9) et constitue un élément de mise en forme d'un tronçon de la sangle (5) car elle permet de donner une orientation à la sangle depuis son point de départ sur le support (6) de sangle ou sur la partie rigide du moteur (1). Dans un mode de réalisation, les deux supports (6) de sangle de chaque paire de supports (6) de sangle pourront comporter une butée (8) permettant de mettre la cale (9) et le catalyseur (4) en butée et de donner une orientation à la sangle (5) à chacune de ses extrémités. Dans les modes io de réalisation représentés sur les figures 1 à 3, seuls les support (6) de sangle supérieurs sont pourvus d'une telle butée (8), mais les support (6) de sangle inférieurs ne sont pourvus que de moyens (7) de fixation d'au moins un tronçon de la sangle. Ces moyens (7) de fixation de ces supports (6) de sangles sans butée pourront, par exemple, consister en un boulon (7) ou une vis de fixation vissée dans un trou taraudé réalisé, par exemple, dans le bloc-cylindres du moteur (1). Par exemple, ce boulon (7) peut traverser le support (6) de sangle et la sangle (5) coincée entre le support (6) de sangle et la partie rigide du moteur (1). Dans un mode de réalisation non représenté, les supports (6) de sangle homologues de chaque paire de supports (6) de sangle pourront être reliés entre eux par une plaque formant un support d'appui pour le catalyseur (4). La longueur de cette plaque est orientée dans l'axe longitudinal du catalyseur (4) et sa largeur est saillante par rapport à la partie rigide du moteur (1) pour former une butée (8) sur au moins une partie de la longueur du catalyseur (4), dans l'écartement entre les supports (6) de sangle. Cette plaque remplacerait donc les deux butées formées par les pattes (8) saillantes des supports (6) de sangle représentés sur les figures 1 à 3. La butée (8) formée par les pattes saillantes des supports (6) de sangle ou par la plaque reliant deux supports (6) de sangle permet de maintenir le catalyseur (4) fixe par rapport au moteur (1). Le catalyseur (4) est ainsi mis en butée et la cale (9) est insérée entre le catalyseur (4) et le moteur (1), l'ensemble étant fixé par les sangles (5) qui plaquent le catalyseur (4) et la cale (9) sur la partie rigide du moteur (1) lorsqu'elles sont serrées grâce à des moyens (11, 12, 13) de serrage des sangles (5).

Le dispositif de fixation comporte des moyens (11, 12, 13) de serrage des sangles (5). Dans l'exemple non limitatif représenté sur les figures 1 à 3, chaque sangle (5) de serrage et constituée de deux demi- sangles reliées entre elles par les moyens de serrage. Une première demi- sangle possède, à son extrémité opposée à l'extrémité fixée sur la partie rigide du moteur (1), une première butée (12) percée d'un passage pour un boulon (11) tangent à la sangle (5). Le boulon (11) est vissé dans une deuxième butée (13) percée io d'un trou taraudé et montée sur la deuxième demi-sangle (5), au niveau de son extrémité opposée à l'extrémité fixée sur la partie rigide du moteur (1). Ainsi, le vissage du boulon (11) permet de rapprocher les butées (12, 13) de chaque demi-sangle entre elles et donc de serrer la sangle (5). Dans ce mode de réalisation non limitatif, les dimensions de chaque demi-sangle et donc de la sangle (5) de serrage auront été étudiées au préalable pour être adaptées aux dimensions du catalyseur (4) et de la cale (9) qu'elles sont destinées à maintenir. Il est évident que le boulon (11) peut être remplacé par une vis et que les moyens de serrage pourront consister en d'autres moyens équivalents connus de l'art antérieur.

Dans les moteurs à combustion interne, les catalyseurs sont montés dans la ligne d'échappement entre le collecteur d'échappement ou le turbocompresseur et la bride d'échappement qui relie le catalyseur aux tuyaux d'échappement amenant les gaz jusqu'au pot d'échappement. Le catalyseur (4) est donc relié à un élément de la ligne d'échappement situé en amont du catalyseur par un tube. Ce tube peut être souple ou rigide. Lorsqu'il est rigide, ce tube constitue une manivelle (41) permettant la rotation du catalyseur (4) autour d'un axe (A) de rotation situé au centre de la sortie de l'élément de la ligne d'échappement situé en amont du catalyseur, tel que le turbo ou le collecteur. Cette rotation autour de l'axe (A) de la sortie du turbo ou du collecteur permet d'ajuster l'orientation du catalyseur (4) et de mettre sa sortie en correspondance avec la bride d'échappement. En fonction de la taille de la cale (9) et/ou de la position des supports (6) de sangle et de la cale (9), la mise en correspondance de la sortie du catalyseur (4) avec l'élément de la ligne d'échappement situé en aval du catalyseur (4), peut être obtenue grâce à l'orientation du catalyseur (4) selon un angle déterminé par le serrage de la sangle (5) et le calage de la cale (9) entre le catalyseur (4) et le moteur (1). Lors du serrage de la sangle (5), la cale (9) a tendance à se glisser entre le catalyseur (4) et le moteur (1) et à faire varier l'orientation du catalyseur (4). Lorsque le tube reliant le turbo ou le collecteur au io catalyseur (4) est rigide et lorsque les supports (6) de sangles supérieurs comportent une butée (8), le serrage de la sangle (5) a pour effet de maintenir les différents éléments en place, avec une légère possibilité d'ajustement de l'orientation du catalyseur (4). Une indexation angulaire du catalyseur (4) peut donc être obtenue avant la mise en tension de la sangle (5) et l'équilibrage des forces exercées sur les différents éléments du dispositif, au niveau de leurs points de contact. Ce serrage permet un léger ajustement de la position de la sortie du catalyseur (4), de façon à ce que cette sortie soit en correspondance avec la bride d'échappement qui, elle, est maintenue fixe par rapport au véhicule, grâce, par exemple, à des béquilles.

La forme de certaines parties rigides des moteurs (1) fournit en elle-même une butée pour le catalyseur (4) et le dispositif selon l'invention peut alors comporter des supports (6) de sangles ne comportant pas de butée (8), mais simplement des moyens (7) de fixation de la sangle (5).

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, le dispositif comporte deux cales (9) interposées entre le catalyseur (4) et la partie rigide du moteur (1) à combustion interne. Selon l'architecture du moteur (1) sur lequel le catalyseur doit être maintenu, il peut être intéressant de munir le dispositif selon l'invention de deux cales (9), par exemple pour éviter le contact du catalyseur (4) avec une arête formée entre des surfaces adjacentes (100, 101) du moteur (1), comme particulièrement visible sur la figure 2. Par exemple, sur la figure 2, le moteur possède une surface (101) de fixation des supports (6) de sangle supérieurs formant un décrochement par rapport à la surface (100) de fixation des supports (6) de sangle inférieurs. Au niveau du décrochement entre ces deux surfaces (100, 101) se trouve une arête qui risquerait d'abîmer le catalyseur (4) si celui-ci venait à cogner dessus à cause des vibrations. De plus, les dimensions du catalyseur (4) et de la cale (9), en fonction de la position des supports (6) de sangle, ne sont plus adaptées à la fixation optimale du catalyseur (4). Cette configuration nécessite donc un mode de réalisation supplémentaire dans lequel une deuxième cale (9) est interposée entre le catalyseur (4) et le io moteur (1) au niveau des supports (6) de sangle supérieurs. Le dispositif de fixation comportera, dans ce mode de réalisation, au moins une sangle (5) de serrage entourant le catalyseur (4) et le maintenant en appui contre les deux cales (9) maintenues en appui sur la partie rigide du moteur (1) par la tension exercée par les sangles (5) sur le catalyseur (4) qui plaque ces deux cales (9) sur le moteur (1). Les supports (6) de sangle et les moyens de fixation d'au moins un tronçon de la sangle (5) de serrage pourront être identiques aux modes de réalisation décrits précédemment.

Les dimensions de la (ou des) cale(s) (9) sont déterminées en fonction de la section ovoïde du catalyseur (4), de la forme de la partie adjacente (surfaces adjacentes) du moteur (1) et de l'angle d'indexation souhaité du catalyseur (4). En fonction de la taille du catalyseur et de la forme de la partie du véhicule sur laquelle le catalyseur doit être fixé, les dimensions des cales (9) et les positions relatives des supports (6) de sangle varient. Les supports (6) de sangle seront, de préférence, écartés entre eux, de part et d'autre de l'axe longitudinal du catalyseur (4), d'une distance au moins égale à la distance entre les deux foyers de l'ellipse de la section ovoïde du catalyseur (4), de façon à permettre un bonne fixation du catalyseur lors de la tension de la sangle.

Selon l'invention, les cales (9) utilisées dans les différents modes de réalisation décrits ci-dessus sont des éléments cylindriques rigides i0 permettant d'empêcher la rotation du catalyseur (4) lors de la mise en tension de la sangle (5) de serrage. Il est évident que les cales (9) pourront également avoir d'autres formes spécifiques adaptées à l'emplacement où le catalyseur doit être maintenu. De même, dans les modes de réalisation décrits précédemment les cales cylindriques possèdent une longueur sensiblement identique à celle du catalyseur ou du moins supérieure à l'écartement des deux paires de supports (6) de sangle, comme particulièrement visible sur la figure 3, mais il est évident que chaque cale (9) pourrait consister, par exemple si l'encombrement le nécessitait, en deux io demi-cales séparées mais assurant la même fonction.

Dans un mode de réalisation non représenté, les cales (9) et/ou les sangles (5) pourront comporter des moyens de fixation des cales (9) sur les sangles (5). Par exemple, les cales (9) pourront comporter des moyens de coopération complémentaires de moyens de coopération présents sur les sangles (5) de serrage, de façon à permettre la fixation des cales (9) sur les sangles (5). Ces moyens de coopération complémentaires pourront, par exemple, consister en des vis traversant les sangles et vissées dans les cales (9) pour leur maintien fixe à une position donnée sur les sangles (5).

Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci- dessus.

Claims (10)

Ii REVENDICATIONS,

1. Dispositif de maintien par sangles de catalyseur (4) d'échappement à section transversale ovoïde sur une partie d'un véhicule (1) à moteur à combustion interne, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une sangle (5) de serrage entourant le catalyseur (4), au moins une cale (9) interposée entre le catalyseur (4) et le véhicule (1), des moyens (11, 12, 13) de serrage de la sangle (5) et au moins une paire de supports (6) de sangle fixés sur le véhicule (1) par des moyens (7) de fixation à chaque extrémité de la sangle (5), de part et d'autre d'un axe longitudinal du catalyseur (4).

io

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cale (9) est cylindrique.

3. Dispositif selon une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux cales (9) placées de part et d'autre de l'axe longitudinal du catalyseur (4).

4. Dispositif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins un support (6) de sangle est rigide et comporte un moyen de butée (8) de dimensions adaptées pour permettre la mise en butée du catalyseur (4) sur le support (6) de sangle et empêcher le déplacement du catalyseur (4) lors du serrage de la sangle (5) provoquant le calage de la cale (9) entre le catalyseur (4) et le véhicule (1).

5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le catalyseur (4) est relié à un élément de la ligne d'échappement situé en amont du catalyseur (4) par un tube constituant une manivelle (41) permettant la rotation du catalyseur (4) autour d'un axe (A) de rotation situé au centre de la sortie de l'élément de la ligne d'échappement situé en amont du catalyseur (4), cette rotation permettant, en fonction de la taille et/ou de la position de la (ou des) cale(s) (9) et/ou de la position des supports (6) de sangle lors du serrage de la sangle (5), la mise en correspondance de la sortie du catalyseur (4) avec l'élément de la ligne d'échappement situé en aval du catalyseur (4), grâce à l'orientation du catalyseur (4) selon un angle déterminé par le serrage de la sangle et le calage de la (ou des) cale(s) (9) entre le catalyseur (4) et le véhicule (1).

6. Dispositif selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les dimensions de la (ou des) cale(s) (9) sont déterminées en fonction de la section ovoïde du catalyseur (4), de la forme de la partie adjacente du io véhicule (1) et de l'angle d'indexation souhaité du catalyseur (4), les supports (6) de sangle étant écartés entre eux, de part et d'autre de l'axe longitudinal du catalyseur (4), d'une distance au moins égale à la distance entre les deux foyers de l'ellipse de la section ovoïde du catalyseur (4).

7. Dispositif selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que 15 chaque support (6) de sangle peut comporter une patte formant une butée (8) sur laquelle le catalyseur (4) ou une cale (9) peuvent être mis en butée.

8. Dispositif selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux sangles (5) écartées entre elles le long d'un axe longitudinal du catalyseur (4) et chacune fixée sur la partie rigide du véhicule (1) de part et d'autre de cet axe, chacune des sangles (5) maintenant le catalyseur (4) sur le véhicule (1) par l'intermédiaire d'au moins une paire de supports (6) de sangle.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte deux paires de supports (6) de sangle pourvus de moyens (7) de fixation sur 25 le véhicule (1) et supportant les deux sangles (5).

10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un des supports (6) de sangle de chaque paire est relié à son homologue de l'autre paire par une plaque dont la longueur est orientée selon l'axe longitudinal du catalyseur (4) et dont la largeur est saillante et forme une butée empêchant le déplacement du catalyseur (4) lors du serrage des sangles (5) et du calage de la cale (9).