FR2883355A1 - Procede pour fabriquer une conduite isolee a double paroi, notamment pour ligne d'echappement de vehicule automobile, et tube obtenu - Google Patents
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Abstract
Procédé pour fabriquer une conduite isolée (1) à double paroi du type comprenant un tube interne (2) et un tube externe (3) délimitant un espace (4) rempli de matériau isolant selon lequel, avant remplissage de l'espace compris entre le tube interne et le tube externe, on obstrue l'une des extrémités (5) dudit espace. On remplit ledit espace d'isolant constitué d'un granulat microporeux et on referme la deuxième extrémité (7) dudit espace par un joint (8) serti en laissant libre le mouvement longitudinal de l'extrémité du tube externe (3) par rapport à l'extrémité du tube interne (2).
Description
La présente invention est relative à la fabrication d'une conduite isolée
à double paroi du type comprenant un tube interne et un tube externe délimitant un espace rempli d'un matériau isolant. Cette conduite isolée peut être utilisé par exemple dans une ligne d'échappement de véhicule
automobile.
Les lignes d'échappement de véhicule automobile comportent des conduites destinées à guider le gaz d'échappement depuis un collecteur situé à la sortie du moteur jusqu'à une canule débouchant dans l'atmosphère à la sortie de la ligne. Ces lignes d'échappement comportent en outre des organes de traitement catalytique ou acoustique des gaz. En particulier, pour fonctionner de manière optimale, les organes de traitement catalytique doivent fonctionner dans des plages de température déterminées.
Pour atteindre rapidement sa température de fonctionnement optimale, il est connu de placer un tronçon de ligne thermiquement isolée en amont de l'organe de traitement catalytique.
Par ailleurs, l'isolation thermique de la ligne permet encore un confinement thermique qui évite la création de points chauds susceptible de détériorer les éléments placés au voisinage de la ligne d'échappement.
L'isolation thermique de la ligne d'échappement est réalisée à l'aide de conduites isolantes qui doivent également avoir des formes adaptées, en particulier présentant des coudes ou cintres, pour conduire les gaz depuis l'échappement du moteur jusqu'à l'organe de traitement catalytique.
De telles conduites sont par exemple des conduites à double paroi qui ont été mis en forme par exemple par hydroformage ou par cryoformage et dont la couche isolante est une lame d'air entre la paroi interne et la paroi externe.
De tels tubes présentent cependant l'inconvénient d'avoir une capacité d'isolation insuffisante.
Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un moyen pour réaliser une conduite isolée à double paroi, par exemple pour ligne d'échappement de véhicule automobile, dont les capacités d'isolation sont améliorées par rapport aux tubes existants.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour fabriquer une conduite isolée à double paroi du type comprenant un tube interne et un tube externe délimitant un espace destiné à recevoir un matériau isolant, selon lequel, avant remplissage de l'espace compris entre le tube interne et le tube externe, on obstrue l'une des extrémités dudit espace, puis on remplit ledit espace avec un matériau isolant pouvant s'écouler dans ledit, et on referme la deuxième extrémité dudit espace par un joint serti en laissant libre le mouvement longitudinal de l'extrémité du tube externe par rapport à l'extrémité du tube interne.
Le matériau isolant est par exemple un granulat, un gel ou une pâte isolante.
Pour obstruer avant remplissage l'une des extrémités de l'espace compris entre le tube interne et le tube externe, on peut appliquer l'une contre l'autre les parois des extrémités correspondantes des tubes internes et externes par expansion et/ou rétreint, et souder lesdites parois.
Pour remplir l'espace compris entre le tube interne et le tube externe, on peut, par exemple, mettre en vibration les deux tubes, et insuffler le matériau isolant à l'aide d'un gaz porteur. De manière préférentielle une dépression d'air est créée à l'autre extrémité de manière à correctement chasser l'air et ainsi tasser le matériau isolant.
Pour fermer à l'aide d'un joint la deuxième extrémité de l'espace compris entre le tube interne et le tube externe, on peut disposer un joint torique autour du tube interne et sertir le joint par rétreint de l'extrémité du tube externe contre le tube interne.
Lorsque le matériau isolant est un granulat microporeux, la composition chimique de celui-ci comprend, par exemple, de 40% à 70% de silice et de 30% à 60% de fers et oxydes de Titane.
Avant remplissage de l'espace compris entre le 1:ube interne et le tube externe, on peut mettre en forme la conduite isolée par un procédé tel que le cryoformage ou l'hydroformage.
Le tube interne est par exemple en acier inoxydable ferritique et le tube externe est par exemple en acier inoxydable austénitique.
La conduite isolée est par exemple un tube de ligne d'échappement de véhicule automobile.
L'invention concerne également une conduite isolée de ligne d'échappement de véhicule automobile, du type comprenant un tube interne et un tube externe délimitant un espace rempli d'un matériau isolant, susceptible d'être fabriqué par le procédé selon l'invention. De préférence, la conduite isolée comporte au moins un coude.
L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise mais non limitative en regard de l'unique figure annexée qui représente en coupe une portion de ligne d'échappement de véhicule automobile comportant une conduite isolée à double paroi.
La portion de ligne d'échappement de véhicule automobile représentée sur la figure, comporte un tronçon 1 constitué d'une conduite isolée à double paroi, compris entre un tube d'arrivée de gaz 10 et un tube de départ de gaz 12.
La conduite isolée à double paroi 1, est constitué d'un tube interne 2, par exemple en acier inoxydable ferritique, d'un tube externe 3 par exemple en acier inoxydable austénitique, ménageant entre un espace libre 4 rempli d'un matériau isolant qui peut s'écouler pour remplir ledit espace libre. Ce matériau peut être un granulat de matériau microporeux, par exemple un granulat de matériau constitué en % en poids, de préférence de 40% à 70% de silice et de préférence de 30% à 60% de fers et oxydes de Titane. Ce matériau est connu en lui-même; il est notamment commercialisé par la société Wacker sous le marque VVDS Granulates.
La conduite qui est représentée présente plusieurs coudes de façon à pouvoir occuper de manière optimale l'espace qui lui est réservé sous la caisse du véhicule automobile. A l'une de ses extrémités 5, l'espace laissé libre entre les deux parois du tube est fermé par pincement du tube extérieur 3 sur le tube intérieur 2 et par soudage 6 de la paroi du tube extérieur 3 pincée sur le tube intérieur 2.
A l'autre extrémité 7, l'espace 4 rempli de matériau isolant, situé entre le tube interne 2 et le tube externe 3 est fermé par un joint torique 8 serti par rétreint de l'extrémité 9 du tube externe 3 contre le tube interne 2.
Au voisinage du joint torique 8, la paroi du tube externe 3 qui est serrée contre le tube interne 2 n'est pas soudée de façon à laisser libre les mouvements de dilatation relatifs du tube interne 2 par rapport au tube externe 3.
Sur cette ligne d'échappement, le tube d'amené de gaz 10 est soudé aux deux parois interne 2 et externe 3 de la conduite isolée à double paroi 1, tandis que le tube d'échappement 12 situé à l'autre extrémité n'est soudé que sur la paroi externe 3 du tube à double paroi 1.
Avec cette disposition, lors des variations de température du tube 1, les dilatations relatives du tube interne 2 et du tube externe 3, qui sont à des températures très différentes, et qui ont des coefficients de dilation différents, sont absorbées par glissement du tube interne 2 par rapport au tube externe 3 à l'extrémité 9.
Pour réaliser la conduite à double paroi 1 qui vient d'être décrit, on réalise d'abord une conduite à double paroi rectiligne constitué d'un tube interne 2 et d'un tube externe 3, et on met en forme cette conduite à double paroi par des procédés connus en eux-mêmes tels que les procédés de cryoformage ou les procédés d'hydroformage qui permettent de former des conduites à double paroi sans engendrer de défaut de formage de l'une ou l'autre des parois, tout en maintenant constant l'épaisseur de l'espace située entre les deux parois.
Une fois que l'on a réalisé la mise en forme de la conduite à double paroi, on ferme l'une des extrémités 5 de la conduite à double paroi par rétreint de l'extrémité du tube externe 3 et par réalisation de la soudure 6 de liaison entre le tube interne 2 et le tube externe 3 au voisinage de l'extrémité 5.
On doit alors remplir l'espace 4 laissé libre entre le tube interne 2 et le tube externe 3. Pour cela, cle préférence, on dispose la conduite verticalement et on met en vibration le tube interne 2 et le tube externe 3, et on insuffle dans l'espace compris entre les deux tubes, le matériau isolant, par exemple, un granulat porté par un gaz porteur. De préférence, dans le même temps, on chasse l'air par dépression à l'extrémité opposée.
Les vibrations permettent de faire pénétrer le matériau isolant complètement à l'intérieur de l'espace laissé disponible entre les deux tubes. Ces vibrations sont des vibrations mécaniques engendrées par tout moyen connu de l'homme du métier.
Une fois l'espace 4 compris entre les deux tubes remplis de matériau isolant, on referme la deuxième extrémité du tube et pour cela, on dispose à l'intérieur du tube un joint thorique 8, puis on referme l'extrémité 9 du tube en assurant le sertissage du tube par retreint de l'extrémité 7 du tube externe 3.
Le joint est par exemple un joint torique de diamètre de 6 mm constitué d'un assemblage d'un tricot métallique et d'une fibre céramique. Un tel joint est connu en lui-même.
II est à noter que toutes les opérations de sertissage ou plus généralement de déformation plastique des extrémités des tubes de façon à placer les tubes externes contre les tubes internes peuvent aussi bien être des rétreintes du tube externe que des expansions du tube interne.
De plus, le procédé est adapté au remplissage de l'espace entre les tubes interne et externe par tout matériau granulé ayant des tailles de grains et des propriétés d'isolation adaptées.
Enfin, outre les matériaux isolants microporeux, d'autres types de matériaux isolants peuvent être utilisés pour emplir l'espace entre le tube interne et le tube externe; en particulier, il est envisagé dans le cadre de la présente invention de mettre en ceuvre des matériaux du type pâte ou gel isolant: on aura alors recours à des formulations du type associant un mélange d'eau, de fibres céramiques (par exemple un mélange Magnesium/Silicate contenant de 70% à 85% de SiO2 et de 15% à 30% de MgO) et d'un liant organique ou inorganique.
Claims (17)
1. Conduite isolée (1), notamment pour ligne d'échappement de véhicule automobile, du type comprenant un tube interne (2) et un tube externe (3) délimitant un espace fermé (4), caractérisé en ce que, à l'une des extrémités (7) de la conduite, l'espace délimité (4) par les tubes interne et externe est fermé par un joint (8) serti laissant libre le mouvement longitudinal de l'extrémité (9) du tube externe (3) par rapport à l'extrémité du tube interne (2), et en ce que ledit espace (4) est rempli par écoulement d'un matériau isolant.
2. Conduite isolée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau isolant est un granulat microporeux pouvant comprendre, en poids 15 de 40 % à 70 % de silice et de 30 % à 60 % de fers et oxydes de titane.
3. Conduite isolée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau isolant est un gel ou une pâte pouvant être constitué d'un mélange d'eau, de fibres céramiques contenant par exemple, 70 % à 85 % de silice et de 15 % à 30 % de magnésium, et d'un liant organique ou inorganique.
4. Conduite isolée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'à l'une des extrémités (5) de l'espace (4) les parois des tubes interne (2) est externe (3) sont appliquées l'une contre l'autre et soudées.
5. Conduite isolée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un coude.
6. Procédé pour fabriquer une conduite isolée (1) à double paroi du type comprenant un tube interne (2) et un tube externe (3) délimitant un espace (4) destiné à recevoir un matériau isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que: - avant remplissage de l'espace (4) compris entre le tube interne (2) et le tube externe (3), on obstrue l'une des extrémités (5) dudit espace; - on remplit ledit espace (4), par un matériau isolant pouvant s'écouler dans ledit espace; - et on referme la deuxième extrémité (7) dudit espace par un joint (8) serti en laissant libre le mouvement longitudinal de l'extrémité (9) du tube externe (3) par rapport à l'extrémité du tube interne (2).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour obstruer avant remplissage l'une des extrémités (5) de l'espace compris (4) entre le tube interne (2) et le tube externe (3), on applique l'une contre l'autre les parois des extrémités correspondantes des tubes interne (2) et externe (3) par expansion et/ou rétreint, et on soude lesdites parois.
8. Procédé selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que pour remplir l'espace (4) compris entre le tube interne (2) et le tube externe (3), on met en vibration les deux tubes (2, 3) et on insuffle le matériau isolant à l'aide d'un gaz porteur.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, pour remplir l'espace (4) compris entre le tube interne (2) et le tube externe (3), on crée une dépression d'air à l'extrémité de l'espace (4) qui est obstruée.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que pour fermer à l'aide d'un joint (8) la deuxième extrémité (7) de l'espace (4) compris entre le tube interne (2) et le tube externe (3), on dispose un joint torique (7) autour du tube interne (2) et on sertit le joint (7) par rétreint de l'extrémité (9) du tube externe (3) contre le tube interne (2).
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, 5 caractérisé en ce que le matériau isolant est un granulat microporeux.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le granulat microporeux comprend, en poids, de 40% à 70% de silice et de 30% à 60% de fers et oxydes de Titane.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le matériau isolant est un gel ou une pâte.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le matériau isolant est un mélange d'eau, de fibres céramiques contenant, par exemple, 70% à 85% de silice et 15% à 30% de magnésium, et d'un liant organique ou inorganique.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que, avant remplissage de l'espace (4) compris entre le tube interne (2) et le tube externe (3), on met en forme la conduite isolée (1) par un procédé tel que le cryoformage ou l'hydroformage.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que le tube interne (2) est en acier inoxydable ferritique et le tube externe (3) est en acier inoxydable austénitique.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 16, caractérisé en ce que la conduite isolée (1) est un tube de ligne 30 d'échappement de véhicule automobile.
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