FR3002975B1 - Evaporateur - Google Patents

Abstract

Un évaporateur pour un système d'échappement d'une machine à combustion interne comporte un tube d'évaporation (12) ainsi qu'une douille de retenue (14) dans laquelle le tube d'évaporation (12) est introduit, et une douille de serrage (16) agencée sur le tube d'évaporation (12). Le tube d'évaporation (12) présente deux surfaces de serrage (26, 28) circonférentiellement périphériques qui font saillie dans un sens radial (r) et qui coopèrent avec la douille de retenue (14) et la douille de serrage (16) de telle sorte que les surfaces de serrage (26, 28) sont serrées de manière étanche au gaz entre la douille de retenue (14) et la douille de serrage (28) par une force de serrage axiale. La douille de retenue (14) et/ou la douille de serrage (16) présente une arête d'étanchéité (34) périphérique qui est en appui sur la surface de serrage (26, 28) respective par un contact linéaire et qui forme un siège d'étanchéité annulaire. L'évaporateur présente en outre une protection anti-rotation entre la douille de retenue (14) et le tube d'évaporation (12). Un dispositif de chauffage de l'évaporateur est fixé au tube d'évaporation (12) par un procédé de soudage par résistance.

Description

Evaporateur L’invention se rapporte à un évaporateur pour un système d’échappement d’une machine à combustion interne.

Des évaporateurs de ce type sont par exemple utilisés pour introduire du carburant dans un tuyau d’échappement d’un moteur à combustion interne diesel pour la régénération d’un filtre à particules ou d’un catalyseur de stockage Nox.

En règle général, l’évaporateur présente un dispositif de chauffage, le plus souvent une bougie de préchauffage pour chauffer le liquide à évaporer. Le dispositif de chauffage est reçu dans un tube d’évaporation qui doit être relié de manière étanche au gaz au tuyau d’échappement, étant donné qu’un tronçon d’extrémité du tube d’évaporation fait saillie dans le tuyau d’échappement pour introduire le liquide évaporé.

Le but de l’invention est de permettre un raccordement étanche au gaz de l’évaporateur à un tube d’un tuyau d’échappement par exemple, qui est peu coûteux et simple à réaliser.

Selon l’invention, il est prévu à cet effet dans un évaporateur pour un système d’échappement d’une machine à combustion interne un tube d’évaporation ainsi qu’une douille de retenue dans laquelle le tube d’évaporation est inséré, et une douille de serrage qui est agencée sur le tube d'évaporation. Le tube d’évaporation présente deux surfaces de serrage s’étendant de manière circonférentielle et faisant saillie dans un sens radial, qui coopèrent avec la douille de retenue et la douille de serrage de telle sorte que les surfaces de serrage sont serrées de manière étanche au gaz entre la douille de retenue et la douille de serrage par une force de serrage axiale. La douille de retenue et/ou la douille de serrage présente une arête d’étanchéité périphérique qui est en appui contre la surface de serrage respective par un contact linéaire et forme un siège d’étanchéité annulaire. La douille de serrage est avantageusement déplaçable axialement par rapport à la douille de retenue pour pouvoir produire la force de serrage axiale. Lors de l’application de la force de serrage axiale, l’arête d’étanchéité périphérique parvient en contact avec l’une des deux surfaces de serrage de telle sorte qu’il en résulte une liaison étanche au gaz entre l’arête d’étanchéité et la surface de serrage.

La paroi du tube d’évaporation est de préférence réalisée avec une seule paroi et présente une épaisseur de matériau supérieure à 0,9 mm de telle sorte qu’il est assuré que l’arête d'étanchéité parvient en contact uniforme avec la surface de serrage sur toute la circonférence sans déformation excessive de la surface de serrage lorsque les forces de serrage nécessaires sont appliquées. L’arête d’étanchéité est de préférence réalisée à angles vifs de telle sorte qu’elle se creuse dans la surface de serrage pour un étanchement. Le contact linéaire est ainsi assuré, et on obtient un bon effet d’étanchéité.

La douille de retenue est de préférence agencée solidaire au véhicule et est par exemple insérée dans un orifice d’un tuyau d’échappement de manière étanche au gaz.

Le tube d’évaporation forme de préférence le boîtier extérieur de l’évaporateur et entoure un élément de chauffage agencé dans le tube d’évaporation et forme aussi en même temps une chambre d’évaporation et un tube d’évacuation pour le liquide évaporé. Mis à part le tube d’évaporation, l’évaporateur ne présente de préférence pas d’autres pièces de boîtier.

Les surfaces de serrage peuvent être réalisées de manière simple sur la paroi du tube d’évaporation par un façonnage combiné axial-radial, grâce à quoi des tronçons de la paroi sont pressés radialement vers l’extérieur de sorte qu’un bombement circonférentiellement périphérique orienté radialement vers l’extérieur est réalisé dans la paroi du tube d’évaporation. Les deux surfaces de serrage sont alors formées par les surfaces extérieures du bombement. L’épaisseur de paroi du tube d’évaporation dans le bombement, dans la zone des surfaces de serrage, reste de préférence sensiblement sans changement par rapport à son épaisseur de paroi initiale.

Le côté intérieur de la paroi du tube d’évaporation peut par exemple être voûté vers l’extérieur approximativement en forme de V dans la zone des surfaces de serrage. Les deux surfaces de la paroi intérieure correspondant aux surfaces de serrage sont de préférence éloignées l’une de l’autre. Ceci a l’avantage de permettre la réalisation des surfaces de serrage élastiquement mobiles l’une par rapport à l’autre dans le sens axial.

Les deux surfaces de serrage peuvent s’étendre sous différents angles par rapport au sens radial. La surface de serrage coopérant avec l’arête d’étanchéité est de préférence sensiblement plate et en particulier orientée sous un angle d’environ 90° par rapport au sens axial du tube d’é vaporation. La deuxième surface de serrage est en revanche de préférence inclinée sous un angle compris entre 30°et 75°, en particulier entre 45° et 60° par rapport au sens axial.

Un effet de serrage particulièrement bon est obtenu lorsque la douille de serrage ou la douille de retenue, respectivement, laquelle est en appui sur la surface de serrage inclinée en particulier tronconique, présente une surface de tension conique dont l’inclinaison est en particulier adaptée à celle de la surface de serrage. Lorsque les surfaces de serrage se déplacent l’une contre l’autre lors du resserrage du raccordement par serrage, l’inclinaison de la surface de tension conique doit correspondre à l’inclinaison de la surface de serrage respective à l’état entièrement resserré du raccordement par serrage.

Une liaison par serrage simple et stable peut par exemple être obtenue avec une douille de retenue présentant un taraudage et avec une douille de serrage présentant un filetage complémentaire à ce dernier. La douille de serrage est de préférence une vis creuse à travers l’orifice central de laquelle s’étend le tube d’évaporation. La douille de retenue peut facilement être insérée de manière solidaire et étanche au gaz dans un orifice dans le tuyau d’échappement. La douille de retenue peut par exemple être soudée dans l’orifice. Pour la réalisation de la liaison par serrage, il faut uniquement visser la douille de serrage dans la douille de retenue jusqu'à ce que l’arête d’étanchéité réalisée de préférence sur la douille de retenue et les surfaces de serrage parviennent dans leur position finale dans laquelle une liaison étanche au gaz est réalisée.

La surface de tension conique et la surface de serrage inclinée sont dans ce cas de préférence agencées de telle sorte que les cônes s’ouvrent vers l’intérieur du tube d’évaporation. Ceci a l’avantage que la liaison par vissage se resserre automatiquement lors du réchauffement des composants en raison des différentes dilatations thermiques. Dans le cas d’un démarrage à froid de la machine à combustion interne, la douille de retenue insérée dans le tuyau d’échappement se réchauffe par nature plus rapidement que la douille de serrage et prend aussi une température finale plus élevée. Au cours du réchauffement, la douille de retenue se dilate radialement par rapport à la douille de serrage. Ce faisant, le filet de la douille de serrage glisse le long des flancs de filets de la douille de retenue, ce qui correspond à un desserrage de la liaison par vissage. Le tassement thermique est cependant compensé par un mouvement contraire de la douille de serrage le long de la surface de serrage inclinée. Les flancs de filets en contact de la douille de retenue et de la douille de serrage ainsi que la surface de tension conique et la surface de serrage inclinée devraient donc être dirigées sensiblement dans le même sens et présenter par rapport à l’axe central de la douille de serrage un angle d’inclinaison similaire, en particulier identique.

Un autre but de l’invention est de faciliter l’insertion de l’évaporateur dans un tuyau d’échappement dans une position prédéterminé et d’assurer que la position de l’évaporateur ne peut pas changer au cours de l’utilisation de la machine à combustion interne.

Selon l’invention, ceci est obtenu dans un évaporateur qui présente un tube d’évaporation inséré dans une douille de retenue en particulier sur un tuyau d’échappement, une protection anti-rotation par complémentarité de formes étant prévue, laquelle empêche une rotation du tube d’évaporation et de la douille de retenue l’un par rapport à l’autre.

Une telle protection anti-rotation peut avantageusement aussi être utilisée dans l’un des évaporateurs décrits ci-dessus.

Une liaison par complémentarité de formes peut simplement être réalisée directement lors de l’assemblage de l’évaporateur sur le tuyâu d’échappement, de telle sorte que le montage de l’évaporateur dans la position prédéterminée est assuré sans dépenses supplémentaires. En raison de la complémentarité de formes, un déplacement du tube d’évaporation, par exemple en raison des vibrations de la machine à combustion interne ou d’un véhicule dans lequel la machine à combustion interne est agencée, est également exclu.

La protection anti-rotation peut par exemple être réalisée par un méplat de la section transversale du tube d'évaporation qui est pour le reste circulaire.

La douille de retenue présente de préférence une saillie formée de façon complémentaire au méplat. Le méplat peut avantageusement être formé dans un tronçon axial du tube d’évaporation, directement au-dessous des surfaces de serrage pour pouvoir réaliser la douille de retenue de manière à ce qu’elle soit axialement courte.

Une telle protection anti-rotation peut être réalisée de manière simple et à peu de coûts. Elle ne nécessite pas de frais de montage supplémentaires et offre une protection fiable contre une rotation.

La fabrication du méplat peut être effectuée dans une étape de travail ensemble avec le façonnage du tube d’évaporation pour la réalisation des deux surfaces de serrage.

Dans une autre variante, la protection anti-rotation présente une pièce d’arrêt en forme de plaque qui sur un tronçon est reliée de manière solidaire au tube d’évaporation ou à la douille de retenue, et qui sur un deuxième tronçon s’engage dans un évidement sur la douille de retenue ou le tube d’évaporation, respectivement. Les deux tronçons peuvent être réalisés aux extrémités respectives de la pièce d’arrêt. La pièce d’arrêt se trouve alors de préférence à l'extérieur de la douille de retenue et du tube d’évaporation.

La pièce d’arrêt est de préférence une pièce de tôle découpée et est avantageusement pliée de telle sorte qu’une précontrainte est établie entre le premier et le deuxième tronçon, laquelle fixe le tube d’évaporation. L’évidement est par exemple réalisé sous forme de gorge dans la douille de retenue dans laquelle le deuxième tronçon de la pièce d’arrêt est inséré. Les dimensions de la gorge dans le sens périphérique ne sont alors si possible que légèrement supérieures à la largeur du deuxième tronçon de la pièce d’arrêt. Un effet de serrage fiable peut alors être obtenu.

Le premier tronçon de la pièce d’arrêt est de préférence soudé de manière solidaire sur la face extérieure du tube d’évaporation. La fixation de la pièce d’arrêt sur le tube d’évaporation est avantageusement effectuée avant le montage de l’évaporateur sur le tube d’échappement afin de faciliter le montage. Le tube d’évaporation est inséré dans la douille de retenue de manière à ce que le deuxième tronçon de la pièce d’arrêt s’engage dans l’évidement sur la douille de retenue. La douille de serrage est ensuite resserrée et l’évaporateur fixé dans sa position prédéterminée.

Une construction inverse pourrait évidemment aussi être utilisée, dans laquelle la pièce d’arrêt est fixée de manière solidaire à la douille de retenue, par exemple par soudage, et est fixée dans un évidement réalisé sur le tube d’évaporation par appui.

Le but de l’invention consiste également à optimiser la fixation d’un dispositif de chauffage, en particulier d’une bougie de préchauffage au tube d’évaporation.

Dans un procédé de fabrication d’un évaporateur, ceci est obtenu en reliant une face extérieure d’une attache du dispositif de chauffage, en particulier d’une bougie de préchauffage, et une face intérieure du tube d’évaporation par un procédé de soudage par résistance tel que le soudage par décharge de condensateur ou le soudage par impulsions électrostatiques ou le soudage par bossage annulaire. Un tel raccordement permet une liaison étanche au gaz rapide mais de longue durée entre les composants. Il s’est avéré qu’il est possible avec les procédés mentionnés ci-dessus de relier par exemple une bougie de préchauffage et le tube d’évaporation avec une bonne qualité, bien que seule une quantité totale d’énergie relativement faible doive être apportée, de sorte qu’un réchauffement seulement faible des composants à relier est produit.

Ces procédés peuvent aussi être utilisés sans difficulté dans des évaporateurs tels que décrits ci-dessus.

Dans une géométrie préférée, le tube d’évaporation présente un tronçon d’extrémité évasé en forme d’entonnoir, dans lequel un dispositif de chauffage qui présente une attache avec un tronçon cylindrique est inséré, une arête extérieure du tronçon cylindrique étant soudée à la face intérieure du tronçon d’extrémité en forme d’entonnoir. Dans de tels rapports géométriques, il résulte un contact linéaire entre la face intérieure de la paroi du tube d’évaporation et la face extérieure de l’attache du dispositif de chauffage, ce qui est justement très bien approprié pour des procédés de soudage par résistance tels que le soudage par décharge de condensateur ou le soudage par impulsions électrostatiques, étant donné qu’un flux de courant élevé régulier peut être obtenu à cet endroit, ce qui mène à une liaison par soudage qualitativement de haute valeur.

En raison de la forme en entonnoir, un centrage automatique du tronçon cylindrique est effectué de sorte qu’un contact linéaire est toujours assuré.

Il est également possible à l’inverse de prévoir un tronçon conique sur l’attache du dispositif de chauffage et une arête ou un épaulement circulaire dans le tronçon d’extrémité du tube d’évaporation. Il en résulte ici aussi toujours un contact linéaire périphérique à centrage automatique, qui peut par exemple être utilisé pour un soudage par décharge de condensateur.

Un tube d’amenée pour du liquide à évaporer qui débouche dans le tube d’évaporation de préférence dans la zone du dispositif de chauffage peut être soudé avec une géométrie similaire au bord d’un orifice dans la surface périphérique du tube d’évaporation, de préférence aussi par un procédé de soudage par résistance tel que le soudage par décharge de condensateur. Ici, il est par exemple possible de biseauter le bord de l’orifice dans le tube d’évaporation en forme de cône, tandis que l’extrémité du tube présente un orifice avec une arête circulaire.

La présente invention peut être utilisée pour des installations de gaz d’échappement de tous types de machines à combustion interne, par exemple dans des voitures particulières ou utilitaires. D’autres applications se rapportent à des locomotives et à des machines à combustion interne stationnaires, telles qu’utilisées par exemple pour des groupes électrogènes de secours. L’invention sera décrite en détail dans ce qui suit à l’aide de plusieurs modes de réalisation et en faisant référence aux dessins annexes. Ceux-ci montrent :

La figure 1 une vue latérale éclatée schématique d’un évaporateur selon l’invention ;

La figure 2 une vue en coupe partielle schématique d’un tronçon d’un évaporateur selon l’invention ;

La figure 3 une vue en coupe schématique d’un tronçon de l’évaporateur selon l’invention montrant la fixation du tube d’évaporation ;

La figure 4 une vue schématique en perspective d’une douille de retenue avec une protection anti-rotation selon une première variante pour un évaporateur selon l’invention ;

La figure 5 une vue en coupe schématique d’un évaporateur selon l’invention avec une protection anti-rotation selon une première variante ;

Les figures 6 à 9 différentes vues schématiques en perspective d’un évaporateur selon l’invention avec une protection anti-rotation selon un deuxième mode de réalisation ;

La figure 10 une vue latérale schématique d’un évaporateur selon l’invention avec un dispositif de chauffage associé avant la fixation du dispositif de chauffage ;

La figure 11 une vue en coupe partielle schématique en perspective de l’ensemble de la figure 10 ; et

La figure 12 une vue en coupe partielle schématique d’un tronçon d’un évaporateur selon l’invention dans un autre mode de réalisation.

Les figures 1 et 2 montrent un évaporateur 10 qui dans le présent exemple présente un tube d’évaporation 12 coudé à angle droit, lequel est entouré dans le sens périphérique par un moyen de serrage sous forme de douille de retenue 14 et de douille de serrage 16 (voir la figure 3).

Le tube d’évaporation 12 ne doit pas obligatoirement être coudé, comme représenté ici. Il pourrait également être réalisé entièrement droit ou avec une allure de courbure qui est différente de l’allure montrée.

Un dispositif de chauffage 18 montré ici séparément du tube d’évaporation est fixé à une extrémité du tube d’évaporation 12, ici aussi dénommée extrémité supérieure. Le dispositif de chauffage 18 est dans cet exemple une bougie de préchauffage connue. A son autre extrémité, le tube d’évaporation 12 présente une sortie 20 pour le liquide évaporé par le dispositif de chauffage 18.

Le liquide à évaporer, par exemple du carburant liquide tel qu’utilisé aussi pour la machine à combustion interne dans le système d’échappement de laquelle l’évaporateur 10 est inséré, est introduit par un tube d’amenée 22 dans le tube d’évaporation 12 qui est raccordé à un orifice 24 dans le tube d’évaporation 12 (voir la figure 2). Ici, le liquide est chauffé par le dispositif de chauffage 18 et s’évapore. Le liquide évaporé s’échappe par la sortie 20 hors du tube d’évaporation 12 et parvient ainsi dans le courant des gaz d’échappement.

La figure 3 montre le dispositif de serrage avec la douille de retenue 14 et la douille de serrage 16 en détail.

Deux surfaces de serrage 26, 28 sont réalisées sur le tube d’évaporation 12 au niveau de la douille de retenue 14 et de la douille de serrage 16.

Dans cet exemple, la première surface de serrage 26 est réalisée sous forme de surface annulaire qui est orientée sensiblement dans un plan perpendiculaire au sens axial A du tube d’évaporation 12.

La deuxième surface de serrage 28 (dans la figure 3 la surface de serrage supérieure) est en revanche tronconique. L’angle intérieur définissant le cône se trouve du côté détourné de la première surface de serrage sur l’axe central du tube d’évaporation 12 et s’ouvre vers l’intérieur du tuyau d’échappement 30. La deuxième surface de serrage 28, vue en coupe, est orientée sous un angle compris entre 45° et 60°par rapport au sens axial A. Mais il est bien sûr possible de choisir un angle différent.

Les deux surfaces de serrage 26, 28 sont réalisées par un refoulement axial avec un évasement radial simultané du tube d’évaporation 12. Grâce à l’effet de la force axiale, la paroi du tube d’évaporation 12 se courbe radialement vers l’extérieur, moyennant quoi les deux surfaces de serrage 26, 28 s’étendant par tronçons de manière plate sont formées sur la face extérieure du tube d’évaporation 12.

La déformation du tube d’évaporation 12 est réalisée de telle sorte que les tronçons de paroi de la face intérieure du tube d’évaporation 12 qui correspondent aux surfaces de serrage 26, 28 ne reposent pas les uns sur les autres mais présentent une distance axiale. L’épaisseur de paroi du tube d’évaporation 12 est choisie de manière à ce que les deux surfaces de serrage 26, 28 puissent être déplacées axialement l’une contre l’autre de manière élastique lors de la réalisation de la liaison par serrage. L’épaisseur de paroi du tube d’évaporation 12 est cependant de préférence supérieure à 0,9 mm de sorte que le tube d’évaporation 12 présente une stabilité suffisante sans devoir prévoir des moyens auxiliaires additionnels pour la stabilisation, en particulier dans la région de la liaison par serrage. Un tube intérieur ou extérieur additionnel n’est en particulier pas prévu. Dans les exemples décrits ici, l’évaporateur 10 est composé des composants montrés dans les figures.

La douille de retenue 14 est soudée dans une paroi d’un tuyau d’échappement 30 qui fait partie du système d’échappement de la machine à combustion interne. La douille de retenue 14 est ainsi fixée de manière stationnaire.

Le tube d’évaporation 12 fait saillie à travers la douille de retenue 14 de telle sorte que sa sortie 20 débouche dans l’intérieur de tuyau d’échappement 30.

La douille de retenue 14 présente un siège annulaire 32 qui à l’état monté est agencé directement au-dessous de la première surface de serrage 26 et qui repose ici sur la paroi extérieure du tube d’évaporation 12. Ce siège 32 présente sur sa face tournée vers la surface de serrage 26 une arête d’étanchéité 34 vive et périphérique laquelle est agencée radialement à hauteur de la surface de serrage 26. « Vive » signifie ici que l’arête d’étanchéité 34 est réalisée sans les rayons d’arête normalement usuels ou présente un très petit rayon d’arête de sorte qu’il en résulte une pression de surface élevée lors du contact avec la surface de serrage.

Dans la figure 3, la douille de serrage 16 est agencée au-dessus de la surface de serrage supérieure 28 et présente une surface de tension 36 conique qui est agencée à son extrémité inférieure à la figure 3 et qui à l’état monté repose sur la surface de serrage 28. L’inclinaison de la surface de tension conique 36 et celle de la surface de serrage 28 sont sensiblement identiques à l’état entièrement serré de la liaison par serrage.

Les deux surfaces de serrage 26, 28 sont en conséquence agencées entre l’arête d’étanchéité 34 du siège 32 de la douille de retenue 14 et la surface de tension conique 36 de la douille de serrage 16.

La douille de retenue 14 présente un taraudage 38, tandis que la douille de serrage 16 qui est ici réalisée sous forme de vis creuse, présente un filetage 40. L’angle d’inclinaison des flancs de filets du taraudage 38 et du filetage 40 et l’angle d’inclinaison de la surface de serrage 28 et de la surface de tension conique 36, chacun vu par rapport à l’axe central, peuvent être choisis identiques. Dans cet exemple, la surface de serrage 28 présente cependant un angle d’inclinaison de 45° tandis que les filets 38, 40 ont un angle d’inclinaison de 60°.

Pour la fixation du tube d’évaporation 12, le tube d’évaporation 12 est inséré avec la douille de serrage 16 agencée sur celui-ci dans la douille de retenue 14 de préférence fixée au préalable au tuyau d’échappement 30, de sorte que la surface de serrage 26 inférieure repose sur l’arête d’étanchéité 34 de la douille de retenue 14. La douille de serrage 16 est ensuite vissée dans le filet 38 de la douille de retenue 14, la surface de tension conique 36 parvenant en contact avec la surface de serrage supérieure 28 de telle sorte que les deux surfaces de serrage 26, 28 sont serrées de manière fixe entre la douille de retenue 14 et la douille de serrage 16. Lors de ce processus, les deux surfaces de serrage 26, 28 sont légèrement pressées l’une contre l’autre dans le sens axial A. L’arête d’étanchéité 34, étant donné qu’elle est réalisée à un angle vif, se creuse dans la surface de serrage 26 inférieure le long d’une ligne périphérique, de telle sorte qu’une liaison étanche au gaz entre la douille de retenue 14 et la surface de serrage 26 et donc le tube d’évaporateur 12 est produite ici en raison de la pénétration de l’arête d’étanchéité 34 dans la matière de la surface de serrage 26. Le tube d’évaporation 12 est ainsi relié de manière étanche au gaz au tuyau d’échappement 30.

Il est prévu sur l’évaporateur 10 une protection anti-rotation qui à l’état monté empêche une rotation du tube d’évaporation 12 par rapport au tuyau d’échappement 30.

Dans la variante montrée aux figures 4 et 5, la section transversale est circulaire pour le tube d’évaporation 12 sauf au-dessous de la première surface de serrage 26 il est façonnée de manière à former un méplat 42 à un endroit de la périphérie. Dans cet exemple, le méplat s’étend sur un angle de cercle (secteur) d’environ 60°.

La douille de retenue 14 présente au-dessous de l'arête d’étanchéité 34 une saillie 44 qui est orientée radialement vers l’intérieur et dont le contour correspond à celui du méplat 42 dans le tube d’évaporation.

Lorsque le tube d’évaporation 12 est inséré dans la douille de retenue 14 de telle sorte que le méplat 42 repose sur la saillie 44, une complémentarité de formes est réalisée, laquelle empêche une rotation du tube d’évaporation 12 par rapport à la douille de retenue 14 et ainsi par rapport au tuyau d’échappement 30. La combinaison entre le méplat 42 et la saillie 44 assure en outre que le tube d’évaporation 12 peut être monté uniquement dans exactement cette unique position prédéterminée par rapport à une douille de retenue 14 déjà fixée dans le tuyau d’échappement 30.

Les figures 6 à 9 montrent une deuxième variante d’une protection antirotation.

Dans ce cas, une pièce d’arrêt 50 agencée à l’extérieur du tube d’évaporation 12 et de la douille de retenue 14 et séparée de ces composants est prévue sous forme de pièce découpée de tôle en partie pliée. A l’extrémité inférieure dans les figures 6 et 7, un premier tronçon 52 de la pièce d’arrêt 50 est réalisé sous forme de barrette aplatie qui s’engage dans un évidement 54 que légèrement plus large dans la périphérie extérieure de la douille de retenue 14. Une liaison par enfichage par complémentarité de formes est ainsi produite. L’extrémité supérieure de la pièce d’arrêt 50 dans les figures 6 et 7 forme un deuxième tronçon 56 sous forme d’évasement en forme de plaque qui repose ici dans la zone de la courbure du tube d’évaporation 12 contre la paroi extérieure de celui-ci et est relié de manière solidaire à cette dernière, par exemple par soudage.

La pièce d’arrêt 50 est légèrement coudée avant le deuxième tronçon 56 de sorte qu’il existe une précontrainte mécanique entre le premier tronçon 52 et le deuxième tronçon 56, grâce à quoi le premier tronçon 52 est fixé dans l’évidement 54.

Dans les exemples montrés ici, le dispositif de chauffage 18 et le tube d’évaporation 12 sont fixés l’un à l’autre par un procédé de soudage par résistance ou un procédé de soudage par résistance avec pression, en particulier par un procédé de soudage par décharge de condensateur ou de soudage par impulsions électrostatiques ou de soudage par bossage annulaire.

Le dispositif de chauffage 18 présente à une extrémité une attache métallique 60 dans laquelle une source de chauffe 66 en forme de barre est insérée et fixée de manière solidaire à celle-ci. La source de chauffe 66 est ici une bougie de préchauffage classique qui est fermée vers l’extérieur par un tube incandescent par exemple. Un boîtier additionnel pour la source de chauffe n’est pas prévu. L’extrémité libre de la source de chauffe 66 fait saillie hors de l’attache 60. L’attache 60 présente à son extrémité tournée vers l’extrémité libre de la source de chauffe 66 un tronçon cylindrique 62 qui a un diamètre supérieur à celui de la source de chauffe 66. L’extrémité supérieure du tube d’évaporation 12 est évasée de manière conique comme il est particulièrement visible dans les figures 2, 9, 10 et 11. Le diamètre du tube d’évaporation 12 au début du tronçon d’extrémité 64 évasé en entonnoir est inférieur au diamètre du tronçon cylindrique 62, tandis que l’extrémité supérieure du tronçon d’extrémité 64 évasé présente un diamètre plus grand que le tronçon cylindrique 62. Par conséquent, le dispositif de chauffage 18 est automatiquement centré lors de l’insertion du dispositif de chauffage 18 dans le tube d’évaporation 12, et un contact linéaire est produit entre l’arête vive du tronçon cylindrique 62 et la paroi intérieure du tube d’évaporation 12. Cette ligne tangente circonférentielle sur toute la périphérie est utilisée pour le soudage par décharge de condensateur pour former à cet endroit une liaison par soudage.

Après la fixation du dispositif de chauffage, la source de chauffe 66 fait saillie dans le tube d’évaporation 12 et est éloignée de la face intérieure du tube d’évaporation 12 sur toute sa périphérie.

La figure 12 montre une variante dans laquelle l’attache 60 du dispositif de chauffage 18 présente un tronçon 64’ conique, tandis que le bord de l’orifice du tube d’évaporation 12 forme en revanche une arête 62’ vive en anneau de cercle. Ici aussi, un centrage automatique du dispositif de chauffage 18 est effectué lors de l’insertion dans l’extrémité ouverte du tube d’évaporation 12, de sorte qu’il en résulte un contact linéaire circonférentiel sur la périphérie entre le tube d’évaporation 12 et l’attache 60. Cette géométrie est également appropriée pour un raccordement par soudage par décharge de condensateur.

Tant le tube d’évaporation 12 que l’attache 60 du dispositif de chauffage 18 sont réalisés en métal de sorte qu’une bonne conductibilité électrique pour le soudage par décharge de condenseur est donnée.

Le principe représenté ici d’une arête circulaire vive et d’une surface d’appui réalisée de façon conique pour la fabrication d’une géométrie bien adaptée pour le soudage par décharge de condensateur peut également être utilisé lors de la fixation du tube d’amenée 22 dans l'orifice 24 dans le tube d’évaporation 12. Ici, le bord de l’orifice 24 est de préférence biseauté et l’extrémité du tube d’amenée 22 présente une arête en anneau circulaire.

Toutes les caractéristiques décrites ici peuvent être combinées les unes avec les autres ou être remplacées les unes par les autres selon l’appréciation d’un homme de l’art.

Les différents aspects de l’invention, c'est-à-dire la fixation de l’évaporateur 10 par une liaison par serrage au moyen de surfaces de serrage 26, 28 sur le tube d’évaporation 12, la douille de retenue 14 et la douille de serrage 16, le fournissement d’une protection anti-rotation pour le tube d’évaporation 12 ainsi que la fixation du dispositif de chauffage 18 au tube d’évaporation 12 par soudage par décharge de condensateur peuvent être réalisés individuellement sur n’importe quel évaporateur ou être utilisés ensemble sur un évaporateur.

Claims (7)

1. Revendications

   1. Evaporateur pour un système d’échappement d’une machine à combustion interne, comportant un tube d’évaporation (12) ainsi qu’une douille de retenue (14) dans laquelle le tube d’évaporation (12) est introduit, et une douille de serrage (16) agencée sur le tube d’évaporation (12), le tube d’évaporation (12) présentant deux surfaces de serrage (26, 28) circonférentiellement périphériques qui font saillie dans un sens radial (r), et qui coopèrent avec la douille de retenue (14) et la douille de serrage (16) de telle sorte que les surfaces de serrage (26, 28) sont serrées de manière étanche au gaz entre la douille de retenue (14) et la douille de serrage (28) par une force de serrage axiale, la douille de retenue (14) et/ou la douille de serrage (16) présentant une arête d’étanchéité (34) périphérique qui est en appui sur la surface de serrage (26, 28) respective par un contact linéaire et qui forme un siège d’étanchéité annulaire, la douille de serrage (16) et/ou la douille de retenue (14) présentant une surface de tension (36) conique, et la douille de retenue (14) étant insérée dans un tuyau d’échappement (30), l’une des surfaces de serrage formant une surface de serrage inclinée (28), et la surface de tension (36) conique et la surface de serrage inclinée (28) étant agencées de telle sorte que les cônes s’ouvrent vers l’intérieur du tuyau d’échappement (30).
2. 2. Evaporateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’arête d’étanchéité (34) est réalisée à angles vifs de telle sorte qu’elle se creuse dans la surface de serrage pour un étanchement.
3. 3. Evaporateur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces de serrage (26, 28) sont élastiquement mobiles l’une contre l’autre dans le sens axial (A).
4. 4. Evaporateur selon Tune des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux surfaces de serrage (26, 28) s’étendent sous différents angles par rapport au sens radial (r).
5. 5. Evaporateur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la douille de retenue (14) présente un taraudage (38) et la douille de serrage (16) un filetage (40) complémentaire à celui-ci.
6. 6. Evaporateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’angle d’inclinaison des flancs de filets du taraudage (38) et du filetage (40) et l’angle d’inclinaison de la surface de tension conique (36) et de la surface de serrage inclinée (28) sont égaux vus respectivement par rapport à un axe central de la douille de retenue (14).
7. 7. Evaporateur selon l’une des revendications précédentes, comportant un tube d’évaporation (12) qui présente un tronçon d’extrémité (64) évasé en forme d’entonnoir dans lequel un dispositif de chauffage (18) présentant une attache (60) avec un tronçon cylindrique (62) est inséré, une arête extérieure du tronçon cylindrique (62) étant soudée sur la face intérieure du tronçon d’extrémité (64) évasé.