FR3041692A1

FR3041692A1 - Element de ligne d'echappement comprenant une vanne avec butees rapportees

Info

Publication number: FR3041692A1
Application number: FR1559306A
Authority: FR
Inventors: Benjamin Oblinger; Laurent Viardot; Sebastien Royer; Gilbert Delplanque
Original assignee: Faurecia Systemes dEchappement SAS
Current assignee: Faurecia Systemes dEchappement SAS
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-03-31
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: FR3041692B1; US10167785B2; US20170089270A1; CN206592549U; KR200493486Y1; KR20170001237U; DE102016117801A1

Abstract

L'élément (1) comprend : - un corps de vanne (3) ; - un volet d'obturation (7) ; - une liaison pivot (9) du volet (7) au corps de vanne (3) ; - un tube amont (13) et un tube aval (15) ; - au moins une première butée (21) rapportée sur une surface interne (23) du corps de vanne (3), le volet (7) venant en butée contre la première butée (21) en position d'obturation. La première butée (21) définit la position longitudinale d'au moins l'un du tube amont (13) et du tube aval (15) par rapport au corps de vanne (3).

Description

Elément de ligne d’échappement comprenant une vanne avec butées rapportées

La présente invention concerne en général les vannes de ligne d’échappement.

Plus précisément, l’invention concerne selon un premier aspect un élément de ligne d’échappement, l’élément étant du type comprenant : - un corps de vanne tubulaire délimitant intérieurement un passage pour les gaz d’échappement, le corps de vanne ayant un axe central longitudinal; - un volet d’obturation disposé dans le passage; - une liaison pivot du volet au corps de vanne, agencée de telle sorte que le volet d’obturation est mobile en rotation autour d’un axe de rotation entre une position d’obturation du passage et une position de dégagement du passage ; - un tube amont et un tube aval entre lesquels le corps de vanne est interposé, le passage raccordant fluidiquement le tube amont au tube aval ; - au moins une première butée rapportée sur une surface interne du corps de vanne, le volet venant en butée contre la première butée en position d’obturation.

Un tel élément est connu par exemple de DE 10 2011 100 238. Cet élément est coûteux. Dans ce contexte, l’invention vise à proposer un élément de ligne d’échappement qui soit moins coûteux et plus léger. A cette fin, l’invention porte sur un élément de ligne d’échappement du type précité, caractérisé en ce que la première butée définit la position longitudinale d’au moins l’un du tube amont et du tube aval par rapport au corps de vanne.

Ainsi, il n’est pas nécessaire de réaliser dans le corps de vanne des usinages permettant de créer des butées prévues pour recevoir le tube amont et/ou le tube aval. La fabrication du corps de vanne est grandement facilitée et un tube de moindre épaisseur peut être utilisé. Il en résulte une réduction du coût de l’élément de ligne d’échappement. L’ensemble peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessus, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - l’élément de ligne d’échappement comprend une seconde butée rapportée sur la surface interne du corps de vanne, la seconde butée définissant la position longitudinale de l’autre du tube amont et du tube aval par rapport au corps de vanne ; - la première butée est une plaque comprenant un tronçon principal plaqué contre la surface interne, le tronçon principal ayant une première tranche, le volet venant en butée contre la première tranche en position d’obturation ; - la première butée comprend un tronçon principal plaqué contre la surface interne et un premier bord solidaire du tronçon principal, le premier bord faisant saillie vers l’axe central par rapport au tronçon principal, le volet venant en butée contre le premier bord en position d’obturation ; - la première butée est une plaque comprenant un tronçon principal plaqué contre la surface interne, le tube amont ou le tube aval étant en butée contre une seconde tranche dudit tronçon principal ; - le tube amont ou le tube aval est en butée contre un seul point de la seconde tranche ; - le tube amont ou le tube aval est en butée contre au moins deux points de la seconde tranche ; - la première butée comprend un tronçon principal plaqué contre la surface interne et un second bord solidaire du tronçon principal, le second bord faisant saillie vers l’axe central par rapport au tronçon principal, le tube amont ou le tube aval venant en butée contre le second bord ; - le tronçon principal s’étend sur au moins 60° aubur de l’axe central, de préférence sur au moins 120°, encore de préférencesur au moins 180° ; - le volet vient en butée contre la première butée en position de dégagement ; - la première butée est une plaque comprenant un tronçon principal plaqué contre la surface interne et une partie d’extrémité de largeur réduite solidaire du tronçon principal, la partie d’extrémité ayant une largeur longitudinale réduite par rapport au tronçon principal, le volet venant en butée contre ladite partie d’extrémité de largeur réduite en position de dégagement ; - la partie d’extrémité de largeur réduite est écartée de la surface interne ; - la position d’obturation du volet se déduit de la position de dégagement par une rotation dudit volet autour de l’axe de rotation d’un angle compris entre 45° et 85°, de préférence entre 60° et 80°.

Selon un second aspect, l’invention porte sur une ligne d’échappement équipée d’un élément ayant les caractéristiques ci-dessus. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe, dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation du volet, d’un élément de ligne d’échappement conforme à l’invention, le volet étant en position de dégagement ; - la figure 2 est une vue en perspective de l’élément de ligne d’échappement de la figure 1, les tubes amont et aval n’étant pas représentés ; - la figure 3 est une vue en coupe de l’élément de ligne d’échappement de la figure 2, prise dans un plan perpendiculaire à l’axe central du corps de vanne ; - la figure 4 est une vue en perspective montrant le corps de vanne, les première et seconde butées et le pare-chaleur ; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 1, montrant le volet en position d’obturation, sans les tubes amont et aval ; et - les figures 6 à 14 sont des vues montrant différentes variantes de réalisation des première et seconde butées. L’élément de ligne d’échappement 1 représenté sur les figures 1 et 2 est destiné à être implanté dans une ligne d’échappement de véhicule, typiquement de véhicule à moteur thermique. Ce véhicule est typiquement un véhicule automobile, par exemple une voiture ou un camion. L’élément de ligne d’échappement 1 est prévu pour être intercalé dans un tronçon de la ligne d’échappement desservant par exemple un organe de récupération d’énergie thermique, ou une ligne de recirculation des gaz d’échappement vers le moteur, ou encore un tube d’entrée de silencieux, un tube de liaison entre deux silencieux, un tube de sortie de silencieux ou une canule de sortie d’échappement,

Il permet de moduler ou d’interrompre totalement le flux de gaz d’échappement dans ce tronçon.

Comme le montre la figure 1, l’élément 1 de ligne d’échappement comprend : - un corps de vanne 3 tubulaire délimitant intérieurement un passage 5 pour les gaz d’échappement ; - un volet d’obturation 7 disposé dans le passage 5 ; - une liaison pivot 9 du volet d’obturation 7 au corps de vanne 3, agencée de telle sorte que le volet d’obturation 7 est mobile en rotation autour d’un axe de rotation 11 entre une position d’obturation du passage 5 et une position de dégagement du passage 5 ; - un tube amont 13 et un tube aval 15 entre lequel le corps de vanne 3 est interposé, le passage 5 raccordant fluidiquement le tube amont 13 au tube aval 15.

Dans la présente description, les termes « amont » et « aval » sont entendus relativement au sens de circulation normale des gaz d’échappement dans la ligne d’échappement.

Le tube amont 13 est raccordé fluidiquement vers l’amont à un collecteur captant les gaz d’échappement à la sortie du moteur thermique du véhicule. Le tube aval 15 est raccordé fluidiquement vers l’aval à une canule relarguant les gaz d’échappement dans l’atmosphère, après purification.

Comme visible sur les figures 2 et 3, l’élément de ligne d’échappement comporte encore un actionneur 17 pourvu d’un arbre de sortie non représenté, et une transmission 19 liant mécaniquement l’arbre de sortie de l’actionneur 17 à l’axe de rotation 11 du volet. L’actionneur 17 est typiquement susceptible de placer le volet 7 à une pluralité de positions intermédiaires ente les positions d’obturation et de dégagement.

De plus, l’élément de ligne d’échappement 1 comporte au moins une première butée 21 rapportée sur une surface interne 23 du corps de vanne 3, le volet 7 venant en butée contre la première butée 21 dans sa position d’obturation.

Dans l’exemple représenté sur les figures 1 à 5, l’élément de ligne d’échappement 1 comprend une seconde butée 25, elle aussi rapportée sur la surface interne 23 du corps de vanne, le volet 7 venant en butée également contre la seconde butée 25 en position d’obturation, comme représenté sur la figure 5.

La première butée 21 et/ou la seconde butée 25 sont fixées au corps de vanne 3 par tout moyen adapté. Typiquement, elles sont fixées par l’un des moyens suivants : soudage avec ou sans métal d’apport, soudage laser, soudage électrique par résistance, soudage à la molette, soudage par décharge de condensateur, sertissage, frettage.

Le corps de vanne 3 présente, perpendiculairement à son axe central longitudinal, une section droite sensiblement constante. Par exemple, cette section est circulaire. En variante, elle est ovale, elliptique, rectangulaire, carrée, hexagonale ou de toute autre forme adaptée.

Le corps de vanne 3 présente deux orifices 27 diamétralement opposés par rapport à l’axe central X, prévus pour recevoir des extrémités de l’axe de rotation 11 (figure 3).

Le volet d’obturation 7 est typiquement une plaque métallique. Il présente une forme sensiblement conjuguée de la section interne du corps de vanne 3. Toutefois, comme visible sur la figure 5, le volet 7 est légèrement plus petit que la section interne du corps de vanne 7, de telle sorte qu’un interstice 27 de faible largeur subsiste entre le volet 7 et le corps de vanne 3 en position d’obturation du passage 5.

Dans l’exemple représenté, le volet 7 à une forme générale circulaire.

Dans un exemple de réalisation, le volet 7 comporte une partie centrale 29 sensiblement plane et un bord annulaire 31 s’étendant dans un plan sensiblement parallèle mais légèrement décalé par rapport à la partie centrale 29. Le bord annulaire 31 est raccordé à la partie centrale par un épaulement. Le bord annulaire 31 présente deux échancrures 33 diamétralement opposées l’une à l’autre, prévues pour la réception de l’axe 11. La partie centrale 29 du volet est rigidement fixée à l’axe 11 par sa grande face 35 tournée vers le bord 31. L’axe 11 est plaqué contre la grande face 35, et est engagé dans les échancrures 33.

La liaison pivot 9 comporte typiquement deux paliers 37, 39 placés à l’extérieur du corps de vanne 3, autour des orifices 27 (figure 3). Une extrémité inférieure 41 de l’axe 11 traverse l’un des orifices 27 et est guidée en rotation dans le palier 39. L’extrémité 43 de l’axe 11, opposée à l’extrémité 41, traverse l’autre orifice 27 et est guidée en rotation dans le palier 37. Elle fait saillie au-delà du palier 37, et est raccordée à la transmission 19, comme visible sur la figure 3. En variante, l’élément de la ligne d’échappement 1 ne comporte qu’un seul palier.

Dans l’exemple de réalisation représenté, l’actionneur 17 est rigidement fixé au corps de vanne 3 par une patte 45. Un pare-chaleur 47 est interposé entre l’actionneur 17 et le corps de vanne 3.

Comme indiqué plus haut, le volet 7 vient en butée contre les première et seconde butées 21, 25 en position d’obturation. En variante, le volet ne vient en butée que contre la première butée 21 ou contre la seconde butée 25 en position d’obturation.

Dans l’exemple représenté sur les figures 1 à 6, les première et seconde butées 21,25 ont la même forme.

Les première et/ou seconde butées 25 sont des plaques, typiquement des plaques métalliques. Elles sont en particulier en acier inoxydable, par exemple de type 1.4301, 1.4401,1.4404, 1.4571,1.4512, 1.4510, 1.4509, 1.4513, 1.4526.

Chaque butée 21, 25 comprend un tronçon principal 49, plaqué contre la surface interne 23 du corps de vanne. Ce tronçon principal 49 épouse donc la forme de la surface interne 23. Dans l’exemple représenté, le tronçon principal 49 a une forme d’arc de cercle.

Le tronçon principal 49 s’étend typiquement sur au moins 60° autour de l’axe central X, de préférence sur au moins 120° et encoie de préférence sur au moins 180°.

Dans l’exemple représenté sur les figures 1 à 5, le tronçon principal 49 s’étend sur environ 180° autour de l’axe central.

La première butée 21 est placée longitudinalement entre l’axe de rotation 11 et le tube aval 15. La seconde butée 25 est placée longitudinalement entre l’axe de rotation 11 et le tube amont 13. Circonférentiellement, la première butée 21 s’étend depuis l’un des orifices 27 jusqu’à l’autre orifice 27, sur une moitié de la circonférence du corps de vanne 3. De même, la seconde butée 25 s’étend circonférentiellement depuis l’un des orifices 27 jusqu’à l’autre orifice 27, mais sur l’autre moitié de la circonférence du corps de vanne. Ainsi, considéré ensemble, les première et seconde butées 21, 25 s’étendent sur sensiblement toute la circonférence du corps de vanne.

En règle générale, et quelle que soit la longueur circonférentielle des première et seconde butées, ces première et seconde butées sont placées en regard l’une de l’autre, c’est-à-dire diamétralement opposées l’une à l’autre.

Le tronçon principal 49 de la première butée 21 présente vers le tube amont 13 une première tranche 51. Le volet 7 dans sa position d’obturation vient en butée contre cette première tranche 51. Dans l’exemple représenté sur les figures 1 à 5, la première tranche 51 s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe central X.

Par ailleurs, la seconde butée 25 comporte elle aussi un tronçon principal 53 plaqué contre la surface interne 23. La partie principale 53 est délimitée vers le tube aval 15 par une première tranche 55. Le volet 7, comme illustré sur la figure 6, vient en butée contre la première tranche 55 en position d’obturation. Dans l’exemple représenté sur les figures 1 à 5, la première tranche 55 s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe central X.

Dans la position d’obturation, la partie annulaire 31 du volet est ainsi en contact à la fois avec la première tranche 51 et avec la première tranche 55. Elle est en contact avec la première tranche 51 par une face tournée vers le tube aval 15 et avec la première tranche 55 par une face tournée vers le tube amont 13.

Les premières tranches 51 et 55, ensemble, s’étendent sur presque la totalité du pourtour du corps de vanne 3. Les premières tranches 51 et 55, ensemble, couvrent tout le pourtour du corps de vanne, à l’exception des orifices 27, et d’un espace de faible largeur circonférentielle de part et d’autre de chaque orifice 27.

Ainsi, dans la position d’obturation, une excellente étanchéité est obtenue entre le volet 7 et le corps de vanne 3.

Ceci est dû également au fait que les premières tranches 51 et 55 sont toutes deux agencées dans des plans sensiblement perpendiculaires à l’axe central X, de telle sorte que dans son mouvement de rotation depuis la position de dégagement jusqu’à la position d’obturation, le volet 7 accoste les premières tranches 51 et 55 selon une direction proche de la perpendiculaire à ces premières tranches 51 et 55.

Par ailleurs, la première butée 21 définit la position longitudinale du tube aval 15 par rapport au corps de vanne 3.

De préférence, la seconde butée 25 définit la position longitudinale du tube amont 13 par rapport au corps de vanne 3.

En effet, le tronçon principal 49 de la première butée 21 est délimité vers le tube aval 15 par une seconde tranche 57. Le tube aval 15 présente une extrémité longitudinale 59 engagée dans le corps de vanne 3, et venant en butée longitudinalement contre la seconde tranche 57. L’extrémité longitudinale 59 présente extérieurement une section conjuguée de la section interne du corps de vanne 3.

La seconde tranche 57 s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe central X.

De même, le tronçon principal 53 de la seconde butée 25 présente vers le tube 13 amont une seconde tranche 61. Le tube amont 13 est en butée contre la seconde tranche 61. Plus précisément, le tube amont 13 présente une extrémité longitudinale 63 engagée dans le corps de vanne 3 et en butée longitudinalement contre la seconde tranche 61. L’extrémité longitudinale 63 présente extérieurement une section conjuguée de la section interne du corps de vanne 3.

La seconde tranche 61 s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe central X.

Par ailleurs, et comme illustré sur la figure 1, le volet 7 vient en butée au moins contre la première butée 21 en position de dégagement. Ainsi, c’est la première butée 21 qui définit la position de dégagement du volet 7.

De préférence, le volet 7 en position de dégagement vient en butée aussi contre la seconde butée 25.

Typiquement, dans la position de dégagement, le volet 7 s’étend dans un plan contenant l’axe central X du corps de vanne 3. Le volet est donc parallèle au flux de gaz d’échappement traversant le corps de vanne 3. Il s’étend dans un plan contenant à la fois l’axe de rotation 11 et l’axe central X (figure 1).

En d’autres termes, le volet 7 passe typiquement de la position d’obturation à la position de dégagement par une course angulaire de 90° environ en rotation autour de l’axe de rotation 11.

En variante, la position de dégagement est différente de celle représentée sur la figure 1. Le volet 7 n’est pas disposé dans un plan contenant l’axe central X mais dans un plan formant un angle par rapport à l’axe central X.

Dans l’exemple représenté sur les figures 1 à 5, la première butée 21 comprend, outre le tronçon principal 49, une partie d’extrémité 65 de largeur réduite par rapport à la largeur totale de la butée, solidaire du tronçon principal 49, le volet 7 venant en butée contre ladite partie d’extrémité de largeur réduite 65 en position de dégagement.

Avantageusement, le contact entre le volet et la partie d’extrémité de largeur réduite , 65 est situé à une distance de l’axe de rotation 11 d’au moins 10% à 15% du diamètre intérieur du corps de vanne 3. L’éloignement de ce point de contact entre la butée et le volet par rapport à l’axe de rotation du volet améliore la précision angulaire de la position du volet en position de dégagement. Ceci permet de réduire les pertes de charge dans le gaz d’échappement et améliore les performances de puissance et de consommation de carburant du moteur. La partie d’extrémité de largeur réduite 65 présente une base 67 solidaire du tronçon principal 49 et zone de largeur réduite 69. La largeur de la partie d’extrémité 65, prise selon l’axe central X, va en se réduisant à partir de la base 67 jusqu’à la zone 69.

La partie d’extrémité 65 prolonge circonférentiellement le tronçon principal 49. La zone de largeur réduite 69 constitue donc l’extrémité circonférentielle de la partie d’extrémité 65, à l’opposé du tronçon principal 49.

Dans l’exemple représenté sur les figures 1 à 5, la partie d’extrémité de largeur réduite 65 est une zone de la plaque constituant la première butée 21. La partie d’extrémité de largeur réduite 65 est plaquée contre la surface interne 23 du corps de vanne 3.

La partie d’extrémité de largeur réduite 65 est usinée ou découpée, de manière à ce que la zone de largeur réduite 69 offre ainsi une zone de contact avec le volet en position de dégagement éloigné de l’axe de rotation du volet.

La seconde butée 25 présente sensiblement la même forme. Elle comporte elle aussi une partie d’extrémité de largeur réduite 71, solidaire du tronçon principal 53. La partie d’extrémité de largeur réduite 71 présente une base 73 solidaire du tronçon principal 53 et une zone de largeur réduite 75 contre laquelle le volet 7 vient en butée en position de dégagement. La partie d’extrémité de largeur réduite 71 est formée dans la plaque consistant la seconde butée 25. La partie d’extrémité de largeur réduite 71 présente une largeur allant en diminuant depuis la base 73 jusqu’à la zone de contact avec le volet 75, cette largeur étant prise parallèlement à l’axe central X. La zone de largeur réduite 75 est usinée ou découpée de manière à ménager un contact éloigné de l’axe de rotation du volet.

La partie d’extrémité de largeur réduite 71 prolonge circonférentiellement le tronçon principal 53. La zone de largeur réduite 75 constitue l’extrémité circonférentielle de la partie 71 opposée au tronçon principale 53.

La partie d’extrémité de largeur réduite 71 est plaquée contre la surface interne 21.

Les zones de largeur réduite 69 et 75 pointent selon des directions circonférentielles opposées l’une à l’autre.

Comme visible sur la figure 5, les zones de largeur réduite 69 et 75 sont disposées de part et d’autre de l’axe de rotation 11, suivant la direction de l’axe central X. Elles sont légèrement écartées de l’axe de rotation 11. Le volet 7, dans son mouvement de rotation vers la position de dégagement, vient accoster par son bord annulaire 31 contre les pointes 69 et 75. La face du bord 31 tournée vers le tube aval 15 en position d’obturation accoste contre la pointe 69. La face opposée, tournée vers le tube amont 13 en position d’obturation, accoste contre la zones de largeur réduite 75. L’accostage se fait selon une direction sensiblement perpendiculaire au volet 7.

Du fait que le contact avec les butées est de largeur réduite , la position du volet 7 en position de dégagement est contrôlée particulièrement précise.

Il est à noter que, dans la description ci-dessus, il a été indiqué que la première butée 21 définissait la position longitudinale du tube aval 15, et était donc située entre le tube aval 15 et l’axe 11. En variante, la première butée 21 permet de définir la position longitudinale du tube amont 13, et est donc située entre l’axe 11 et le tube amont 13.

Dans ce cas, la seconde butée 25 est prévue pour définir la position longitudinale du tube aval 15 par rapport au corps de vanne 3, et est située entre le tube aval 15 et l’axe 11.

Selon une variante de réalisation, l’ensemble 1 ne comporte que la première butée 21, et ne comporte pas la seconde butée 25. Dans ce cas, la position d’obturation du volet 7 est définie seulement par la première butée. Typiquement, la position de dégagement est définie également seulement par la première butée 21. La première butée 21 sert en outre à définir la position longitudinale de l’un du tube amont 13 et du tube aval 15, l’autre du tube amont 21 et du tube aval 25 ayant sa position longitudinale par rapport au corps de vanne 3 défini par tout autre moyen adapté.

Des variantes de réalisation des première et seconde butées vont maintenant être décrites, en référence aux figures 6 à 14.

Seuls les points par lesquels ces variantes diffèrent de celle représentée sur les figures 1 à 5 seront détaillés ci-dessous. Les éléments identiques ou assurant la même fonction seront désignés par les mêmes références.

Dans la variante de réalisation de la figure 6, le tube aval 15 est en butée contre un seul point de la seconde tranche 57 de la première butée.

De même, le tube amont 13 est en butée contre un seul point de la seconde tranche 61 de la seconde butée 250n entend par un seul point le fait que le tube amont ou aval n’est en contact qu’avec une seule portion 77 de la seconde tranche 57 ou 61, cette portion 77 étant de faible longueur par rapport à la longueur totale de la seconde tranche 57, 61, comme illustré sur la figure 7. La portion 77 représente typiquement moins 10 % de la longueur totale de la seconde tranche 57, 61, prise circonférentiellement, c’est-à-dire dans un plan perpendiculaire à l’axe central X.

Pour ce faire, la seconde tranche 57, 61 de chacune des deux butées 21, 25 comporte, outre la portion 77, une autre portion 79 raccordée à la portion 77 par un épaulement 81 d’orientation sensiblement parallèle à l’axe central X. La portion 79 est décalée longitudinalement vers l’axe de rotation 11 par rapport à la portion 77. En d’autres termes, le tronçon principal 49, 53 présente une largeur relativement plus faible au niveau de la portion 79, et relativement plus grande au niveau de la portion 77, la largeur étant prise selon l’axe central X.

Dans l’exemple représenté, la portion 77 est située à l’extrémité circonférentielle du tronçon principal raccordée la partie d’extrémité en pointe 65, 71. En variante, la portion 77 est située circonférentiellement à l’opposé de la partie d’extrémité en pointe. Selon encore une autre variante, elle est située à distance des deux extrémités circonférentielles du tronçon principal. Dans ce cas, la seconde tranche comporte deux portions 79 décalées vers l’axe de rotation 11, situées de part et d’autre de la portion 77.

La variante de réalisation de la figure 6 présente l’avantage que la quantité de matière utilisée pour chacune des deux butées est extrêmement réduite.

Selon une autre variante de réalisation, non représentée, le tube aval 15 est en butée contre deux points de la seconde tranche 57 de la première butée. De même, le tube amont 13 est en butée contre deux points de la seconde tranche 61 de la seconde butée 25. Ainsi, la seconde tranche 57 présente deux portions similaires à la portion 77 représentée sur la figure 7, avec une portion 79 entre les deux portions 77 et éventuellement des portions 79 de part et d’autre des deux butées.

Selon encore une autre variante, le tube amont ou le tube aval est en butée contre plus de deux points de la seconde tranche correspondante, par exemple trois points à 120° les uns des autres.

Dans la variante de réalisation de la figure 7, le contact entre le tube aval 15 et la première butée 21 s’étend sur un secteur angulaire supérieur à 180° autour de l’axe central X. Dans l’exemple de la figure 7, le contact entre la première butée 21 et le tube aval 15 s’étend sur 240° environ.

De même, le contact entre la seconde butée 25 et le tube amont 13 se fait sur plus de 180°, et sur 240° environ dans l’exemple représœité.

Pour ce faire, la première butée 21 comporte un appendice 83 solidaire du tronçon principal 49. Cet appendice 83 prolonge le tronçon principal 49 circonférentiellement à l’opposé de la partie d’extrémité en pointe 65. L’appendice 83 est plaqué contre la surface interne 23 du corps de vanne. Il présente une largeur réduite, prise selon l’axe central X, par rapport au tronçon principal 49. La tranche 85 de l’appendice 83, tournée vers le tube aval 15, prolonge la seconde tranche 57 du tronçon principal. Les tranches 85 et 57 s’inscrivent dans le même plan perpendiculaire à l’axe central X.

La seconde butée 25 présente un appendice 83 agencé de la même façon que celui de la première butée 21.

Dans cette variante de réalisation, le positionnement du tube amont et/ou du tube aval par rapport au corps de vanne 3 est plus précis.

Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 8, le contact entre la première butée 21 et le tube aval 15 se fait sur tout le pourtour du corps de vanne 3 et donc tout le pourtour du tube aval 15. Pour cela, la première butée 21 comporte un appendice 83 similaire à celui décrit en référence à la figure 7, mais de longueur plus importante. L’appendice 83 s’étend à partir de l’extrémité circonférentielle 87 du tronçon principal 49 opposé à la partie d’extrémité en pointe 65. Il s’étend circonférentiellement autour de l’axe central X jusqu’à la partie d’extrémité en pointe 65 et est solidaire de cette partie d’extrémité en pointe 65. Ainsi, l’appendice 83 et le tronçon principal 49 forment ensemble une bague à contour fermé, entourant l’axe principal X sur 360°. L’appendice 83 est plaqué contre la surface interne 23 du corps de vanne, sur toute sa périphérie. La tranche 85 de l’appendice et la seconde tranche 57 forment une surface annulaire à contour fermé, s’inscrivant dans un plan perpendiculaire à l’axe central X.

Avantageusement, la seconde butée 25 présente la même structure, et comporte un appendice 83 ayant la même forme que celui de la première butée 21.

Ainsi, dans cette variante de réalisation, le positionnement longitudinal du tube amont et/ou du tube aval par rapport au corps de vanne est extrêmement précis. Notamment, il est beaucoup plus facile de disposer les tubes amont et/ou aval de manière coaxiale avec le corps de vanne. De plus, cette variante évite les risque de bruits de sifflement liés à la présence d’une arrête du tube de sortie face au flux des gaz d’échappement.

Dans la variante de la figure 9, les première et/ou seconde butées 21, 25 sont agencées de manière à présenter une certaine élasticité, facilitant l’introduction des butées à l’intérieur du corps de vanne.

Comme visible sur la figure 9, l’appendice 83 de la première butée 21 s’étend pratiquement depuis l’extrémité circonférentielle 87 du tronçon principal jusqu’à la partie d’extrémité en pointe 65, mais n’est pas raccordée à la partie d’extrémité en pointe 65. Il subsiste un interstice 91 de largeur circonférentielle réduite entre l’extrémité libre 89 de l’appendice 83 et la partie d’extrémité en pointe 65. Au repos, la première butée 21 présente une section externe correspondant sensiblement à la section interne du corps de vanne. En revanche, il est possible de déformer légèrement l’appendice 83, de manière élastique, notamment en flexion vers le centre de la première butée 21. Ceci facilite la mise en place de la première butée 21.

La seconde butée 25 présente avantageusement la même structure, l’extrémité libre 89 de l’appendice 83 étant séparée de la partie d’extrémité en pointe 71 par un interstice 91 de faible largeur circonférentielle.

Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 10, la zone de largeur réduite 69 de la première butée 21 est écartée de la surface interne 23 du corps de vanne. Par exemple, la zone de largeur réduite 69 s’étend suivant une direction pratiquement radiale vers l’axe central X. Ainsi, le volet 7 en position de dégagement vient accoster non pas sur la tranche de la partie d’extrémité de largeur réduite 65 mais sur une plus grande face 93 de la partie d’extrémité en pointe 65. Le contact entre la première butée 21 et le volet 7 peut alors être plus éloigné de l’axe de rotation du volet, typiquement 20 à 25% du diamètre intérieur du corps de vanne 3.

Avantageusement, la seconde butée 25 est conformée de la même façon, la zone de largeur réduite 75 s’écartant elle aussi de la surface interne 23 du corps de vanne.

Selon une autre variante de réalisation représentée sur la figure 10, la première butée 21 présente une seconde partie d’extrémité de largeur réduite 95, solidaire du tronçon principal 49. La seconde partie d’extrémité de largeur réduite 95 est solidaire de l’extrémité circonférentielle 87 du tronçon principal 49. Typiquement, elle présente la même forme que la partie d’extrémité de largeur réduite 65. Dans l’exemple représenté, la zone de largeur réduite 97 de la seconde partie d’extrémité de largeur réduite 95 est elle aussi écartée de la surface interne 23. Elle est sensiblement dans l’alignement de la zone de largeur réduite 69. Ainsi, le volet en position de dégagement vient accoster contre les deux zones de largeur réduite 69 et 97 à la fois.

La partie d’extrémité de largeur réduite 95 prolonge circonférentiellement le tronçon principal 49, à l’opposé de la partie d’extrémité de largeur réduite 65. Le tronçon principal 49 et les deux parties d’extrémité de largeur réduite 65, 95 sont typiquement venus de matière les unes avec les autres et sont réalisées dans une même plaque métallique.

La seconde butée 25 présente avantageusement la même structure que la première butée 21.

Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 11, la première butée 21 comporte, outre le tronçon principal 49, un second bord 99 solidaire du tronçon principal 49. Le second bord 99 fait saillie vers l’axe central X par rapport au tronçon principal 49. Il s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe central X. Le tube aval 15 vient en butée contre le second bord 99.

Le second bord 99 s’étend sur toute la longueur circonférentielle du tronçon principal 49.

Avantageusement, la seconde butée 25 présente la même structure que la première butée, et comporte elle aussi un second bord 99.

Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 12, le tronçon principal 49 de la première butée 21 n’est pas une plaque en une seule pièce, venue de matière.

Au contraire, comme visible sur la figure, le tronçon principal 49 comporte plusieurs pièces distinctes et mécaniquement indépendantes les unes des autres. Ces pièces 101 ne sont pas directement raccordées les uns aux autres par des ponts de matière ou par des organes de fixation. Elles sont chacune rigidement fixées sur la surface interne 23 du corps de vanne 3. Dans l’exemple représenté, le tronçon principal 49 est divisé en trois pièces 101, par des interstices 103 s’étendant parallèlement à l’axe central X. Chaque pièce 101 correspond donc à un secteur circonférentiel du tronçon principal 49. L’une des pièces 101 est solidaire de la partie d’extrémité en pointe 65. En variante, le tronçon principal 49 est divisé en deux pièces 101 seulement ou en plus de trois pièces 101.

Les interstices 103 ne sont pas nécessairement des lignes parallèles à l’axe central X mais peuvent avoir toute sorte d’orientation.

Avantageusement, la seconde butée 25 présente la même structure que la première butée, son tronçon principal 53 étant lui aussi subdivisé en plusieurs pièces 101 séparés par des interstices 103.

Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 13 et sur la figure 11, la première butée 21 comprend, outre le tronçon principal 49, un premier bord 105 solidaire du tronçon principal 49. Le premier bord 105 fait saillie vers l’axe central X par rapport au tronçon principal 49 et s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe central X. Le volet 7 vient en butée contre le premier bord 105 dans sa position d’obturation.

Typiquement, le premier bord 105 s’étend circonférentiellement sur toute la longueur du tronçon principal 49.

Avantageusement, la seconde butée 25 présente la même structure que la première butée, et comporte lui aussi un premier bord 105.

Cette variante de réalisation améliore l’étanchéité entre le corps de vanne et le volet en position d’obturation.

Dans la variante de réalisation de la figure 14, la position d’obturation du volet 7 se déduit de la position de dégagement par une rotation dudit volet 7 autour de l’axe de rotation 11 d’un angle compris entre 45° et 85°, depréférence entre 60° et 80°, et encore de préférence compris entre 68° et 72°. Ainsi, le xalet 7 en position d’obturation ne s’étend pas dans un plan perpendiculaire à l’axe central X du corps de vanne. Il s’étend dans un plan incliné déterminé, formant par exemple un angle compris entre 5° et 45° avec l’axe central X, de préférence entre 30° et 40°, encore de préférence entre 28° et 32°.

Ce résultat est obtenu en agençant la tranche 51 du tronçon principal de la première butée 21 et/ou la tranche 55 du tronçon principal de la seconde butée 25 dans ledit plan incliné déterminé.

En variante, la première butée 21 et/ou la seconde butée 25 ont un premier bord 105 du type décrit en référence aux figures 11 et 13, s’étendant dans ledit plan incliné déterminé.

On réduit ainsi la course du volet 7 entre ses positions d’obturation et de dégagement. Le temps de réponse de l’élément de ligne d’échappement est plus court. Ceci permet aussi l’utilisation d’actionneurs à courses réduites.

Il est à noter que les première et seconde butées sont fixées au corps de vanne de façon permanente, ce qui garantit une bonne étanchéité au gaz d’échappement entre ces butées et le corps de vanne.

Par ailleurs, du fait que le volet en position d’obturation, vient accoster contre des surfaces faisant saillie vers l’intérieur du passage 5 par rapport à la surface interne 23 du corps de vanne, la section du volet est choisie nettement plus petite que la section interne du corps de vanne. Ceci diminue le risque de coincement du volet, notamment en position d’obturation.

Notamment, il n’y a pas de contact direct entre le volet et le corps de vanne. Ceci est particulièrement important, des coincements de volet étant observés lors de changement de température sur des vannes de l’état de la technique.

Par ailleurs, il est possible dans l’invention d’ajuster les positions longitudinales des zone de largeur réduite 69, 75 suivant l’axe central X par rapport à l’axe de rotation 11. L’écartement entre les zone de largeur réduite 69, 75 et l’axe de rotation 11 peut être choisi suffisamment grand pour assurer un positionnement précis du volet dans sa position de dégagement.

Ceci contribue à augmenter la précision du positionnement du volet en position de dégagement.

Le fait que les tubes amont et aval 13 et 15 soient positionnés par mise en butée contre les première et seconde butées 21 et 25 permet d’éviter que les tubes n’entrent en contact involontairement avec le volet ou l’axe de rotation 11 lors de l’introduction des tubes dans le corps de vanne.

Le corps de vanne à une forme extrêmement régulière, et ne nécessite pas d’usinage ou tout autre forme de traitement mécanique complexe. Il est donc particulièrement peu coûteux.

Il est à noter que les différentes variantes de réalisation des première et seconde butées peuvent être combinées entre elles, sous réserve qu’elles soient techniquement compatibles.

Claims

REVENDICATIONS

1,- Elément de ligne d’échappement, l’élément (1) comprenant : - un corps de vanne (3) tubulaire délimitant intérieurement un passage (5) pour les gaz d’échappement, le corps de vanne (3) ayant un axe central (X) longitudinal; - un volet d’obturation (7) disposé dans le passage (5); - une liaison pivot (9) du volet (7) au corps de vanne (3), agencée de telle sorte que le volet d'obturation (7) est mobile en rotation autour d’un axe de rotation (11) entre une position d’obturation du passage (5) et une position de dégagement du passage (5) ; - un tube amont (13) et un tube aval (15) entre lesquels le corps de vanne (3) est interposé, le passage (5) raccordant fluidiquement le tube amont (13) au tube aval (15) ; - au moins une première butée (21) rapportée sur une surface interne (23) du corps de vanne (3), le volet (7) venant en butée contre la première butée (21) en position d’obturation; caractérisé en ce que la première butée (21) définit la position longitudinale d’au moins l’un du tube amont (13) et du tube aval (15) par rapport au corps de vanne (3).
2 - Elément de ligne d’échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de ligne d’échappement (1) comprend une seconde butée (25) rapportée sur la surface interne (23) du corps de vanne (3), la seconde butée (25) définissant la position longitudinale de l'autre du tube amont (13) et du tube aval (15) par rapport au corps de vanne (3).
3, - Elément de ligne d’échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première butée (21) est une plaque comprenant un tronçon principal (49) plaqué contre la surface interne (23), le tronçon principal (49) ayant une première tranche (51), le volet (7) venant en butée contre la première tranche (51) en position d’obturation.
4, - Elément de ligne d’échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première butée (21) comprend un tronçon principal (49) plaqué contre la surface intemë“(23) et un premier bord (105) solidaire du tronçon principal (49), le premier bord (105) faisant saillie vers l’axe central (X) par rapport au tronçon principal (49), le volet (7) venant en butée contre le premier bord (105) en position d'obturation.
5, - Elément de ligne d'échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première butée (21) est une plaque comprenant un tronçon principal (49) plaqué contre la surface interne (23), le tronçon principal (49) ayant des première et seconde tranches (51, 57), le tube amont (13) ou le tube aval (15) étant en butée contre une seconde tranche (57) dudit tronçon principal (49).
6 - Elément de ligne d'échappement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tube amont (13) ou le tube aval (15) est en butée contre un seul point de la seconde tranche (57).
7.- Elément de ligne d’échappement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tube amont (13) ou le tube aval (15) est en butée contre au moins deux points de la seconde tranche (57).
8 - Elément de ligne d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première butée (21) comprend un tronçon principal (49) plaqué contre la surface interne (23) et un second bord (99) solidaire du tronçon principal (49), le second bord (99) faisant saillie vers l'axe central (X) par rapport au tronçon principal (49), le tube amont (13) ou le tube aval (15) venant en butée contre le second bord (99).
9, - Elément de ligne d'échappement selon l’une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le tronçon principal (49) s’étend sur au moins 60e autour de l’axe central (X), de préférence sur au moins 120°, encore de préférence sur au moins 180°.
10, - Elément de ligne d’échappement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volet (7) vient en butée contre la première butée (21) en position de dégagement.
11, - Elément de ligne d’échappement selon la revendication 10, caractérisé en ce que la première butée (21) est une plaque comprenant un tronçon principal (49) plaqué contre la surface interne (23) et une partie d'extrémité de largeur réduite (65) solidaire du tronçon principal (49), la partie d’extrémité (65) ayant une largeur longitudinale réduite par rapport au tronçon principal (49), le volet (7) venant en butée contre ladite partie d’extrémité de largeur réduite (65) en position de dégagement.
12, - Elément de ligne d’échappement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la partie d’extrémité de largeur réduite (65) est écartée de la surface interne (23).
13, - Elément de ligne d’échappement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la position d’obturation du volet (7) se déduit de la position de dégagement par une rotation dudit volet (7) autour de l’axe de rotation (11) d’un angle compris entre 45° et 85°, de préférence entre 60° et 80°.