FR3042155A1 - Ecran de protection de ligne d'echappement - Google Patents

Abstract

Dispositif (10) de protection thermique d'une connexion (13) apte à fixer solidaires deux éléments (11, 12) d'une ligne de circulation de fluide d'un moteur thermique, sensiblement de révolution et comportant un moyen de fixation (15), Caractérisé en ce que ledit dispositif est apte à entourer la connexion (13) et comporte au moins un moyen d'accès au moyen de fixation (15) de la connexion.

Description

ECRAN DE PROTECTION DE LIGNE D’ECHAPPEMENT Domaine technique de l’invention

La présente invention concerne une ligne d’échappement de moteur thermique ou à combustion interne de véhicule automobile.

La présente invention concerne plus particulièrement un écran de protection d’une connexion entre deux éléments de la ligne d’échappement.

Etat de la technique

Les moteurs thermiques de véhicules automobiles comprennent une ligne d’échappement par laquelle des gaz brûlés issus de la combustion de mélanges gazeux composé de carburant et de l’air frais en majorité et comprimés dans une chambre à combustion. Les températures desdits gaz sont de ce fait très hautes. La ligne d’échappement comprend de manière générale un collecteur d’échappement monté contre une culasse dudit moteur et connecté à des orifices de sortie des gaz d’échappement, des éléments de dépollution tels qu’un catalyseur ou un piège à Nox, des turbines de turbocompresseur et un circuit de retour de gaz à l’admission. Certains éléments de la ligne d’échappement tels que le collecteur d’échappement ou un flexible d’échappement sont ainsi portés à des très hautes températures supérieures à 350°C et nécessitent donc selon des besoins de sûreté de fonctionnement une protection thermique qui recouvrent une face supérieure desdits éléments, cette face supérieure étant accessible à un utilisateur quelconque. Ladite protection thermique comporte un écran thermique par exemple couvrant la partie supérieure visible par l’utilisateur du collecteur d’échappement.

Le collecteur d’échappement est connecté à d’autres éléments de la ligne d’échappement tels qu’un catalyseur qui lui-même est connecté comme dans notre cas à un flexible d’échappement sensiblement cylindrique.

En général, les connexions entre lesdits éléments sont effectuées au moyen de brides plates ou rotulées qui ne présentent pas de protubérance. L’extrémité de l’écran de collecteur échappement ou du catalyseur peut donc être prolongé de manière à passer au-dessus de la connexion et recouvre donc également ladite connexion.

Cependant ce type de connexion avec des brides plates ou rotulées est plus difficile à réaliser et/ou demande plus de manipulations de la part d’un opérateur de fabrication. L’utilisation de collier V-band permet de simplifier les manipulations de connexion entre lesdits éléments. Cependant, la fixation du collier V-Band nécessite le serrage d’une vis de fixation, ladite vis est disposée de façon tangentielle au collier V-band et doit présenter une tête de fixation accessible par le haut pour des raisons de process d’assemblage par exemple, ce qui ne permet pas le recouvrement du collier et de tout l’environnement du collier par l’écran thermique de l’un des éléments de la ligne d’échappement voisin qui est ici par exemple le catalyseur ou le pot catalytique.

Il existe donc un besoin d’un écran thermique spécifique pour une connexion entre deux éléments de la ligne d’échappement susceptibles d’être le siège de hautes températures, ledit écran thermique comportant au moins une accessibilité à des moyens de fixation de ladite connexion.

La publication EP1577516-A divulgue un écran thermique de collecteur d’échappement fixé audit collecteur par des vis de fixation. Ledit écran comporte un recouvrement d’une connexion avec un élément de ligne d’échappement voisin. Ledit écran ne permet donc pas l’accessibilité à une tête de fixation pour par exemple un collier V-band.

Une échancrure peut être opérée cependant dans ledit écran thermique du collecteur d’échappement pour autoriser un accès à une connexion entre le collecteur et l’élément de la ligne d’échappement voisin. Ladite ouverture permet également un accès visuel par un opérateur depuis le dessus du moteur et ne remplit donc pas le besoin exprimé par la sûreté de fonctionnement.

Un autre inconvénient est que suite aux manipulations notamment en après-vente la position du collier V-band peut être modifiée et ne plus être en vis-à-vis d’une échancrure que l’on peut disposer sur l’écran thermique du collecteur.

Un autre inconvénient est que l’échancrure dans l’écran thermique du collecteur autorise une échappée de chaleur au travers de ladite échancrure vers le haut du moteur ce qui est à l’encontre des besoins exprimés par la sûreté de fonctionnement.

Bref résumé de rinvention

Le but de l’invention est de remédier à ces problèmes et un des objets de l’invention est un dispositif de protection thermique d’une connexion apte à fixer solidaires deux éléments de ligne de circulation de fluide d’un moteur thermique.

La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de protection thermique d’une connexion apte à fixer solidaires deux éléments d’une ligne de circulation de fluide d’un moteur thermique, ladite connexion étant sensiblement de révolution et comportant un moyen de fixation, caractérisé en ce que ledit dispositif est apte à entourer la connexion et comporte au moins un moyen d’accès au moyen de fixation de la connexion.

De manière avantageuse, le dispositif permet d’assurer la protection thermique d’une connexion entre deux éléments de la ligne de circulation de fluide qui peut être une ligne d’échappement des gaz brûlés d’un moteur thermique de véhicule automobile. Le dispositif est apte à entourer la connexion, ce qui permet un agencement facile du dispositif sur ladite ligne de circulation. Le dispositif comporte un moyen d’accès au moyen de fixation de la connexion pour permettre une manipulation aisée dudit moyen de fixation pour pouvoir assurer un montage ou démontage de ladite connexion. Ledit dispositif peut alors suivre une rotation éventuelle du moyen de fixation lors des manipulations dudit moyen.

Selon d’autres caractéristiques de l’invention : -ledit dispositif autorise la rotation du moyen d’accès autour de l’axe de révolution de la connexion.

De manière avantageuse, le dispositif autorise une rotation éventuelle du moyen d’accès autour de l’axe de révolution de la connexion entre les deux éléments de la ligne de circulation de fluide pour permettre de suivre des modifications possibles de l’agencement de ladite connexion. En effet, ladite connexion peut être sensiblement déplacée en rotation lors des manipulations des éléments de la ligne de circulation de fluide. -ledit dispositif comprend un moyen d’accrochage rapide à un élément de la ligne de circulation de fluide.

De manière avantageuse, le dispositif comprend un moyen d’accrochage rapide à un élément de la ligne de circulation de fluide, ce qui permet une grande souplesse de mise en place dudit dispositif. -le moyen d’accrochage rapide comporte des griffes aptes à se fixer sur une paroi d’appui d’un élément de la ligne de circulation de fluide.

De manière avantageuse, le moyen d’accrochage rapide comporte des griffes aptes à se fixer sur une paroi d’appui d’un élément de la ligne de circulation de fluide, ce qui permet une liaison facile dudit dispositif. Les griffes autorisent également une liaison souple entre le dit dispositif et l’élément de la ligne de circulation. -la paroi d’appui est portée par une collerette entourant une extrémité d’un élément de la ligne de fluide.

De manière avantageuse, la paroi d’appui est portée par une collerette entourant une extrémité d’un élément de la ligne de fluide, ladite collerette est donc partie dudit élément de ligne de circulation ce qui n’entraine pas de fabrication d’une pièce supplémentaire dédiée audit dispositif. -le dispositif comprend deux parois courbes et complémentaires aptes à entourer la connexion, qui s’articulent autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe de révolution de la connexion, ledit axe étant disposé à une première extrémité de jonction de chacune des parois.

De manière avantageuse, le dispositif comprend deux parois courbes et complémentaires aptes à entourer la connexion, lesdites parois courbes sont articulées autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe de révolution de la connexion, ledit axe étant disposé à une première extrémité de jonction de chacune des parois ; ce qui permet de manœuvrer de façon aisée ledit dispositif pour sa mise en place ou son enlèvement. -les deux parois complémentaires sont refermées l’une sur l’autre à la seconde extrémité opposée et fixées l’une à l’autre grâce à un moyen de fermeture.

De manière avantageuse, les deux parois sont refermées l’une sur l’autre à la seconde extrémité opposée et fixées l’une à l’autre grâce à un moyen de fermeture, ce qui permet une manipulation simple, aisée et rapide dudit dispositif. -chacune des parois comporte des moyens pour s’accrocher au moyen d’accrochage rapide.

De manière avantageuse, les parois comportent des moyens pour s’accrocher au moyen d’accrochage rapide, ce qui permet une fixation simple et transitoire des parois autour de la connexion avant la fermeture des parois l’une sur l’autre, afin de faciliter la mise en place du dispositif de protection thermique. -une des deux parois courbes comporte une échancrure pour autoriser un accès au moyen de fixation de la connexion.

De manière avantageuse, une paroi courbe du dispositif comporte une échancrure pour autoriser un accès au moyen de fixation pour faciliter le montage/démontage de la connexion entre les deux éléments de la ligne de circulation de fluide. Ladite échancrure est sensiblement réduite pour entourer l’accès au moyen de fixation et autoriser le passage d’un outil simple. -une des deux parois courbes comporte une protubérance s’étendant radialement et apte à recouvrir le moyen de fixation.

De manière préférentielle, une des deux parois du dispositif comporte une protubérance s’étendant radialement et destinée à recouvrir le moyen de fixation pour permettre la protection thermique également du moyen de fixation.

Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Pour la compréhension de la description on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 représente une vue globale de deux éléments de ligne de circulation de fluide. -la figure 2 représente une vue globale d’un dispositif de protection thermique des éléments de la ligne de circulation de fluide. -la figure 3 représente une vue schématique du dispositif de protection thermique de la connexion selon l’invention en position fermée. -la figure 4 représente une vue schématique du dispositif de protection thermique de la connexion selon l’invention en position ouverte ; -la figure 5 représente une vue schématique du moyen d’accrochage rapide du dispositif de protection thermique selon l’invention.

Description détaillée des figures

Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.

De manière générale, un véhicule automobile équipé de moteur thermique ou à combustion interne agencé dans un compartiment moteur comprend une ligne d’échappement connectée à une culasse dudit moteur et par laquelle des gaz brûlés issus de la combustion de mélanges gazeux sont expulsés. Les mélanges gazeux sont généralement composés de carburant et de l’air frais ; ils sont comprimés dans une chambre à combustion avant d’être brûlés. Lesdits gaz brûlés sont à de très hautes températures et doivent passer par divers éléments de la ligne d’échappement dont certains sont destinés à réduire ou supprimer des composés toxiques desdits gaz. Lesdits éléments de la ligne d’échappement sont dans une liste comprenant un collecteur une turbine d’un turbo compresseur, une vanne EGR (pour « Exhausted Gaz Recirculation » en anglais), un catalyseur, un piège à NOx, un flexible. Lesdits éléments sont donc portés à des hautes températures lors du fonctionnement du moteur thermique.

La sûreté de fonctionnement impose cependant une règle de n’avoir aucune surface portée à une température supérieure à 350°C visible en vue de dessus du moteur et dans un cône à 45°. De ce fait, la ligne d’échappement comporte une paroi de protection thermique disposée au-dessus d’un élément lorsque ledit élément disposé dans le compartiment moteur est susceptible d’être porté à de hautes températures. On définit les termes au-dessus/au-dessous et supérieur/inférieur par rapport à un axe vertical orthogonal au plan du véhicule passant par les axes des essieux des roues du véhicule.

Les figures 1 et 2 représentent la ligne d’échappement 40 comportant un catalyseur 11 et un flexible 12 qui peuvent être les sièges de hautes températures dépassant 350°C. Le catalyseur 11 et le flexible 12 sont fixés l’un à l’autre par une connexion 13. Cette connexion 13 peut être une bride plate ou une bride rotulée (non représentées) ou une bride V-band 14. La connexion avec une bride V-band est cependant plus simple qu’une connexion avec les autres brides : par exemple, la bride plate sensiblement de révolution nécessite des orifices axiaux parallèles à l’axe de la bride pour le passage de vis de fixation. Le volume du compartiment moteur étant de plus en plus réduit, le serrage/desserrage desdites vis de fixations peut alors être difficile. Dans la suite de la description, pour améliorer la compréhension de l’invention, la connexion entre les deux éléments 11, 12 de la ligne d’échappement 40 qui sont un catalyseur 11 et un flexible 12 est assurée par une bride V-band 14.

La bride V-band comme représenté en figures 1 et 6 comprend un moyen de fixation 15 comportant un collier 53 et une vis de commande 54 pour modifier le diamètre intérieur dudit collier. Le collier 53 est apte à recouvrir une zone de recouvrement 52 d’une extrémité 50 du premier élément 11 disposée au-dessus d’une extrémité 51 du deuxième élément 12 de la ligne de circulation de fluide. La réduction du diamètre dudit collier 53 assure la fixation des deux éléments 11, 12 et l’étanchéité de la connexion.

Lors de passage du véhicule en atelier de maintenance, les deux éléments 11, 12 peuvent être disjoints pour par exemple effectuer un échange d’un des deux éléments. L’opérateur doit donc pouvoir accéder au moyen de fixation 15 et en particulier à la vis de commande 54. Lorsque la manipulation est terminée, la bride V-band est remise en place mais elle peut avoir tourné par rapport à un axe de révolution du collier 53 pour des raisons de commodité pour l’opérateur, ce qui peut entraîner des problèmes de montage des autres éléments notamment du couvercle thermique 16 recouvrant le catalyseur 11.

Il en résulte un besoin d’un dispositif 10 de protection thermique de la connexion 13 entre le catalyseur 11 et le flexible 12, ledit dispositif étant susceptible de suivre une rotation du moyen de fixation 15 autour de l’axe de révolution de la connexion 13.

Le dispositif 10 comprend deux parois courbes 17, 18 complémentaires de forme semi-cylindrique qui forment sensiblement un cylindre quand les parois courbes sont refermées l’une sur l’autre. Lesdites parois courbes 17, 18 sont articulées autour d’un axe 19 sensiblement parallèle à l’axe de révolution de la connexion 13, ledit axe d’articulation étant disposé à une première extrémité longitudinale 20a de chacune des parois courbes. Lesdites parois sont également prolongées par un trottoir de contact 21a, 21b à l’extrémité longitudinale 20b opposée. Lesdits trottoirs de contact comprennent un moyen de fixation pour fixer les deux parois l’une à l’autre en position fermée, ledit moyen de fixation peut comprendre comme dans le mode de réalisation présenté en figures 3 et 4 un orifice creusé dans un trottoir 21a en vis-à-vis d’un orifice creusé dans l’autre trottoir 21b, les deux orifices sont destinés à être traversés par une vis de fixation 22. En position fermée, les deux trottoirs des deux parois viennent en appui l’un contre l’autre et la vis de fixation 22 traverse ensuite les deux orifices pour maintenir le contact entre les trottoirs de contacts des deux parois courbes 17, 18.

Les parois courbes comportent des moyens de liaison 23 pour s’accrocher à un moyen d’accrochage rapide 24.

Comme représenté dans les figures 3 à 5 selon un premier mode de réalisation, le moyen d’accrochage rapide 24 est adapté pour s’accrocher d’une part à un élément 11, 12 de la ligne de circulation de fluide et d’autre part aux parois courbes 17, 18 du dispositif 10.

Le moyen d’accrochage rapide 24 peut ainsi comporter un trio de griffes avec deux griffes 25a tournées dans un sens et une griffe 25b tournée en sens opposé. Lesdites griffes 25a, 25b sont adaptées pour agripper une paroi. Le moyen d’accrochage rapide comprend également des languettes 26a pour se fixer aux parois courbes 17, 18 du dispositif 10.

Les parois courbes comportent des bouches 26b adaptées à recevoir les languettes 26a du moyen d’accrochage rapide. Lesdites languettes sont ainsi enfoncées dans lesdites bouches 26b, ce qui permet la liaison des parois courbes 17, 18 avec le moyen d’accrochage rapide 24.

La paroi courbe comporte une protubérance radiale 27 destinée à recouvrir le moyen de fixation 15 de la connexion 13. Une vis de serrage 54 permet la fermeture et la fixation de la bride V-band 14. Ladite vis de serrage est disposée de façon tangentielle par rapport au collier V-band 53. Afin de recouvrir ladite vis de serrage, selon le mode de réalisation représenté en figures 3 et 4, une des deux parois courbes 17, 18 comporte une protubérance 27 pour recouvrir ce moyen de fixation qui peut également être porté à une température élevée. De manière préférentielle, la forme de ladite protubérance 27 épouse sensiblement la forme du moyen de fixation 15.

Le flexible 12 de la ligne de circulation de fluide comprend une collerette 31 pour entourer une extrémité dudit flexible. Ladite collerette comprend donc un anneau 32 prolongé sensiblement radialement par une paroi d’appui circulaire 33. L’anneau 32 est apte à maintenir en liaison les différentes fibres composant le flexible. La paroi d’appui circulaire 33 permet l’accrochage du moyen d’accrochage rapide 24 à cet élément de la ligne de circulation.

De manière préférentielle, La protubérance 27comporte aussi un moyen d’accès 30 qui est de manière préférentielle une échancrure 30 entourant la vis 54 de la bride V-band, pour autoriser un accès au moyen de fixation 15 de la connexion 13 pour faciliter des manipulations sur ledit moyen de fixation, pour un montage ou démontage de la bride ou un réglage de la fixation. De cette façon, on peut dans le mode de réalisation présenté serrer la vis de fixation ou la desserrer pour ajuster l’agencement de la bride.

La mise en place du dispositif 10 de protection thermique de la connexion comprend : -une étape de mise en place du moyen de fixation rapide 24 sur la paroi circulaire 33. Les griffes 25a, 25b sont adaptées pour agripper la paroi circulaire 33. -une étape de fixation des parois courbes 17, 18 au moyen de fixation rapide 24. La protubérance 27 est positionnée au-dessus de la vis 54 du moyen de fixation 15 de la connexion 13 de telle sorte que la tête de la vis peut dépasser de l’échancrure 30. Les languettes 26a sont alors enfoncées dans les bouches 26b des parois courbes. -une étape de fermeture du dispositif 10. Les parois courbes 17, 18 sont refermées l’une sur l’autre pour former sensiblement une paroi de révolution entourant la connexion 13. Les trottoirs de contact 21a, 21b sont en appui l’un contre l’autre et fixés l’un contre l’autre par une vis de fixation.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette prise, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que le moyen d’accrochage rapide peut être soudé aux parois courbes, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l’invention. On peut également avoir un moyen d’accrochage rapide connecté avec les deux éléments (11, 12) de la ligne de circulation de fluide.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif (10) de protection thermique d’une connexion (13) apte à fixer solidaires deux éléments (11, 12) d’une ligne de circulation de fluide d’un moteur thermique, sensiblement de révolution et comportant un moyen de fixation (15), Caractérisé en ce que ledit dispositif est apte à entourer la connexion (13) et comporte au moins un moyen d’accès (30) au moyen de fixation (15) de la connexion.
2. 2. Dispositif (10) de protection thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif autorise la rotation du moyen d’accès (30) autour de l’axe de révolution de la connexion (13).
3. 3. Dispositif (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un moyen d’accrochage rapide (24) à au-moins un des deux éléments (11, 12) de la ligne de circulation de fluide.
4. 4. Dispositif (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d’accrochage rapide (24) comporte des griffes aptes à se fixer sur une paroi d’appui (33) d’un des deux éléments (11,12) de la ligne de circulation de fluide.
5. 5. Dispositif (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi d’appui (33) est portée par une collerette (31) entourant une extrémité d’un élément (12) de la ligne de fluide.
6. 6. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif comprend deux parois courbes (17, 18) et complémentaires qui s’articulent autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe de révolution de la connexion (13), ledit axe étant disposé à une première extrémité de chacune des parois courbes (11, 12).
7. 7. Dispositif (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce les deux parois courbes complémentaires (17, 18) sont refermées l’une sur l’autre à l’extrémité opposée et liées l’une à l’autre grâce à un moyen de fermeture (22).
8. 8. Dispositif (10) selon l’une qqelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que chacune des parois courbes (17,18) comporte des moyens de liaison (23) pour s’accrocher au moyen d’accrochage rapide j(24).
9. 9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu’une paroi courbe (17, 18) comporte une protubérance radiale (27) apte à recouvrir le moyen de fixation (15) de la connexion (13).
10. 10. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte une échancrure (30) pour autoriser un accès au moyen de fixation (15) de la connexion (13).