FR2868713A1 - Machine de retreint d'un volume d'echappement - Google Patents

Abstract

La machine de rétreint d'un volume d'échappement comprend un organe de dépollution disposé dans une enveloppe cylindrique. Elle comporte une filière annulaire (32) présentant intérieurement un passage (36) de section progressivement décroissante délimité par une surface généralement convergente (38) et un actionneur (34) de poussée de l'organe de dépollution et de l'enveloppe au travers du passage de la filière (32). Cette filière comporte un support (40) et un ensemble de secteurs adjacents (42) répartis suivant la périphérie dudit passage, chaque secteur étant mobile par rapport audit support au moins radialement, et elle comporte des moyens (44) de déplacement au moins radial desdits secteurs (42) par rapport audit support pour modifier la section minimale dudit passage (36).

Description

La présente invention concerne une machine de rétreint d'un volume

d'échappement, du type comprenant un organe de dépollution disposé dans une enveloppe cylindrique, comportant une filière annulaire présentant intérieurement un passage de section progressivement décroissante délimité

par une surface généralement convergente et un actionneur de poussée de l'organe de dépollution et de l'enveloppe au travers du passage de la filière.

L'invention concerne également un procédé de rétreint d'un volume d'échappement.

De nos jours, les lignes d'échappement sont équipées d'organes de dépollution disposés dans une enveloppe cylindrique. Ces organes de dépollution comportent par exemple un substrat de céramique généralement cylindrique. Suivant le cas, l'organe de dépollution est constitué d'un filtre à particules, ou d'un organe de purification catalytique.

L'organe de dépollution est disposé sur toute la section intérieure de l'enveloppe. II est entouré d'une nappe de maintien interposée entre l'organe de dépollution et l'enveloppe.

Pour assurer la liaison axiale de l'organe de dépollution dans l'enveloppe cylindrique, il est connu de rétreindre l'enveloppe cylindrique sur l'organe de dépollution, de sorte que celui-ci soit serré suivant sa périphérie par l'enveloppe.

Pour ce faire, l'organe de dépollution, préalablement entouré de la nappe de maintien, est introduit dans une enveloppe cylindrique ayant un diamètre très supérieur à celui de l'organe de dépollution. L'assemblage ainsi formé est ensuite poussé suivant son axe au travers d'une filière. Celle-ci est constituée d'une pièce annulaire présentant intérieurement un passage de section progressivement décroissant délimité par une surface générale- ment convergente. L'enveloppe cylindrique et l'organe de dépollution sont poussés ensemble au travers de la filière par un dispositif d'actionnement tel qu'un vérin. Initialement, l'enveloppe cylindrique a un diamètre extérieur su- périeur à celui du passage délimité par la filière. Lors du déplacement axial de l'enveloppe et de l'organe cylindrique, l'enveloppe se trouve rétreinte sur l'organe de dépollution, assurant ainsi un sertissage de l'organe de dépollu- tion à l'intérieur de l'enveloppe qui est contractée radialement, de manière centripète en tout point.

Un tel mode d'assemblage nécessite que les organes de dépollution aient tous sensiblement la même forme et plus précisément tous sensible- ment une même section. En effet, les différences de section, qui peuvent résulter des tolérances de fabrication des substrats de céramique créent des différences de force de serrage d'un volume d'échappement à l'autre. En effet, lorsque la section de l'organe de dépollution est relativement réduite, la déformation de l'enveloppe cylindrique autour de cet organe peut s'avérer insuffisante pour assurer une retenue satisfaisante de l'organe de dépollution. En revanche, si le diamètre de l'organe de dépollution est relativement grand, la déformation de l'enveloppe cylindrique peut conduire à des efforts excessifs appliqués sur, l'organe de dépollution, ces efforts pouvant endommager l'organe de dépollution.

L'invention a pour but de proposer une machine et un procédé de rétreint d'un volume évitant les difficultés de liaison entre l'enveloppe cylindrique et l'organe de dépollution, du fait des tolérances de fabrication des organes de dépollution.

A cet effet, l'invention a pour objet une machine de rétreint du type précité, caractérisée en ce que la filière comporte un support et un ensemble de secteurs adjacents répartis suivant la périphérie dudit passage, chaque secteur étant mobile par rapport audit support au moins radialement, et la filière comporte des moyens de déplacement au moins radial desdits secteurs par rapport audit support pour modifier la section minimale dudit pas- sage.

Suivant des modes particuliers de réalisation, la machine comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - chaque secteur de filière présente extérieurement une surface tronconique et le support comporte un siège annulaire de réception de la filière délimitant une surface d'appui des secteurs de profil complémentaire à la surface tronconique extérieure des secteurs, et lesdits moyens de déplace-ment desdits secteurs comportent des moyens de déplacement desdits secteurs par rapport au support suivant l'axe de la filière; - la filière comporte des moyens de sollicitation des secteurs contre le siège de support; - les moyens de déplacement des secteurs par rapport au support comportent un poussoir mobile axialement et agencement à vis-écrou inter- posé entre le support et le poussoir propre à assurer le déplacement axial du poussoir par mise en rotation d'un organe de commande; -elle comporte des moyens de modification de la section minimale dudit passage au cours de l'avancement du volume d'échappement dans la filière en fonction de paramètres caractéristiques de sections successives de l'organe de dépollution; elle comporte un dispositif d'évaluation de la section de l'organe de dépollution et une unité de pilotage propre à exploiter la section évaluée de l'organe de dépollution reliée aux moyens de déplacement des secteurs pour ajuster la section minimale dudit passage en fonction de la section éva- tuée de l'organe de dépollution; - le dispositif d'évaluation comporte au moins un ensemble de relevés comprenant une source lumineuse propre à produire un pinceau lumineux de largeur prédéterminée et un capteur optique disposé en regard de la source lumineuse propre à déterminer la part du pinceau lumineux non transmis depuis la source lumineuse, et un support de retenue de l'organe de dépollution disposé entre la source lumineuse et le capteur, de sorte que le capteur soit partiellement occulté suivant le chemin du pinceau par l'organe de dépollution - le support de retenue de l'organe de dépollution comporte des moyens de mise en rotation de l'organe de dépollution autour de son axe longitudinal par rapport au ou à chaque ensemble de relevés; - le dispositif d'évaluation comporte deux ensembles de relevés dis-posés dans un même plan transversal à l'organe de dépollution, de sorte que les capteurs soient partiellement occultés suivant le chemin des pin- ceaux associés par deux régions distinctes de l'organe de dépollution; - les deux ensembles de relevés sont disposés de sorte que les deux pinceaux lumineux s'étendent généralement parallèlement l'un à l'autre; - le support de retenue de l'organe de dépollution comporte des moyens de déplacement de l'organe de dépollution par rapport aux ensembles de relevés suivant son axe longitudinal; et - le dispositif d'évaluation de la section comporte des moyens pour apposer sur l'organe de dépollution une inscription caractéristique de la section de l'organe de dépollution et l'unité de pilotage comporte des moyens de lecture de ladite inscription pour déterminer la section de l'organe de dépollution.

L'invention a également pour objet un procédé de rétreint d'un volume d'échappement comprenant un organe de dépollution disposé transversalement dans une enveloppe cylindrique comprenant les étapes consistant à : pousser l'organe de dépollution et l'enveloppe pré-assemblés au travers d'une filière annulaire présentant intérieurement un passage de section progressivement décroissante délimité par une surface généralement convergente, caractérisé en ce qu'il comporte: une étape d'évaluation de la section de l'organe de dépollution et une étape d'ajustement de la section minimale dudit passage en fonction de la section évaluée de l'organe de dépollution.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une machine de rétreint d'un volume d'échappement selon l'invention; et - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle du dispositif de rétreint de la machine de la figure 1.

La machine de rétreint 10 illustrée sur la figure 1 est adaptée pour assurer la liaison d'un organe de dépollution 12 tel qu'un substrat de céramique dans une enveloppe cylindrique 14 formée d'un tube métallique.

La machine comporte essentiellement un dispositif de rétreint 16 pour la déformation centripète de l'enveloppe 14 autour de l'organe de dépollution 12, un dispositif 18 d'évaluation de la section d'un organe de dépollution 12, un bras de manutention 20 pour le transfert de l'organe de dépollution du dispositif d'évaluation de la section 18 au dispositif de rétreint 16 et enfin une unité centrale de traitement d'information 22 à laquelle sont reliés le dispositif d'évaluation de la section 18, le bras de manutention 20 et le dispositif de rétreint 16.

Le dispositif de rétreint 16 est représenté seul à plus grande échelle sur la figure 2. Celui-ci comporte essentiellement un bâti 30 supportant une filière annulaire 32 de diamètre réglable et un actionneur de poussée 34 propre à pousser un volume d'échappement pré-assemblé au travers de la filière 32.

Plus précisément, la filière 32 est généralement annulaire d'axe X-X. Elle présente intérieurement un passage 36 de section progressivement décroissante délimité par une surface généralement convergente 38 de l'entrée d'introduction du volume pré-assemblé vers la sortie du volume d'échappement rétreint.

La filière 32 comporte un support 40 et un ensemble de secteurs adjacents 42 répartis suivant la périphérie du passage 36 et formant une couronne. Le support 40 est retenu fixe par rapport au bâti 30 ou y est intégré.

Chaque secteur est mobile au moins radialement par rapport au support 40. En outre, la filière comporte des moyens 44 de déplacement des secteurs 42 par rapport au support 40 pour modifier la section minimale du passage 36.

Plus précisément, le support 40 constitué d'une bague qui délimite intérieurement un siège 46 d'appui des secteurs 42 de la filière. Ce siège est formé par une surface tronconique délimitant un passage dans lequel les secteurs 42 de la filière sont retenus.

Les secteurs 42 sont tous identiques. Ils sont en un nombre compris entre quatre et vingt et de préférence compris entre huit et douze.

Extérieurement, les secteurs de filière comportent une surface généralement tronconique 47 complémentaire à la surface 46 formant siège.

Dans le mode de réalisation envisagé, chaque secteur de filière 42 comporte une base 48 délimitant extérieurement la surface tronconique d'appui sur le siège 46 et un secteur de travail 50 délimitant intérieurement une portion de la surface convergente 38. Chaque secteur de travail 50 est reçu dans un épaulement ménagé sur la base 48. Ainsi, chaque secteur de travail s'appuie axialement et radialement contre la base 48 associée.

Des éléments élastiques 52, interposés entre les secteurs de filière et l'embase 30 assurent un appui des secteurs contre la surface tronconique 5 46 du support formant siège.

Les moyens 42 de déplacement des secteurs de filière 44 comportent une tige d'actionnement 60 appuyée sur les secteurs de filière 42 depuis leur extrémité réduite. Cette tige 60 est reliée à un agencement vis-écrou 62, lié à la tige 60 et au châssis 30, pour assurer un déplacement axial de la tige 60 par mise en rotation d'un organe de commande 64.

Plus précisément, cet agencement vis-écrou 62 comporte une partie fixe 65 délimitant une surface d'appui en forme d'hélice 66 immobilisée axialement et portée par le châssis 30. Une bague complémentaire 68, présentant une surface en hélice complémentaire 69, est appuyée contre la base 66. Cette bague 68 est solidarisée axialement à la tige 60. La bague pré- sente, à sa périphérie, des cannelures permettant son entraînement en rotation par une vis 70 formant l'organe de commande 64. Cet organe de commande est relié à l'unité centrale de traitement d'informations 22 pour sa mise en rotation.

L'actionneur 34 comporte par exemple un vérin hydraulique ou électropneumatique 72 relié pour sa commande à l'unité centrale de traitement d'informations 22. La partie fixe du vérin est reliée au bâti 30 alors que la tige mobile du vérin présente à son extrémité un poussoir 74 dont le diamètre et le profil correspondent sensiblement au profil de l'extrémité du volume d'échappement avant rétreint.

Le dispositif 18 d'évaluation de la section de l'organe de dépollution comporte un bâti 100 et un support 102 pour la retenue de l'organe de dépollution 12. Ce support est solidarisé à un moteur d'entraînement 104 per-mettant la mise en rotation de l'organe de dépollution 12 par rapport au bâti 100 autour de son axe longitudinal X-X sur un angle d'au moins 180 . En outre, un vérin 106 assure le déplacement de l'organe de dépollution 12 par rapport au bâti 100 suivant l'axe X-X de l'organe de dépollution. Le moteur 104 et le vérin 106 sont reliés à l'unité centrale de traitement d'informations 22 pour leur commande.

Dans l'exemple considéré, deux ensembles de relevés des positions du bord de l'organe de dépollution sont disposés au voisinage de l'espace occupé par l'organe de dépollution. Plus précisément, chaque ensemble de relevés comporte une source lumineuse 108 liée au bâti du dispositif et un capteur optique 110 associé également lié au bâti du dispositif.

La source lumineuse 108 est propre à produire un pinceau lumineux de largeur prédéterminée et connu. Ce pinceau a par exemple une section de 0, 01 mm à 1 mm.

Le capteur optique 110 disposé en regard est propre à déterminer la part du pinceau lumineux non transmise depuis la source lumineuse. Le capteur optique est formé par exemple d'une matrice de capteurs de type CCD.

La source lumineuse 108 et le capteur associé 110 sont disposés de part et d'autre de l'organe de dépollution 12 dans une position telle que le capteur 110 soit partiellement occulté suivant le chemin du pinceau lumineux par l'organe de dépollution 12. La source et le capteur sont dans des positions connues par rapport à l'axe X-X de rotation de l'organe de dépollu- tion 12 sous l'action du moteur.

Deux ensembles de relevés sont prévus. Ils sont disposés dans un même plan transversal de l'organe de dépollution en étant répartis de part et d'autre de l'axe de rotation de l'organe de dépollution. Ils sont agencés de préférence de sorte que les pinceaux lumineux soient parallèles.

Les sources lumineuses 108 et les capteurs optiques 110 sont reliés à l'unité centrale de traitement d'informations 22.

La machine de rétreint fonctionne de la manière suivante.

Chaque organe de dépollution 12 devant être monté dans une enveloppe cylindrique 14 pour former un volume d'échappement a d'abord sa section mesurée dans le dispositif d'évaluation 18.

A cet effet, l'organe de dépollution 12 est fixé dans le support 102. Les sources lumineuses 108 sont alors mises en fonctionnement. Le pinceau produit par chaque source est partiellement interrompu par le bord de l'organe de dépollution 12, de sorte que seule une partie des pinceaux lumineux parvient aux capteurs 110.

Les positions des sources lumineuses 108 et des capteurs 110 étant connues les unes par rapport aux autres, l'unité centrale de traitement d'informations 22 détermine, à partir de la partie du pinceau occultée par l'organe de dépollution, le diamètre de celui-ci entre les deux points opposés ayant partiellement occulté le faisceau.

Un ensemble de mesures successives est effectué pour plusieurs positions angulaires de l'organe de dépollution.

A cet effet, l'organe de dépollution est déplacé angulairement par les moyens d'entraînement 104.

Par ailleurs, l'organe de dépollution est avantageusement déplacé axialement de sorte que plusieurs séries de mesures de diamètre sont effectuées pour des sections successives de l'organe de dépollution 12. Ainsi, un ensemble de diamètres de l'organe de dépollution est calculé par l'unité centrale de traitement d'informations 22, un diamètre étant défini pour chaque section successive.

Suivant un premier mode de réalisation, à partir de cet ensemble de valeurs, un diamètre moyen de l'organe de dépollution est calculé. Le diamètre minimal de la filière devant être utilisé est défini par l'unité centrale de traitement d'informations 22 à partir de ce diamètre moyen. Ce diamètre minimal pour la filière correspond au diamètre moyen de l'organe de dépollution auquel sont ajoutées les épaisseurs souhaitées pour la nappe intermédiaire et l'enveloppe cylindrique. A partir de cette valeur, le diamètre minimal de la filière 32 est ajusté par pilotage de l'organe de commande 64.

Pour ce faire, lors de la mise en rotation de l'organe de commande 64, provoque le pivotement de la bague 68 autour de l'axe X-X. En prenant appui sur les surfaces en hélice 66, cette bague se déplace axialement, provoquant le déplacement axial des secteurs de filière 42 au travers de la tige de commande 60. En fonction du sens de déplacement des secteurs de filière, ceux-ci se déplacent radialement dans un sens ou dans l'autre, du fait de leur coopération avec le siège tronconique 46 contre lequel ils sont plaqués sous l'action des moyens élastiques 52.

Après réglage du diamètre minimal de la filière, et comme connu en soi, l'enveloppe cylindrique renfermant l'organe de dépollution entouré par la nappe de maintien est engagée au travers de l'extrémité la plus large de la filière 32 et y est engagée en force par les moyens de poussée 34. Lors du passage de l'enveloppe cylindrique dans la filière, celle-ci subit un rétreint périphérique conduisant à une déformation centripète plastique du métal la constituant.

On conçoit que le diamètre final de l'enveloppe cylindrique étant déterminé en fonction du diamètre de l'organe de dépollution, l'organe de dé- pollution est soumis, lors du rétreint, à une même contrainte quel que soit son diamètre, grâce au réglage du diamètre minimum de la filière.

La présence pour chaque secteur de filière d'une base 48 et d'un secteur de travail 50 permet un remplacement des parties d'usure formées des secteurs de travail 50 sans qu'il soit nécessaire de remplacer les bases 48.

Par ailleurs, en variante, le dispositif de mesure ne comporte qu'un ensemble de relevés 108, 110 et l'organe de dépollution est mesuré soit seulement en un unique point, soit suivant toute sa périphérie en effectuant une rotation de 360 sur lui-même.

En variante, pour un organe de dépollution donné, un diamètre moyen n'est pas calculé à partir de l'ensemble de diamètres de l'organe de dépollution calculés pour plusieurs sections successives de celui-ci.

L'unité centrale 22 de traitement d'informations comporte des moyens pour modifier la section minimale de la filière au cours du déplacement axial de l'enveloppe cylindrique renfermant l'organe de dépollution. Ainsi, lors du sertissage, la section minimale de la filière est modifiée en continu, par pilotage de l'organe de commande 64, en fonction de l'enfoncement de l'enveloppe cylindrique renfermant l'organe de dépollution au travers de la filière, la variation de la section minimale s'effectuant d'une extrémité à l'autre en fonction des sections successives mesurées.

Suivant encore un mode de réalisation, la machine comporte des moyens pour apposer sur l'organe de dépollution une inscription indiquant les dimensions d'une ou plusieurs sections successives de l'organe de dépollution. Par exemple, ces moyens comportent un distributeur d'étiquettes autocollantes permettant l'impression sur ces étiquettes d'un code à barres représentatif des valeurs des sections successives de l'organe d'échappement. L'unité de pilotage 12 de la machine comporte en outre des moyens de lecture d'inscription apposée sur l'organe d'échappement et des moyens pour permettre le réglage de la section minimale du passage délimité par la filière en fonction des marques portées par l'organe de dépollution.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1.- Machine (10) de rétreint d'un volume d'échappement comprenant un organe de dépollution (12) disposé dans une enveloppe cylindrique (14), comportant une filière annulaire (32) présentant intérieurement un passage (36) de section progressivement décroissante délimité par une surface généralement convergente (38) et un actionneur (34) de poussée de l'organe de dépollution (12) et de l'enveloppe (14) au travers du passage (36) de la filière (32), caractérisée en ce que la filière (32) comporte un support (40) et un ensemble de secteurs adjacents (42) répartis suivant la périphérie dudit passage (36), chaque secteur (42) étant mobile par rapport audit support (40) au moins radialement, et en ce que la filière (32) comporte des moyens (44) de déplacement au moins radial desdits secteurs (42) par rapport audit support (40) pour modifier la section minimale dudit passage (36).

2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque secteur de filière (42) présente extérieurement une surface tronconique (47) et le support (40) comporte un siège annulaire (46) de réception de la filière délimitant une surface d'appui des secteurs (42) de profil complémentaire à la surface tronconique extérieure (47) des secteurs (42), et en ce que lesdits moyens (44) de déplacement desdits secteurs comportent des moyens de déplacement desdits secteurs (42) par rapport au support (40) suivant l'axe (X-X) de la filière (32).

3.- Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la filière (32) comporte des moyens (52) de sollicitation des secteurs (42) contre le siège (46) de support (40).

4.- Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens (44) de déplacement des secteurs par rapport au support (40) comportent un poussoir (60) mobile axialement et agencement à vis-écrou (62) interposé entre le support (40) et le poussoir (60) propre à assurer le déplacement axial du poussoir (60) par mise en ro- tation d'un organe de commande (64).

5.- Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (44) de modification de la section minimale dudit passage (36) au cours de l'avancement du volume d'échappement dans la filière en fonction de paramètres caractéristiques de sections successives de l'organe de dépollution.

6.- Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif (18) d'évaluation de la sec- tion de l'organe de dépollution (12) et une unité de pilotage (22) propre à exploiter la section évaluée de l'organe de dépollution reliée aux moyens (44) de déplacement des secteurs pour ajuster la section minimale dudit passage (36) en fonction de la section évaluée de l'organe de dépollution (12).

7.- Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif d'évaluation (18) comporte au moins un ensemble de relevés comprenant une source lumineuse (108) propre à produire un pinceau lumineux de largeur prédéterminée et un capteur optique (110) disposé en regard de la source lumineuse (108) propre à déterminer la part du pinceau lumineux non transmis depuis la source lumineuse (108), et un support (102) de retenue de l'organe de dépollution (12) disposé entre la source lumineuse (108) et le capteur (110), de sorte que le capteur (108) soit partiellement occulté suivant le chemin du pinceau par l'organe de dépollution (12).

8.- Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que le sup- port (102) de retenue de l'organe de dépollution comporte des moyens (104) de mise en rotation de l'organe de dépollution (12) autour de son axe longitudinal par rapport au ou à chaque ensemble de relevés (108, 110).

9.- Machine selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le dispositif d'évaluation (18) comporte deux ensembles de relevés disposés dans un même plan transversal à l'organe de dépollution (12), de sorte que les capteurs soient partiellement occultés suivant le chemin des pinceaux associés par deux régions distinctes de l'organe de dépollution (12).

10.- Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que les deux ensembles de relevés (108, 110) sont disposés de sorte que les deux pinceaux lumineux s'étendent généralement parallèlement l'un à l'autre.

11.- Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que le support (102) de retenue de l'organe de dépollution comporte des moyens (106) de déplacement de l'organe de dépollution (12) par rapport aux ensembles de relevés (108, 110) suivant son axe longitudinal.

12.- Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisée en ce que le dispositif d'évaluation (18) de la section comporte des moyens pour apposer sur l'organe de dépollution (12) une inscription caractéristique de la section de l'organe de dépollution (12) et l'unité de pilotage (22) comporte des moyens de lecture de ladite inscription pour déterminer la section de l'organe de dépollution (12).

13.- Procédé de rétreint d'un volume d'échappement comprenant un organe de dépollution (12) disposé transversalement dans une enveloppe cylindrique (14) comprenant les étapes consistant à : - pousser l'organe de dépollution (12) et l'enveloppe (14) pré-assemblés au travers d'une filière annulaire (32) présentant intérieurement un passage (36) de section progressivement décroissante délimité par une surface généralement convergente (38), caractérisé en ce qu'il comporte: une étape d'évaluation de la section de l'organe de dépollution (12) et une étape d'ajustement de la section minimale dudit passage (36) en fonction de la section évaluée de l'organe de dépollution (12).