FR3069455A1 - Procede de marquage d’une laize par utilisation d’ultrasons - Google Patents

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Abstract

Procédé de marquage d'un média filtrant (1) destiné à être utilisé dans un filtre à air, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - insertion d'un média filtrant (1) comportant des fibres fusibles entre au moins une sonotrode (3) et au moins un tambour (4) pourvu d'au moins une barrette de marquage (2); - rotation d'au moins un tambour (4) afin de positionner la au moins une barrette de marquage (2) en face de la sonotrode (3) correspondante; - création d'un marquage sur le média filtrant (1) par émission d'ultrasons depuis la sonotrode (3) correspondante.

Description

L'invention concerne le domaine des filtres à air des véhicules et plus particulièrement les dispositifs permettant la réalisation d'un filtre à air de véhicule.
Un véhicule muni d'un moteur thermique comprend un filtre à air positionné en amont de l'admission d'un flux d'air dans le moteur.
Traditionnellement, un filtre à air se compose d'une structure externe dans laquelle un volume d'air sale est séparé d'un volume d'air filtré par un élément filtrant constitué par une bande de média poreux, appelé média filtrant par la suite. Lors du fonctionnement du filtre à air, le flux d'air à filtrer est introduit dans le filtre au niveau du volume d'air sale puis le flux d'air à filtrer traverse le média filtrant pour s'échapper par le volume d'air filtré, dit air propre. Les impuretés sont ainsi retenues sur la surface du média filtrant.
Le filtre à air est un dispositif poreux à travers lequel un flux d'air sale passe afin de filtrer des particules solides indésirables à un fonctionnement optimal du moteur. Généralement, les particules indésirables sont des poussières, des insectes ou des particules de sable.
Le média filtrant comporte d'une part des marquages dits « étendus », c'est à dire sensiblement rectilignes, permettant de plisser en accordéon le média filtrant de manière à former une succession de plis, de hauteur identique ou variable. Le marquage étendu permet de former une arête qui relie deux plis. La hauteur des plis, déterminée par la distance entre deux marquages étendus, est fonction du type de filtre à réaliser. Le marquage étendu peut présenter un replat, nommée pleat lock. Si un pleat lock est réalisé sensiblement au milieu du marquage étendu, son rôle est de maintenir un écart entre les plis de l'élément filtrant. Si le pleat lock est positionné sur les extrémités du marquage étendu, son rôle est de permettre la mise en place d'un cordon de colle afin de garantir l'étanchéité latérale de l'élément filtrant.
D'autre part, le média filtrant peut comporter des marquages dits « localisés » formant, d'un côté du pli, une bosse et de l'autre côté un creux, on parle alors d'embossage. Lorsque le média filtrant est plissé, les bosses de deux plis consécutifs viennent en contact l'une de l'autre, mettant, ainsi les creux de deux autres plis consécutifs en regard l'un de l'autre. L'embossage permet de maintenir un espacement entre les plis.
Une laize est une largeur de bande de média poreux donnée pour un média filtrant. La largeur définit deux bords qui sont les extrémités latérales de la bande de média poreux.
La laize, la porosité et l'épaisseur du média filtrant, ainsi que la hauteur des plis sont des paramètres permettant d'obtenir des éléments filtrants de caractéristiques différentes.
Actuellement, l'embossage et le plissage du média filtrant sont réalisés par un outil rotatif appelé cassette de plissage. Dans une cassette de plissage, un premier rouleau d'embossage coopère par complémentarité de forme avec un second rouleau d'embossage afin de créer les marquages localisés sur le média filtrant introduit entre les deux rouleaux d'embossage. La cassette de plissage comprend également un premier rouleau de plissage et un second rouleau de plissage permettant de créer les marquages étendus sur le média filtrant introduit entre les deux rouleaux de plissage.
Deux vis sans fin positionnées une de chaque côté des extrémités latérales de la nappe de média poreux et en aval de la cassette de plissage permet de mettre en forme le média filtrant, c'est-à-dire de le plier sur lui-même suivant les marquages étendus.
Une cassette est conçue pour un type de laize et pour une hauteur de pli. L'inconvénient de l'utilisation d'une cassette est de ne pas être adaptable à plusieurs types de laizes ou à plusieurs dimensions d'éléments filtrants à réaliser.
L'invention a pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients précités en proposant un procédé de marquage d'un média filtrant destiné à être utilisé dans un filtre à air, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- insertion d'un média filtrant laize comportant des fibres fusibles entre au moins une sonotrode correspondant à au moins un tambour pourvu d'au moins une barrette de marquage;
- rotation d'au moins un tambour afin de positionner la au moins une barrette de marquage en face de la sonotrode correspondante;
- création d'un marquage sur le média filtrant par émission d'ultrasons depuis la sonotrode correspondante.
Le procédé selon l'invention utilise la fusion partielle de certaines fibres du média filtrant par ultrasons pour réaliser le marquage du média filtrant. Lorsque la barrette de marquage d'un tambour est positionnée par rotation face à la sonotrode correspondante, la sonotrode induit une vibration ultrasonore sur le média filtrant. La barrette de marquage, placée sous le média filtrant, permet de créer le marquage de du média filtrant. La création d'un marquage étendu pour les arêtes des plis nécessite l'utilisation d'une barrette de marquage étendu tandis que la création d'un marquage localisé nécessite l'utilisation d'une barrette de marquage localisé.
Ainsi, le procédé de création des marquages étendus et localisés du média filtrant est facilement adaptable à différents types du média filtrant à réaliser. En effet, l'adaptation du procédé à des médias filtrants ayant des épaisseurs, ou des matières différentes nécessite un réglage électronique du procédé sans remplacement de la cassette complète.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé de marquage comprend en outre une étape de défilement d'un média filtrant entre l'au moins une sonotrode et l'au moins un tambour.
Ainsi, plusieurs marquages peuvent être réalisés à plusieurs endroits du média filtrant. L'écartement entre deux marquages étendus définit la hauteur des plis de l'élément filtrant.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé de marquage comprend en outre une étape de réglage de la vitesse de rotation de l'au moins un tambour.
La vitesse de défilement relative du média filtrant par rapport à la vitesse de rotation du tambour permet de régler l'espacement entre les marquages. Ainsi, la modification de la hauteur des plis se réalise par un réglage électronique sans modification d'élément mécanique.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé de marquage comprend en outre une étape de réglage de la vitesse de défilement du média filtrant.
La vitesse de défilement relative du média filtrant par rapport à la vitesse de rotation du tambour permet de régler l'espacement entre les marquages. Les caractéristiques du média filtrant peuvent induire des contraintes sur la plage des vitesses de défilement admissibles du média filtrant.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une sonotrode émet des ultrasons de manière continue.
Ainsi, il n'y a pas de temps d'attente lors de la mise en fonctionnement de la sonotrode. La fusion du média filtrant est réalisée par la sonotrode dès que le média filtrant est compris entre la sonotrode et la barrette de marquage.
L'invention porte également sur un dispositif de marquage mis en œuvre dans le procédé selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une sonotrode et au moins un tambour pourvu d'au moins une barrette de marquage.
Ainsi le marquage du média filtrant utilise la technologie des ultrasons. Le tambour permet de mettre la barrette de marquage en face de la sonotrode.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une barrette de marquage est réalisée en acier, généralement en acier à outils.
Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif comprend quatre tambours pourvus d'une pluralité de barrettes de marquage.
Selon une caractéristique de l'invention, un premier tambour est pourvu d'au moins une barrette de marquage étendu d'un premier type, un second tambour est pourvu d'au moins une barrette de marquage étendu d'un second type, un troisième tambour est pourvu d'au moins une barrette de marquage localisé d'un premier type et un quatrième tambour est pourvu d'au moins une barrette de marquage localisé d'un second type.
La barrette de marquage étendu du premier type permet la réalisation d'un marquage destiné à former une arête sur une première face du média filtrant.
La barrette de marquage étendu du second type permet la réalisation d'un marquage destiné à former une arête sur une seconde face du média filtrant.
La barrette de marquage localisé du premier type permet la réalisation d'un marquage destiné à former une bosse sur ladite première face du média filtrant.
La barrette de marquage localisé du second type permet la réalisation d'un marquage destiné à former une bosse sur ladite seconde face du média filtrant.
Ainsi, chaque barrette de marquage permet la réalisation d'un marquage étendu ou localisé, sur la première face du média filtrant (face supérieure) ou sur la seconde face du média filtrant (face inférieure).
Ainsi, chaque tambour peut comporter des barrettes de marquage étendu ou de marquage localisé différentes.
Selon une caractéristique de l'invention, chaque tambour comprend au moins un logement destiné à recevoir une barrette de marquage.
Ainsi selon le marquage que l'on souhaite réaliser, la barrette de marquage adaptée est insérée dans le logement du tambour. Le choix de la barrette de marquage peut être réalisé après la fabrication du tambour.
Selon une caractéristique de l'invention, chaque tambour comprend une pluralité de logements destinés à recevoir une pluralité de barrettes de marquage.
Selon une caractéristique de l'invention, les logements sont régulièrement disposés sur le tambour.
Selon une caractéristique de l'invention, les logements sont répartis sur le tambour de façon variable.
Selon une caractéristique de l'invention, une barrette de marquage est fixée dans un logement par au moins un moyen de fixation amovible.
Ainsi il est possible de remplacer la barrette de marquage par une autre barrette de marquage sans remplacement du tambour.
Selon une caractéristique de l'invention, le logement est parallèle à l'axe du tambour.
Ainsi le logement s'étend le long de la surface du tambour et peut facilement accueillir une barrette de marquage.
Selon une caractéristique de l'invention, la vitesse de rotation de l'au moins un tambour est réglable.
Ainsi la fréquence de mise en regard de la sonotrode et de la barrette de marquage est réglable.
Selon une caractéristique de l'invention, la vitesse de rotation du tambour est variable.
Selon une caractéristique de l'invention, une face de l'au moins une sonotrode en regard du tambour correspondant a une forme complémentaire d'une face en regard de la sonotrode de l'au moins une barrette de marquage.
En effet, comme le marquage du média filtrant est réalisé lorsque celui-ci est à faible distance de la sonotrode correspondante, la distance entre le média filtrant est la sonotrode doit être constant. Ainsi, pour réaliser des marquages dont les dimensions transversales à l'axe dans lequel s'étend la barrette de marquage sont importantes par rapport au diamètre du tambour, la sonotrode et la barrette de marquage doivent avoir une forme complémentaire.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un ou plusieurs modes de réalisation selon la présente invention, donnée à titre d'exemples non limitatifs et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation d'un média filtrant plissé ;
- la figure 2 est une représentation de deux barrettes de marquage étendu selon l'invention ;
- la figure 3 est une représentation en perspective d'un dispositif selon l'invention ;
- la figure 4 est une représentation schématique d'un procédé selon l'invention ;
- la figure 5 est une vue à plus grande échelle des barrettes de deux tambours du procédé de la figure 4.
Un média filtrant 1, tel qu'utilisé dans un élément filtrant, et comme représenté en figure 1, est une bande de média poreux de faible épaisseur, présentant deux bords colinéaires 15. La distance entre les deux bords 15 définit la laize du média filtrant. Le média filtrant 1 présente des marquages étendus 11 et des marquages localisés 12.
Les marquages étendus 11 sont des empreintes qui ont une forme sensiblement rectiligne et qui s'étendent entre les deux bords 15 du média filtrant 1. Ils formeront les arêtes des plis 16 lorsque le média filtrant 1 sera plié sur lui-même. Les marquages étendus 11 sont positionnés sensiblement orthogonalement aux bords 15 de la laize. La distance entre deux marquages étendus 11 consécutifs définit la hauteur des plis 16 du média filtrant 1. Sur la figure 1, les marquages étendus 11 présentent des empreintes formant des replats nommés « pleat lock » 13,14.
Le média filtrant 1 selon la figure 1 présente une pluralité de marquages localisés 12 entre deux marquages étendus 11. Les marquages localisés 12 ont une forme en relief sensiblement rectangulaire.
La figure 2 représente deux barrettes de marquage 2 selon l'invention. Chacune des barrettes de marquage 2 permet de réaliser un marquage étendu 11. Les barrettes de marquage 2 comportent sur une face un dessin complémentaire de l'empreinte qui se formera sur le média filtrant 1. Les dessins sont d'une part, une nervure centrale 22 qui formera les empreintes des marquages étendus 11 du média filtrant 1, et d'autre part, un insert oblong 21 positionné sensiblement au centre de l'une des barrettes et au bord de l'autre barrette. Les inserts oblongs 21 formeront les pleat lock 13,14 du média filtrant 1.
La figure 3 est une représentation en perspective d'un dispositif 100 selon l'invention. Le dispositif 100 comprend un tambour 4 et une sonotrode 3.
La sonotrode 3 est une pièce métallique qui émet des ultrasons dont la longueur est sensiblement égale à la longueur du tambour 4 suivant son axe.
Le tambour 4 est un cylindre de révolution, comprenant une surface cylindrique et deux faces perpendiculaires à la surface, et dont l'axe s'étend parallèlement à la longueur de la sonotrode 3. Ainsi, le tambour 4 et la sonotrode 3 sont en regard l'un de l'autre. Le tambour 4 comprend, en figure 3, à sa surface cylindrique huit barrettes de marquage 2 insérées dans huit logements 41 régulièrement espacés. Le nombre de barrettes de marquage et le nombre de logements peuvent varier entre un et huit. La forme des logements 41 est complémentaire de la forme des barrettes de marquage 2. La forme des logements 41 est conçue pour permettre une insertion des barrettes de marquage 2 depuis l'une des faces du cylindre et une retenue de celles-ci lorsque le tambour 4 est en rotation. Les logements 41 peuvent avoir, par exemple, une forme présentant une rainure en
Té ou une rainure en queue d'aronde. Dans la figure 3, les logements 41 ont une forme triangulaire. Les logements affleurent à la surface cylindrique.
En figure 3, une barrette de marquage 2 comprend une partie triangulaire 23 et une partie parallélépipédique 24. Les barrettes de marquage sont généralement de section rectangulaire. La partie triangulaire 23 est insérée dans un des logements 41 du tambour 4. La nervure centrale 22, comme représentée en figure 2, ou l'insert oblong 21 forme une saillie par rapport à la surface du tambour 4. La partie parallélépipédique 24 comporte, sur une face en regard de la sonotrode 3, un dessin complémentaire de l'empreinte qui se formera sur le média filtrant 1. Ce dessin complémentaire est en saillie du tambour.
Sur la figure 3, le média filtrant 1 est inséré entre la sonotrode 3 et le tambour 4. Le média filtrant 1 défile de manière à créer en aval du tambour, dans le sens de défilement de la laize, des marquages étendus 11. Le tambour 4 est en rotation de manière à régulièrement placer une barrette de marquage 2 en regard de la sonotrode 3.
Lorsqu'une barrette de marquage 2 du tambour 4 est positionnée en regard de la sonotrode 3, le média filtrant 1 est sensiblement au contact de la sonotrode 3. La sonotrode 3 émet des ultrasons dans le média filtrant 1 qui chauffent et fondent localement des fibres fusibles du média filtrant 1. Un marquage 11 apparaît alors sur le média filtrant 1.
Lorsqu'aucune barrette de marquage 2 n'est en regard de la sonotrode 3, le média filtrant 1 en regard de la sonotrode 3 est au contact de la surface du tambour
4. Ainsi, le média filtrant 1 est trop éloigné de la sonotrode 3 pour que les ultrasons puissent fondre le média filtrant 1.
Le média filtrant 1 est marqué lorsqu'une barrette de marquage 2 est placée en regard de la sonotrode 3.
La figure 4 représente en coupe un procédé selon l'invention. Ledit procédé met en œuvre un dispositif de marquage 200 comprenant un média filtrant 1, quatre tambours 4 et quatre sonotrodes 3 correspondantes, ainsi que deux galets d'entraînements 6 et un dispositif de mise en place d'un cordon de colle 5. Le média filtrant 1 est inséré entre chacun des couples tambours 4 - sonotrode 3. Chaque tambour comporte deux barrettes de marquage 2 placées en opposition à la surface de chacun des tambours 4.
Le média filtrant 1 est marqué par chacun des tambours 4 d'un marquage.
Le média filtrant 1 est mis en mouvement au moyen de galets d'entraînements 6. Sur la représentation de la figure 4, le média filtrant 1 est déroulé de la droite vers la gauche.
Le premier tambour 4, dans le sens de défilement du média filtrant, comporte des barrettes de marquage 2 étendu permettant la réalisation de deux pleat lock à chacune des extrémités desdites barrettes de marquage 2.
Le deuxième tambour 4, dans le sens de défilement du média filtrant, comporte des barrettes de marquage 2 étendu permettant la réalisation de deux pleat lock sensiblement à un quart et à trois quarts de l'une des extrémités desdites barrettes de marquage 2.
Les premier et deuxième tambours 4 réalisent des marquages du média filtrant 1 qui deviendront des arrêtes 11 de plissage d'un élément filtrant 1000.
Les premier et deuxième tambours 4 sont représentés en plus grande échelle sur la figure 5.
Les troisième et quatrième tambours 4, dans le sens de défilement du média filtrant, réalisent des marquages localisés du média filtrant 1 entre les marquages étendu 11 réalisés par les premier et deuxième tambours 4.
Le troisième tambour 4 réalise un marquage localisé 12 formant une bosse sur une face du média filtrant 1. Le quatrième tambour 4 réalise un marquage localisé 12 formant un creux sur ladite face du média filtrant 1.
Les barrettes de marquage 2 des troisième et quatrième tambours 4 ont un profil convexe faisant saillie de la surface des troisième et quatrième tambours 4. Afin de réaliser un marquage homogène du média filtrant 1, les sonotrodes 3 correspondantes aux troisième et quatrième tambours 4 ont une forme complémentaire concave.
Ensuite, le média filtrant 1 reçoit un cordon de colle déposé par le dispositif de mise en place du cordon de colle 5.
Enfin, le média filtrant est plissé de manière à former l'élément filtrant 1000.
Le dispositif de marquage 200 est réglable de manière à faire varier la vitesse de rotation des tambours 4, ou la vitesse de défilement du média filtrant 1. Il est ainsi possible de créer plusieurs types d'élément filtrant 1000 avec le même dispositif de marquage 200.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (11)

1. Procédé de marquage d'un média filtrant (1) destiné à être utilisé dans un filtre à air, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- insertion d'un média filtrant (1) comportant des fibres fusibles entre au moins une sonotrode (3) correspondant à au moins un tambour (4) pourvu d'au moins une barrette de marquage (2);
- rotation d'au moins un tambour (4) afin de positionner la au moins une barrette de marquage (2) en face de la sonotrode (3) correspondante;
- création d'un marquage sur le média filtrant (1) par émission d'ultrasons depuis la sonotrode (3) correspondante.
2. Procédé de marquage selon la revendication 1, comprenant en outre une étape de défilement d'un média filtrant (1) entre l'au moins une sonotrode (3) et l'au moins un tambour (4).
3. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape de réglage de la vitesse de rotation de l'au moins un tambour (4).
4. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape de réglage de la vitesse de défilement du média filtrant (1).
5. Procédé de marquage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins une sonotrode (3) émet des ultrasons de manière continue.
6. Dispositif de marquage (100, 200) mis en œuvre dans le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une sonotrode (3) et au moins un tambour (4) pourvu d'au moins une barrette de marquage (2).
7. Dispositif de marquage (100, 200) selon la revendication 6, dans lequel chaque tambour (4) comprend au moins un logement (41) destiné à recevoir une barrette de marquage (2).
8. Dispositif de marquage (100, 200) selon la revendication 7, dans lequel une barrette de marquage (2) est fixée dans un logement (41) par au moins un moyen de fixation amovible.
9. Dispositif de marquage (100, 200) selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel le logement (41) est parallèle à l'axe de rotation du tambour (4).
10. Dispositif de marquage (100, 200) selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel la vitesse de rotation de l'au moins un tambour (4) est réglable.
11. Dispositif de marquage (100, 200) selon l'une quelconque des 5 revendications 6 à 10, dans lequel une face de l'au moins une sonotrode (3) en regard du tambour (4) correspondant a une forme complémentaire d'une face en regard de la sonotrode (3) de l'au moins une barrette de marquage (2).
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