Brevet FR2846580A1 — publié le 20040507

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une enveloppe de silencieux ou de catalyseur, laquelle comporte à l'une au moins de ses extrémités au moins un embout de raccordement présentant une section plus faible que ladite 5 enveloppe et permettant l'intégration de cette dernière dans une ligne d'échappement de véhicule automobile. La présente invention trouvera par conséquent son application dans le domaine de la fabrication par formage d'un tube, destiné à une utilisation dans le secteur automobile, en 10 particulier pour servir d'enveloppe extérieure d'un silencieux ou d'un convertisseur catalytique entrant dans la composition d'une ligne d'échappement. Il est connu de concevoir de telles enveloppes tubulaires, se terminant à leurs extrémités par un cône d'entrée et un cône 15 de sortie débouchant au travers d'un tronçon de tube de diamètre réduit, soit par un procédé de mécano-soudure, soit par fluotournage. Dans le premier cas, cette enveloppe résulte, par exemple, de l'emboutissage de deux demi-coquilles que l'on vient 20 assembler par soudure à hauteur d'un plan de joint, ou de la soudure de deux cônes sur les extrémités d'un tronçon de tube. La solution du fluotournage conduit, non seulement, à des produits d'un cot de revient inférieur, car nécessitant un temps de fabrication moindre, mais, en outre, plus résistants. Tout particulièrement, il est connu par le document EP-A0.916.428 un tel procédé et appareil pour le fluotournage d'enveloppes cylindriques destinées à la conception d'un silencieux ou d'un convertisseur catalytique. A ce propos, si, par fluotournage, il est courant d'agir 30 sur la section de la pièce de sorte que celle-ci présente des parties de diamètre plus ou moins important, la pièce finalement obtenue conserve, généralement, sa symétrie par rapport à son axe initial. Or, justement, dans ce domaine des enveloppes de 35 silencieux ou de catalyseurs et en raison des contraintes d'implantation d'une ligne d'échappement sur un véhicule automobile, l'embout de raccordement au niveau du cône d'entrée ou celui du cône de sortie doit, très fréquemment, présenter une orientation différente par rapport à celle de l'axe de l'enveloppe. Dans ce document EP-A-0.916.428 le procédé et l'appareillage décrits ont pour but, précisément, d'obtenir de telles enveloppes répondant aux contraintes ci-dessus. En particulier, lors de l'opération de fluotournage il est prévu de conférer à l'enveloppe, par l'intermédiaire de 10 premiers moyens d'entraînement, un mouvement de translation essentiellement dans une direction perpendiculaire à l'axe de cette enveloppe pour, au travers de l'outil de fluotournage, venir décaler et excentrer l'embout débouchant d'un tel cône d'entrée ou de sortie. La solution décrite dans ce document antérieur permet encore de conférer à cette enveloppe un mouvement de rotation autour d'un axe qui lui est perpendiculaire pour donner à cet embout débouchant une orientation différente, en sorte que son axe ne soit plus parallèle à l'axe de l'enveloppe. L'axe de pivotement conféré à l'enveloppe est déterminé en fonction du résultat recherché. Cependant, il se trouve que malgré de multiples mobilités relatives de l'enveloppe par rapport à l'outil de fluotournage, il n'est pas possible d'obtenir une enveloppe de silencieux ou 25 encore de catalyseur qui puisse convenir à toutes les situations d'implantation d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile. En particulier, si l'on considère que l'axe de cette enveloppe se situe dans un plan horizontal, après déformation 30 l'axe de l'embout de raccordement d'un cône d'entrée ou d'un cône de sortie se situe nécessairement lui même dans un plan horizontal parallèle. En soime, cet axe dudit embout de raccordement ne peut être sécant au plan horizontal de l'axe de l'enveloppe. Ainsi, bien que présentant des avantages certains par rapport à la mécanosoudure, le procédé de fluotournage ne permet pas d'obtenir un embout de raccordement dont l'axe présente avec l'axe général du tube dont il est issu, un angle supérieur à 300. La présente invention se veut à même d'apporter une 5 solution à ce problème, en particulier aux difficultés que l'on peut rencontrer au travers des solutions actuellement connues pour orienter, convenablement, l'embout débouchant d'un cône d'entrée ou de sortie dans toutes les directions par rapport à l'axe de l'enveloppe. Ainsi, au travers de la présente invention, l'on est en mesure de satisfaire à un nombre plus important de situations particulières rencontrées dans le cadre de la conception d'enveloppes de silencieux ou de convertisseurs catalytiques. De ce fait l'invention permet également de réduire, 15 davantage encore, les fabrications mécano-soudées qui, comme cela a été exposé plus haut, n'apportent pas satisfaction pour diverses raisons. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une enveloppe de silencieux ou catalyseur 20 comportant à l'une au moins de ses extrémités au moins un embout de raccordement de section plus faible pour son intégration dans une ligne d'échappement de véhicule automobile, caractérisé par le fait que, partant d'un tube, plus particulièrement de forme cylindrique, on referme ce 25 dernier à ladite extrémité, notamment par fluotournage ou par emboutissage profond, et on réalise, par perforation et étirage, ledit embout de raccordement au niveau ou au voisinage de cette extrémité refermée dudit tube. Selon une première possibilité de mise en oeuvre dudit 30 procédé, après fermeture d'une extrémité du tube et réalisation de l'embout de raccordement, l'on peut refermer, par fluotournage ou autre, l'autre extrémité dudit tube, le cas échéant après introduction d'un corps de catalyseur ou des composants d'un silencieux, et on peut réaliser, par 35 perforation et étirage, au moins un autre embout de raccordement au niveau de cette autre extrémité refermée dudit tube. Selon une caractéristique du présent procédé, l'on réalise ledit étirage en procédant depuis l'intérieur dudit tube. Selon un autre mode de mise en oeuvre, l'on réalise ledit étirage en procédant depuis l'extérieur dudit tube. Par ailleurs, le présent procédé se caractérise également en ce que pour la fermeture de l'une au moins des extrémités 10 dudit tube l'on procède par fluotournage. Avantageusement, cette opération de fluotournage est réalisée à chaud. A ce propos, si l'on peut chauffer au moyen d'un brleur à f lamme, cette opération de fluotournage est réalisée, préférentiellement, en chauffant par induction. Selon une caractéristique additionnelle, l'opération d'étirage est réalisée à l'aide d'un mandrin rotatif expansible introduit dans ledit tube après perforation. Selon une autre caractéristique, ledit procédé prévoit encore qu'à l'autre extrémité dudit tube, l'on réalise par 20 fluotournage un cône débouchant au travers d'un embout de raccordement de section plus faible. Il est également envisageable, selon une caractéristique supplémentaire de rapporter par soudure, au niveau de l'autre extrémité dudit tube, un cône muni d'un embout de raccordement. 25 Ainsi, grâce à la présente invention, permettant de former un embout de raccordement dont l'axe présente avec l'axe du tube un angle de valeur non limitée, il est possible d'adapter son orientation par rapport aux contraintes rencontrées, et de concevoir des enveloppes de catalyseurs ou 30 silencieux pour véhicules automobiles aptes à s'intégrer parfaitement dans une ligne d'échappement, sans nécessiter le recours à un procédé de mécano soudure, comme c'est le cas actuellement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la 35 description qui va suivre, se rapportant à des exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée au vu des figures jointes en annexe dans lesquelles: - la figure 1 correspond à une vue schématique en perspective d'une enveloppe de silencieux ou catalyseur telle qu'obtenue par la mise en oeuvre du présent procédé, les figures 2 à 5 représentent différents modes de mise en oeuvre des étapes successives du présent procédé. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'enveloppes 1 pour catalyseurs ou silencieux de véhicules 10 automobiles, grâce auquel il est possible de former des embouts de raccordement partant dans la direction adéquate pour une parfaite intégration dans une ligne d'échappement, sans qu'il n'y ait de limitations de conformations comme c'est généralement le cas avec les procédés classiques. Ainsi, le présent procédé prévoit de manière particulièrement avantageuse, de refermer, dans un premier temps, par fluotournage ou par emboutissage profond, comme cela a été décrit, par exemple, dans le document DE-197 34 198, une première extrémité 2 d'un tube 3 présentant une section, par 20 exemple de forme cylindrique. Par ce biais, il peut être conféré à cette extrémité 2 de ce tube 3 une forme variable. En particulier, elle peut être définie de forme sensiblement ovode 4, comme illustré dans les figures des dessins, tout comme elle peut présenter une section droite à la manière d'un 25 flasque. Selon une caractéristique du présent procédé, il est prévu, en cas de fluotournage, de mener à bien cette opération à chaud, d'une part, afin d'éviter de détériorer le tube 3 sous l'effet des contraintes qu'implique cette étape et, d'autre 30 part, pour obtenir une fermeture complète et hermétique de l'extrémité 2 du tube 3 par soudure grâce à l'énergie thermique apportée. A cet effet, le procédé prévoit de chauffer cette extrémité 2, de préférence, par induction. Cependant tout autre 35 moyen de chauffage, en particulier un brleur à flamme, peut également convenir. L'on remarquera qu'après fermeture de cette extrémité 2 du tube 3, il peut être introduit dans ce dernier, depuis l'autre extrémité 5 et avant l'engagement d'un corps de catalyseur 6, un cône de doublure 7, comme cela a été 5 représenté schématiquement dans la figure 3. Il est possible, ainsi, de définir une isolation thermique à lame d'air 8 à ladite extrémité 2 de ce tube 3. Dans un second temps, on réalise, à l'aide d'un outil 9, 9A adéquat, une perforation au voisinage de cette extrémité 2, 10 à l'emplacement sur lequel l'on souhaite former un embout de raccordement, étant précisé que cette extrémité 2 du tube 3 peut, si nécessaire, recevoir plusieurs embouts de raccordement. Ceci peut être le cas, par exemple, pour un catalyseur destiné à être placé juste en aval d'un collecteur 15 de moteur. L'ouverture 10, ainsi réalisée et traversant, le cas échéant, le cône de doublure 7, est ensuite étirée jusqu'à l'obtention d'un embout de raccordement 11 présentant une forme, des dimensions et une orientation parfaitement adaptées 20 à son intégration dans la ligne d'échappement considérée. En procédant de la sorte, il est particulièrement aisé de réaliser un embout de raccordement 11 dont l'axe Y forme avec l'axe X du tube 3 un angle a de grandeur non limitée, et pouvant tout à fait présenter plus de 300. Pour obtenir un angle a donné, il suffit en fait de perforer ladite extrémité 2, en l'occurrence dans le cadre du mode de réalisation illustré la zone ovode 4 ou son voisinage, à l'emplacement correspondant, avant d'étirer l'ouverture 10 ainsi réalisée. Il est bien entendu possible de façonner un embout de raccordement 12 au niveau de l'autre extrémité 5 du tube 3, après avoir cependant introduit, à l'intérieur de l'enveloppe 1, le corps de catalyseur 6 ou les composants complémentaires, tels que chicanes ou autres, du silencieux. Ce second embout de raccordement 12 peut être réalisé de la même manière que le premier, en refermant d'abord, notamment par f luotournage, ladite autre extrémité 5 du tube 3, puis en étirant une ouverture 10 perforée préalablement à l'endroit approprié, de sorte à obtenir l'orientation souhaitée. Ledit procédé peut être mis en oeuvre de différentes manières pour obtenir de tels résultats. En particulier pour perforer le tube 3 à l'une de ses extrémités 2, 5 fermées ou au voisinage de ces dernières, l'on peut procéder par poinçonnage comme visible dans la figure 2. L'outil 9, un poinçon 13 en l'occurrence, agit depuis 10 l'extérieur en coopération avec un contre poinçon 14 introduit préalablement dans le tube 3, depuis l'autre extrémité 5, 2 restée ouverte. L'on peut encorE imaginer agir depuis l'intérieur au moyen du poinçon, le contre poinçon prenant position dans ce cas du côté externe du tube 1. Pour réaliser l'ouverture 10, l'on peut également utiliser un outil 9A de perforation tournant, en particulier un foret comme cela a été représenté dans la figure 3. L'ouverture 10 conçue par poinçonnage ou à l'aide d'un foret comporte, à ce stade du procédé, une section inférieure à 20 celle de l'embout de raccordement 11, 12 que l'on cherche finalement à réaliser. Quant à l'étape d'étirage de cette ouverture 10, il peut, là encore, être procédé de différentes manière comme visible dans les figures 4 et 5. En particulier, on peut agir depuis l'intérieur du tube 3 à l'aide d'un outil 15, notamment un poinçon 16, de section supérieure à celle de l'ouverture 10. Extérieurement et aux abords de cette dernière prend position, tout conne précédemment, un contre poinçon 17, sous forme d'une matrice. 30 Ainsi, on vient étirer et repousser simultanément la matière métallique vers l'extérieur du tube 3, pour former un embout de raccordement 11, ou 12 de diamètre désiré. Par ailleurs, il est également envisageable de procéder à cet étirage depuis l'extérieur dudit tube 3, comme schématisé à la figure 5, pour 35 obtenir un résultat tout à fait comparable. Dans ce cas, l'outil 15A pour réaliser cette opération d'étirage est préférentiellement défini par un mandrin rotatif expansible 18 introduit à l'intérieur du tube 3 au travers de cette ouverture déjà perforée dans une extrémité 2, 5 refermée du tube 3. Ce mandrin 18 permet, finalement, de déformer le métal 5 pour créer un embout de raccordement 11, 12 de forme, de dimension, et d'orientation en accord avec les contraintes d'implantations identifiées initialement. Bien entendu, le présent procédé n'exclut cependant pas de recourir, pour la conception de l'un au moins des embouts de 10 raccordement 11, 12 aux méthodes et aux outils traditionnels. Ainsi, il est tout à fait envisageable de réaliser, à une première extrémité 2 du tube 3, un embout de raccordement 11, 12 conformément aux étapes que l'on vient de décrire, et de poursuivre ensuite au niveau de la deuxième extrémité 5, non 15 encore modifiée, pour réaliser, par exemple par fluotournage un cône débouchant au travers d'un embout de raccordement de section plus faible. Dans le même esprit, il est encore possible de rapporter, par soudure, sur cette deuxième extrémité 5, un cône muni d'un 20 embout de raccordement. Il est donc clair de ce qui précède que le présent procédé permet de manière très simple, de résoudre les différents inconvénients décrits précédemment, et d'élargir considérablement la gamme d'enveloppes pour catalyseur ou 25 silencieux, réalisées par fluotournage, et destinées à être intégrées dans des lignes d'échappement de véhicules automobiles, tant au niveau de leurs structures, qu'au niveau de la conformation de ces dernières. Bien que l'invention ait été décrite à propos de quelques 30 formes de réalisation particulières, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de forme, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. 35 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une enveloppe (1) de silencieux ou catalyseur comportant à l'une au moins de ses 5 extrémités (2, 5) au moins un embout de raccordement (11, 12) de section plus faible pour son intégration dans une ligne d'échappement de véhicule automobile, caractérisé par le fait que, partant d'un tube (3), plus particulièrement de forme cylindrique, on referme ce dernier à ladite extrémité (2) et on 10 réalise, par perforation et étirage, ledit embout de raccordement (11) au niveau ou au voisinage de cette extrémité (2) refermée dudit tube (3). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on referme ladite extrémité (2) du tube (3) par 15 fluotournage 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on referme à ladite extrémité (2) du tube (3) par emboutissage profond. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, après fermeture d'une extrémité (2) du tube (3), on introduit dans ce dernier, depuis l'autre extrémité (5), un cône de doublure (7) de manière à définir une isolation thermique à lame d'air (8) à ladite extrémité (2) de ce tube (3). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, après fermeture d'une extrémité (2) du tube (3) et réalisation de l'embout de raccordement (11), on referme par fluotournage l'autre extrémité (5) de ce tube (3), le cas échéant après introduction d'un corps de catalyseur (6) 30 ou des composants d'un silencieux, et on réalise, par perforation et étirage, un autre embout de raccordement (12) au niveau de ladite autre extrémité (5) refermée dudit tube (3). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on réalise ledit étirage en procédant 35 depuis l'intérieur dudit tube (3). 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on réalise ledit étirage en procédant depuis l'extérieur dudit tube (3). 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'opération de fluotournage pour la fermeture de l'une au moins des extrémités (2, 5) dudit tube (3) est réalisée à chaud. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'opération de fluotournage est réalisée en chauffant 10 par induction. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'opération d'étirage est réalisée à l'aide d'un mandrin rotatif expansible (18) introduit dans ledit tube (3) après perforation. il. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que à l'autre extrémité (5) dudit tube (3), l'on réalise par fluotournage un cône débouchant au travers d'un embout de raccordement de section plus faible. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que à l'autre extrémité (5) dudit tube (3), on rapporte par soudure un cône muni d'un embout de raccordement.