Brevet FR2868714A1 — publié le 20051014

La présente invention concerne une machine de fluotournage pour la modification du diamètre d'un tube, du type comportant un support du tube, au moins un galet rotatif porté par un bras d'actionnement, propre à assurer un déplacement relatif entre le galet et l'axe du tube pour rapprocher ou éloigner le galet de l'axe du tube et un groupe motoréducteur propre à assurer un déplacement relatif en rotation entre le tube et le ou chaque galet rotatif autour de l'axe du tube. Elle concerne en outre un procédé de fluotournage. Les volumes d'échappement présents sur les lignes d'échappement de véhicule automobiles sont constitués essentiellement de tronçons cylindriques successifs de diamètres différents. Ils sont reliés les uns aux autres par des tronçons convergents ou divergents. II est connu, pour réaliser certains tronçons d'une ligne d'échappement, de modifier localement le diamètre d'un tube pour former un tronçon convergent ou divergent. A cet effet, un galet monté fou autour d'un axe est appliqué autour de l'ébauche de tube, alors que celle-ci est entraînée en rotation. Le galet est progressivement déplacé axialement le long de l'ébauche de tube en rotation, en étant rapproché de l'axe de rotation, afin de modifier progressivement le diamètre du tube. Le tube est ainsi progressivement déformé par fluage de la matière le constituant. De préférence, plusieurs galets sont disposés dans un même plan transversal au tube en étant décalés angulairement par rapport à l'ébauche du tube. Ils agissent simultanément sur le tube lors de sa déformation. Lors d'une phase de fluotournage, le tube est d'abord mis en rotation, puis le ou les galets sont appliqués sur la surface du tube. Ils sont alors en-traînés en rotation sur eux-mêmes par l'ébauche de tube. Dans la pratique, on constate que la mise en oeuvre d'un procédé de fluotournage crée des micro-arrachements de la matière constituant la surface externe du tube fluotourné, ces micro-arrachements occasionnant une usure des galets de fluotournage. L'invention a pour but de proposer une machine de fluotournage réduisant les micro-arrachements de matière et réduisant ainsi l'usure des galets. A cet effet, l'invention a pour objet une machine de fluotournage du type précité, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pilotables d'entraînement en rotation du galet sur lui-même et une unité de pilotage propre à piloter les moyens d'entraînement pour un entraînement en rotation du galet sur lui-même au moins lors de la mise en contact initiale du galet et du tube. Suivant des modes particuliers de réalisation, la machine de fluotournage comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - l'unité de pilotage est propre à piloter les moyens d'entraînement pour que la vitesse circonférentielle de rotation du galet sur lui-même soit sensiblement égale à la vitesse circonférentielle de rotation du tube par rap- port à l'axe du galet au point de contact entre le tube et le galet, lors de la mise en contact initiale du galet et du tube; - l'unité de pilotage est propre à stopper les moyens d'entraînement en rotation du galet après la mise en contact initiale du galet et du tube, pour que le galet soit ensuite seulement entraîné par la rotation du tube; - l'unité de pilotage est propre à imposer une vitesse de rotation aux moyens d'entraînement en rotation du galet sur lui-même après la mise en contact initiale du galet et du tube pour que le galet et le tube aient constamment, au point de contact, des vitesses circonférentielles sensiblement identiques; et - l'unité de pilotage comporte des moyens de calcul de la vitesse de rotation des moyens d'entraînement en rotation du galet après mise en contact initiale à partir de la vitesse angulaire de rotation du tube par rapport à l'axe du galet et de la distance séparant le galet de l'axe du tube; L'invention a également pour objet un procédé de fluotournage pour la modification du diamètre d'un tube comportant: la mise en rotation du tube sur lui-même par rapport à l'axe d'un galet rotatif; - la mise en contact du galet rotatif avec le tube; - le déplacement relatif du galet et du tube pour rapprocher ou éloigner le galet de l'axe du tube, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'entraînement en rotation du galet sur lui-même au moins lors de la mise en contact initiale du galet et du tube. Suivant des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la vitesse circonférentielle de rotation du galet sur lui-même est sensiblement égale à la vitesse circonférentielle du tube par rapport à l'axe du galet au point de contact entre le tube et le galet, lors de la mise en contact initiale du galet et du tube; - l'entraînement propre en rotation du galet sur lui-même après la mise en contact initiale du galet et du tube est stoppé pour que le galet soit ensuite seulement entraîné par la rotation du tube; et - le galet est entraîné en rotation sur lui-même après la mise en contact initiale du galet et du tube par des moyens d'entraînement en rotation propres pour que le galet et le tube aient constamment, au point de contact, des vitesses circonférentielles sensiblement identiques. 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 des- sins, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une machine de fluotournage selon l'invention; - la figure 2 est un organigramme explicitant le procédé de fluotournage mis en oeuvre par la machine de la figure 1; - les figures 3A, 3B, 3C sont des vues schématiques représentant une ébauche de tube et un galet à des stades successifs du procédé de fluotournage; et - la figure 4 est un organigramme d'un autre mode de réalisation d'un procédé de fluotournage selon l'invention propre à être mis en oeuvre dans la machine de la figure 1. La machine 10 illustrée sur la figure 1 est destinée au fluotournage d'un tube 12 pour l'obtention d'un tronçon de ligne d'échappement, tel qu'un silencieux d'échappement. Elle comporte un support 14 pour le tube 12. Ce support est équipé d'un groupe motoréducteur 16 d'entraînement en rotation du tube sur lui-même autour de son axe longitudinal noté X-X. Ce groupe motoréducteur comporte par exemple un moteur M1. Le groupe motoréducteur 16 est soli- daire du bâti de la machine. Comme connu en soi, la machine comporte un ou plusieurs galets 18 permettant la déformation du tube 12. Chaque galet est porté par un bras mobile 20. Ce bras est solidarisé au bâti de la machine et au support de tube 14. Il assure un maintien du galet 18 avec son axe Y-Y parallèle à l'axe X-X du tube. Le bras comporte un premier actionneur 22 permettant d'éloigner ou de rapprocher le galet 18 de l'axe X-X. Il comporte un second actionneur 24 permettant le déplacement en translation du galet 18 parallèlement à l'axe X-X. En outre, des moyens 26 d'entraînement du galet 18 sont portés à l'extrémité du bras 20. Ces moyens d'entraînement sont constitués par exemple d'un moteur électrique M2. Une unité de pilotage 28 relie le groupe motoréducteur 16, les deux actionneurs 22 et 24 et les moyens 26 d'entraînement du galet. Ces moyens d'entraînement sont propres à assurer une mise en rotation du galet 18 sur lui-même autour de l'axe Y-Y. L'unité de pilotage 28 est propre à commander la mise en route et l'arrêt du motoréducteur 16 et des moyens d'entraînement 26. En outre, elle permet le pilotage des actionneurs 22 et 24, ainsi qu'une détermination de la position des actionneurs 22 et 24 pour déduire la position du galet 18 par rapport à l'axe X-X. Suivant un premier mode de réalisation, l'unité de pilotage est adaptée pour assurer la mise en oeuvre du procédé illustré sur la figure 2. Initialement, le galet 18 est espacé du tube 12, comme illustré sur la figure 3A. Le groupe motoréducteur 16 et les moyens d'entraînement 26 sont mis en route à l'étape 40 afin d'assurer une mise en rotation du tube 12 et du galet 18 sur eux-mêmes en des sens opposés. A l'étape 42, l'unité de pilotage détermine la vitesse de rotation angulaire notée w2 pour le galet 18 tel que la vitesse circonférentielle du tube 12, notée v1 et la vitesse circonférentielle du galet 18, notée v2 soient égales au point de contact entre le tube 12 et le galet 18 lors de la mise en contact initiale. Cette vitesse angulaire col est donnée par la formule (02 = r1/r2 w1, où : r1 est le rayon du tube 12 avant déformation; r2 est le rayon du galet 18; et col est la vitesse angulaire du tube 12. A l'étape 44, les moyens d'entraînement 26 sont pilotés pour être 10 amenés à la vitesse angulaire w2 calculée. A l'étape 46, le galet 18 est amené au contact du tube en étant rapproché de l'axe X-X par commande de l'actionneur 22, comme illustré sur la figure 3B. A l'étape 48, immédiatement après la mise en contact du galet 18 et du tube 12, les moyens d'entraînement 26 sont arrêtés, de sorte que le galet 18 est ensuite libre de tourner sur lui-même autour de son axe, du fait du seul entraînement par le tube 12. Le galet 18 est alors un galet fou. Comme connu en soi, et comme illustré sur la figure 3C, le galet 18 est alors déplacé à l'étape 50 sous l'action des actionneurs 22 et 24 en étant rapproché de l'axe X-X et en étant déplacé le long de cet axe, afin de donner au tube le profil désiré. Après mise en forme du tube, le galet 18 est écarté de l'axe X-X et est ainsi séparé du tube 12, à l'étape 52, puis le groupe motoréducteur 16 est arrêté, à l'étape 54. Un nouveau tube peut être mis en place et un nouveau cycle de fluotournage peut être mis en oeuvre. On conçoit que la mise en rotation du galet avant que celui-ci n'entre en contact avec la surface du tube à travailler permet que les vitesses circonférentielles du tube et du galet soient identiques ou sensiblement identi- ques lors de l'application du galet sur le tube. Ainsi, les forces de frottement entre le galet et le tube sont réduites lors de la mise en contact, réduisant ainsi l'arrachement de matière et permettant une durée de vie améliorée du galet. La machine décrite ici comporte un unique galet. Toutefois, en va-riante, la machine comporte plusieurs galets et chaque galet est motorisé afin d'être amené en contact avec le tube en étant entraîné en rotation afin d'annuler la vitesse circonférentielle relative entre le tube et le galet. Sur la figure 4 est représentée une autre variante de réalisation du procédé de fluotournage mis en oeuvre par la machine de la figure 1. Les étapes 40 à 46 sont identiques aux étapes du procédé décrit en regard de la figure 2. Après mise en contact du galet et du tube, à l'étape 46, les moyens d'entraînement 26 ne sont pas arrêtés. Au contraire, pendant toute la phase de déformation du tube consistant au déplacement du galet le long de l'axe X-X avec rapprochement ou écartement du galet de cet axe, l'unité de pilotage 28 calcule en continu une vitesse CO2 pour le galet 18, de sorte que la vitesse circonférentielle v2 du galet soit identique à la vitesse circonférentielle v, du tube mesurée au point de contact entre le galet et le tube. Cette vitesse est calculée et imposée en continu lors de l'étape 56 aux moyens d'entraînement 26 lors de la phase de déformation au cours de laquelle le galet est déplacé. Cette vitesse cal par la relation 2 = r1/r col, où r est le rayon courant du tube en cours de fluotournage à l'endroit du contact entre le tube et le galet. Ici aussi, on conçoit que l'usure du galet est diminuée puisque aucun mouvement relatif entre le tube et le galet n'existe au point de contact. En variante, le support de tube 14 est immobile par rapport au bâti de la machine de sorte que le tube est immobile par rapport à ce bâti. Au contraire, le groupe moto-réducteur 16 assure un entraînement en rotation du ou de chaque galet autour de l'axe X-X du tube, assurant ainsi une rotation relative entre le tube et le ou chaque galet. Dans ce mode de réalisation également, le ou chaque galet est en-traîné sur lui-même de sorte que sa vitesse circonférentielle par rapport au bâti soit égale à la vitesse circonférentielle du tube au moment du contact, c'est-à-dire qu'il ait une vitesse circonférentielle nulle au point de contact. REVENDICATIONS 1.- Machine de fluotournage pour la modification du diamètre d'un tube (12) comportant un support (14) du tube, au moins un galet rotatif (18) porté par un bras d'actionnement (20), propre à assurer un déplacement relatif entre le galet (18) et l'axe du tube (12) pour rapprocher ou éloigner le galet de l'axe (X-X) du tube (12) et un groupe motoréducteur (16) propre à assurer un déplacement relatif en rotation entre le tube (12) et le ou chaque galet rotatif (18) autour de l'axe (X-X) du tube, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pilotables (26) d'entraînement en rotation du galet sur lui-même et une unité de pilotage (28) propre à piloter les moyens d'entraînement (26) pour un entraînement en rotation du galet (18) sur lui-même au moins lors de la mise en contact initiale du galet (18) et du tube (12). 2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de pilotage (28) est propre à piloter les moyens d'entraînement (26) pour que la vitesse circonférentielle de rotation du galet sur lui-même (18) soit sensible-ment égale à la vitesse circonférentielle de rotation du tube (12) par rapport à l'axe du galet (18) au point de contact entre le tube (12) et le galet (18), lors de la mise en contact initiale du galet (18) et du tube (12). 3.- Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'unité de pilotage (28) est propre à stopper les moyens (26) d'entraînement en rotation du galet après la mise en contact initiale du galet (18) et du tube (12), pour que le galet (18) soit ensuite seulement entraîné par la rotation du tube (12). 4.- Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'unité de pilotage (28) est propre à imposer une vitesse de rotation aux moyens (26) d'entraînement en rotation du galet (18) sur lui-même après la mise en contact initiale du galet (18) et du tube (12) pour que le galet (18) et le tube (12) aient constamment, au point de contact, des vitesses circonférentielles sensiblement identiques. 5.- Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'unité de pilotage (28) comporte des moyens de calcul de la vitesse de rotation des moyens d'entraînement en rotation du galet (18) après mise en contact initiale à partir de la vitesse angulaire (col) de rotation du tube (12) par rapport à l'axe du galet (18) et de la distance séparant le galet (18) de l'axe du tube (12). 6.- Procédé de fluotournage pour la modification du diamètre d'un tube (12) comportant: - la mise en rotation du tube sur lui-même (12) par rapport à l'axe d'un galet rotatif (18) ; - la mise en contact du galet rotatif (18) avec le tube (12) ; - le déplacement relatif du galet (18) et du tube (12) pour rapprocher ou éloigner le galet (18) de l'axe du tube (12) ; caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'entraînement en rotation du galet (18) sur lui-même au moins lors de la mise en contact initiale du galet (18) et du tube (12) . 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la vitesse circonférentielle de rotation du galet (18) sur lui-même est sensiblement égale à la vitesse circonférentielle du tube (12) par rapport à l'axe du galet (18) au point de contact entre le tube (12) et le galet (18), lors de la mise en contact initiale du galet (18) et du tube (12). 8.- Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'entraînement propre en rotation du galet (18) sur lui-même après la mise en contact initiale du galet (18) et du tube (12) est stoppé pour que le galet (18) soit ensuite seulement entraîné par la rotation du tube (12). 9.- Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le galet (18) est entraîné en rotation sur lui-même après la mise en contact initiale du galet (18) et du tube (12) par des moyens (26) d'entraînement en rotation propres pour que le galet (18) et le tube (12) aient constamment, au point de contact, des vitesses circonférentielles sensiblement identiques.