Brevet FR2919389A1 — publié le 20090130

APPAREIL ET PROCEDE DE CARACTERISATION DE BUSES ET UTILISATION D'UN TEL APPAREIL DANS L'INDUSTRIE AUTOMOBILE L'invention concerne un appareil et un procédé de caractérisation de buses, et l'utilisation d'un tel appareil dans l'industrie automobile, en particulier pour caractériser des buses destinées à l'application de cire à l'intérieur d'un corps creux d'un véhicule automobile. Afin de protéger les véhicules automobiles de la corrosion, de la cire est appliquée sur les pièces en tôle lors de la construction du véhicule. L'application de cire dans certaines zones quasiment fermées du véhicule, généralement appelées corps creux, nécessite l'utilisation de buses pour l'injection de la cire, chaque buse étant adaptée à la forme du corps creux auquel elle est destinée. Ainsi, de nouvelles buses d'injection doivent être réalisées pour chaque nouveau véhicule. A cet effet, pour chaque nouvelle buse, on définit le nombre de trous nécessaires ainsi que la position et l'orientation des trous à réaliser. Ces caractéristiques étant déterminées par des moyens numériques, il est nécessaire de vérifier que la buse convient effectivement à l'application à laquelle elle est destinée. De plus, lors de la réalisation de la buse, la position et l'orientation des trous ne correspondent pas toujours à ce qui avait été défini en raison de défauts d'usinage, ce qui doit également être vérifié. Actuellement, des vérifications sont réalisées au moyen de tests réalisés en situation d'utilisation réelle sur les véhicules. Ainsi, la cire est appliquée à l'intérieur du corps creux dans des conditions réelles d'utilisation au moyen de la buse à tester, puis la tôle est découpée afin de permettre l'observation de l'application de cire obtenue à l'intérieur du corps creux. Cette méthode de vérification pose toutefois de nombreux problèmes. En premier lieu, elle ne permet la vérification de la buse que sur un véhicule réel, de sorte qu'il est nécessaire d'attendre qu'un véhicule soit fabriqué pour réaliser le test. De plus, si la buse ne convient pas, la production du nouveau véhicule peut être retardée par la modification de la buse. Enfin, en utilisation réelle, des quantités de cire importantes sont injectées, ce qui ne permet pas de repérer quels impacts proviennent de quels trous, de sorte qu'il est difficile, voire impossible, d'identifier le trou dont provient le défaut d'application éventuellement observé, et qui doit être modifié. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant appareil et un procédé de caractérisation des buses, permettant de caractériser des buses de manière simple, rapide et exploitable en rendant possible une détermination de la position et de l'orientation des trous. Le procédé selon l'invention utilise un appareil de test spécifique réalisé à cet effet, de sorte qu'il n'est plus nécessaire de réaliser des tests en situation réelle, notamment sur des véhicules. Ces tests peuvent ainsi être réalisés alors que le véhicule est à l'état de prototype, et qu'il n'est pas fabriqué. Il en résulte un gain de temps dans la caractérisation des nouvelles buses fabriquées et à fabriquer. Un premier objet de l'invention concerne un appareil de caractérisation de buses, notamment de buses destinées à l'application d'un produit, tel que de la cire, à l'intérieur d'un corps creux, comprenant : - un récipient pourvu d'un couvercle, le couvercle comprenant un moyen de maintien et de positionnement de la buse suivant l'axe du récipient à l'intérieur de ce dernier, les parois internes du récipient étant éventuellement aptes à recevoir un support, - un dispositif d'injection sous pression d'un produit test coloré dans la buse, permettant l'injection d'une quantité déterminée de produit. De préférence, on utilisera un récipient cylindrique. L'injection sous pression permet d'obtenir une pulvérisation du produit à l'intérieur du récipient sur les parois internes du récipient. Le repérage des tâches observées directement sur les parois ou sur un support recouvrant les parois, permet de caractériser la buse testée, dont la position à l'intérieur du récipient est parfaitement connue grâce au moyen de maintien et de positionnement. Dans un mode de réalisation, le récipient est dépourvu de fond, ce qui permet d'éviter, notamment pour les récipients de faible volume, la formation de turbulences à l'intérieur du récipient susceptibles de perturber les jets pulvérisés par les trous de la buse. Avantageusement, le dispositif d'injection peut comprendre une pompe d'injection de produit test dans un circuit d'air comprimé relié à la buse. L'utilisation d'une pompe permet d'automatiser l'injection et d'obtenir une meilleure reproductivité des essais, l'injection pouvant toujours être réalisée à la même vitesse. Avantageusement, on choisira un récipient présentant un volume d'un litre environ, et un diamètre de 80 à 100 mm. Des dimensions plus 5 grandes avec des formes différentes peuvent être envisagées, le récipient pouvant être entièrement fermé. On peut alors utiliser un récipient présentant, par exemple, un volume de 10 litres environ. L'invention concerne également l'utilisation de l'appareil de caractérisation de buses selon l'invention pour caractériser des buses 10 destinées à l'application de cire à l'intérieur d'un corps creux d'un véhicule automobile. A cet effet, on dispose par exemple un support sur la paroi interne du récipient, de manière à recouvrir entièrement la surface de ce dernier. On injecte ensuite une quantité déterminée de produit test 15 coloré qui est ainsi pulvérisé par les trous de la buse à l'intérieur du récipient sur le support recouvrant la paroi interne. En variante, on peut toutefois envisager une pulvérisation directement sur les parois internes du récipient. Il suffit alors de repérer sur le support la position des tâches 20 obtenues par la pulvérisation du produit, ces repérages permettant de déterminer la position et l'orientation des trous de la buse, et éventuellement la quantité de produit pulvérisé par chaque trou. Ces repérages peuvent être réalisés manuellement par un opérateur, ou encore automatiquement, par exemple au moyen d'une 25 caméra et d'un dispositif de traitement d'image. L'utilisation d'un support millimétré, par exemple en papier opaque ou transparent, permet de faciliter les repérages. Le produit test coloré doit permettre l'obtention de tâches suffisamment bien définies pour pouvoir être repérées, et ne doit pas 30 former de coulures sur le support lors de la pulvérisation. La cire ne peut être utilisée car elle provoque des coulures qui ne permettent pas l'obtention de tâches suffisamment bien délimitées pour permettre des mesures. En revanche, un mélange eau/alcool/bleu de méthylène permet d'obtenir de bons résultats. On pourra par exemple utiliser un 35 mélange eau/éthanol/bleu de méthylène. Les proportions eau/alcool utilisées sont, par exemple, de 50/50 en volume. La quantité de produit test coloré injectée sera déterminée en fonction de la taille de la buse et du nombre de trous, et en fonction du volume du récipient, afin de permettre une observation de tous les trous sans coulure. Pour des buses d'application cire, qui comportent de 5 à 20 trous de 0,6 à 0,8 mm de diamètre, la quantité injectée peut varier de 0,1 à 0, 5 ml, de préférence de 0,2 à 0,5 ml. Le produit test peut être injecté à une pression suffisante pour obtenir une pulvérisation similaire à celle obtenue pour l'application particulière. Dans le cas de l'application cire, la pression est de l'ordre de 7 bars. En utilisant un support transparent, il est également possible de superposer le support obtenu après pulvérisation à une reproduction des tâches obtenues par une modélisation numérique des projections de la buse. Ceci permet, par exemple, de valider un modèle numérique utilisé. Un autre objet de l'invention est un procédé de caractérisation de buses destinées à l'application d'un produit, tel que de la cire, à l'intérieur d'un corps creux, comprenant les étapes suivantes : (a) fixer la buse à tester sur le couvercle d'un récipient de test, la buse étant placée sur l'axe dudit récipient à une hauteur prédéterminée de sorte que les trous de la buse débouchent à l'intérieur du récipient, (b) fixer un support sur la paroi interne du récipient, de manière à recouvrir entièrement celle-ci, (c) injecter une quantité déterminée d'un produit test coloré dans la buse au moyen d'un dispositif d'injection sous pression, (d) repérer la position des tâches formées par le produit test coloré sur le support, et en déduire la position et l'orientation de chaque trou de la buse, et éventuellement la quantité de produit test pulvérisé par chaque trou. Avantageusement, le produit test coloré est injecté dans un circuit d'air comprimé relié à la buse. Une telle pression permet une pulvérisation du produit sur les parois internes du récipient. La pression utilisée doit être suffisante pour obtenir une pulvérisation du produit sur les parois du récipient, sans formation de coulures. Pour la caractérisation de buses d'application cire, une pression de 7 bars peut être utilisée. Avantageusement, le produit test coloré peut être injecté automatiquement au moyen d'une pompe. Il est également préférable d'utiliser un récipient sans fond, afin de limiter la formation de perturbations à l'intérieur du récipient au cours de l'injection. Avantageusement, le support est un papier transparent et/ou millimétré, dans le cas de l'utilisation du dispositif de maintien du support empreinte sous vide le papier peut être un format standard A4 transparent pour imprimante jet d'encre. Dans un mode de réalisation particulier, le produit test coloré est un mélange eau/alcool/bleu de méthylène. Les proportions eau/alcool utilisées sont par exemple de 50/50 en volume. On pourra notamment utiliser l'éthanol comme alcool. Bien entendu, d'autres produits test colorés peuvent être utilisés, pourvus qu'ils permettent d'obtenir des tâches relativement bien définies, sans coulure. Dans un mode de réalisation avantageux, l'étape (d) de repérage est réalisée au moyen d'une caméra et d'un dispositif de traitement d'image. Une automatisation de la lecture des résultats peut ainsi être réalisée. Ainsi, l'utilisation d'une pompe pour l'injection et d'une caméra et d'un dispositif de traitement d'image pour la lecture permet une mise en oeuvre automatique du procédé, et la réalisation de tests de buses en série, de façon automatisée. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un appareil de caractérisation de buses selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue de côté d'une buse à tester et la figure 3 une vue en coupe au niveau d'un trou de la même buse ; - la figure 4 représente schématiquement un support, après injection d'un produit test coloré dans l'appareil de la figure 1 au moyen d'une buse, -la figure 5 représente schématiquement un support après injection d'un produit test coloré, sur lequel sont représentées les données connues et les données réelles obtenues par le procédé selon l'invention. La figure 1 représente schématiquement un appareil de caractérisation de buses 10 selon l'invention. Un tel appareil est plus particulièrement destiné à la caractérisation de buses destinées à l'application d'un produit, tel que de la cire, à l'intérieur d'un corps creux. Il peut toutefois être utilisé pour caractériser d'autres types de buses. Cet appareil 10 comprend un récipient cylindrique 11 pourvu d'un couvercle 12, les parois internes du récipient étant aptes à recevoir un support. Le récipient représenté est dépourvu de fond. L'appareil :IO est également pourvu d'un dispositif d'injection 13 sous pression d'un produit test coloré dans une buse 20, permettant l'injection d'une quantité déterminée de produit. Le couvercle 12 comprend un moyen de maintien et de positionnement de la buse suivant l'axe du récipient. Ce moyen de maintien et de positionnement consiste, dans l'exemple représenté, en un orifice central 14 d'introduction de la buse et de deux orifices de centrage 15, diamétralement opposés et situés de part et d'autre de l'orifice central 14. Une collerette de fixation 16 montée sur la buse, permet la fixation et le positionnement de la buse au couvercle au moyen des orifices de centrage 15. Le diamètre du couvercle sur lequel sont placés les orifices de centrage 15 sert à repérer une ligne R verticale sur la paroi interne du récipient. Dans l'exemple représenté, le dispositif d'injection comprend un raccord en T 17 relié à la buse 20 à tester, à un circuit 18 alimenté en air comprimé, et à un moyen d'injection 19 du produit test coloré. Ce moyen d'injection 19 est une seringue dans l'exemple représenté. Il peut toutefois s'agir d'une pompe, par exemple une micropompe. Dans tous les cas, le moyen d'injection permet l'injection d'une quantité déterminée de produit test. Lors de sa conception, une buse est caractérisée par son nombre de trous ainsi que leur position et orientation. Ainsi, tel que représenté sur les figures 2 et 3, chaque trou Ti est caractérisé : - par sa hauteur par rapport au sommet 21 de la buse (figure 2), des trous pouvant être situés dans des plans A, B, C, D, E, F équidistants, - par son orientation dans un plan transversal (figure 3), définie par un angle alpha i. (ai) formé entre la direction du jet Ji sortant du trou Ti et un repère R de la buse, et - par son orientation dans un plan vertical (figure 2), définie par un angle thêta i (Oi) formé entre le plan horizontal dans lequel est situé le trou Ti et la direction Ji du jet sortant du trou Ti, - par son diamètre di. Ces valeurs sont fournies par le fabriquant. Le repérage des tâches observées sur le support obtenu par la mise en oeuvre de l'appareil et du procédé selon l'invention permet de déterminer les valeurs des angles (ai) et (Bi) tel que décrit ci-après. Tel que représenté sur la figure 4, pour un trou Ti, la valeur de l'angle (ai) est égale à la distance Xi mesurée suivant la direction des abscisses X entre le centre de la tâche correspondant au trou Ti et le repère R de la buse. La buse est montée dans le récipient de manière à ce que le repère R de la buse coïncide avec le repère R réalisé sur le support au moyen des orifices de centrage 15, tel que décrit plus haut. La valeur de l'angle (Oi) est mesurée en projetant la buse sur le repère R du support, et en utilisant la formule trigonométrique : Yi=DicosOi, où Yi est la distance, suivant la direction des ordonnées Y, entre le trou Ti de la buse et le centre de la tâche correspondante observée ; Di est l'hypoténuse du triangle rectangle correspondant, tel que représenté sur la figure 4. L'exemple suivant est un exemple de caractérisation d'une buse utilisant l'appareil et le procédé selon l'invention. La buse à tester a été mise en place dans l'appareil représenté sur la figure 1. Le repère R de la buse, utilisé pour la mesure des angles ai de chaque trou, coïncide avec le repère R de montage dans le récipient. L'appareil utilisé présente un volume de 1 litre et un diamètre de 9,4 cm. Un support 30, tel qu'un papier millimétré, est fixé sur la paroi interne du récipient, plus précisément sur sa paroi interne latérale verticale, de manière à la recouvrir entièrement. Cette fixation est, par exemple, réalisée au moyen de ruban adhésif. Pour fixer facilement et rapidement le support 30, le vide peut être utilisé. A cet effet, la paroi latérale cylindrique du récipient présente, par exemple, une double paroi, dont la paroi interne est perforée, l'espace entre la paroi interne perforée et la paroi externe pleine étant relié à un générateur de vide afin de créer une dépression dans cet espace. Cette double paroi peut également être obtenue en plaçant un cylindre à parois latérales perforées à l'intérieur du récipient, à distance des parois internes du récipient de manière à former un espace auquel sera relié un générateur de vide. Dans tous les cas, le support 30 est mis en place sur la paroi perforée et maintenu plaqué contre celle-ci par la dépression créée par le générateur de vide. Ainsi positionné, le support 30 est maintenu avec une force prédéterminée, par exemple proportionnelle à la surface totale des trous de la paroi perforée. Un tel agencement permet d'éviter que le support ne soit déplacé ou arraché par le fort flux d'air turbulent présent dans le récipient lors de l'injection de produit test. La hauteur H de buse entre la collerette de fixation 16 de la buse et le haut du support 30 est parfaitement connue, et chaque trou Ti est situé à une hauteur Hi de la collerette (figure 4). Ainsi, la position verticale de chaque trou est connue. La buse testée présente 18 trous de diamètres compris entre 0,8 à 1,3 mm. La solution de produit test est préparée en dissolvant 1160 mg de bleu de méthylène dans une solution contenant 20ml d'eau et 20m1 d'éthanol. Une quantité de 0,1 ml est injectée dans l'appareil au moyen de la seringue. La pression du circuit d'air est de 7 bars. Le produit pulvérisé est projeté sur le support par les trous de buse. Le support est ensuite retiré du récipient et mis à plat pour le repérage des tâches. On retire ensuite le support du récipient, et l'on repère la position des tâches afin d'en déduire les valeurs des angles (ai) et (Ok). Les résultats obtenus sont représentés schématiquement sur la figure 5. Sur cette figure, les cercles en traits plein représentent les tâches observées, les cercles en traits discontinus représentent les tâches obtenues par calcul à partir des données du fabriquant de buse. Notamment, pour le trou T, situé au niveau du plan B (figure 2), on obtient les résultats suivants : angles fabriquant Angles réels calculés à partir du repérage des tâches sur le support a=270 a=271 0=56 0=57 La figure 5 montre clairement que les positions réelles de certains trous ne correspondent pas aux positions fournies par le fabriquant. Ces trous peuvent aisément être identifiés, ce qui facilite une éventuelle modification de la buse. Par ailleurs, la taille des tâches observées étant proportionnelle à la quantité de produit pulvérisé par chaque trou, il est également possible de quantifier ces quantités afin d'adapter éventuellement les dimensions des trous en fonction du résultat que l'on souhaite obtenir. REVENDICATIONS 1. Appareil (10) caractérisation de buses (20), notamment de buses destinées à l'application d'un produit, tel que de la cire, à l'intérieur d'un corps creux, caractérisé en ce qu'il comprend : - un récipient (11) pourvu d'un couvercle (12), le couvercle comprenant un moyen de maintien et de positionnement de la buse suivant l'axe du récipient à l'intérieur de ce dernier, les parois internes du récipient étant éventuellement aptes à recevoir un support, - un dispositif d'injection (17, 18, 19) sous pression d'un produit test coloré dans la buse, permettant l'injection d'une quantité déterminée de produit. 2. Appareil de caractérisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient est dépourvu de fond. 3. Appareil de caractérisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif d'injection comprend une pompe d'injection de produit test dans un circuit d'air comprimé relié à la buse. 4. Appareil de caractérisation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le récipient présente un volume d'un litre environ, 20 et un diamètre de 80 à 100 mm. 5. Utilisation de l'appareil de caractérisation (10) de buses selon l'une des revendications 1 à 4 pour caractériser des buses destinées à l'application de cire à l'intérieur d'un corps creux d'un véhicule automobile. 25 6. Procédé de caractérisation de buses, notamment de buses destinées à l'application d'un produit, tel que de la cire, à l'intérieur d'un corps creux, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : (a) fixer la buse (20) à tester sur le couvercle (12) d'un récipient (11) de test, la buse étant placée sur l'axe dudit récipient à une hauteur 30 prédéterminée de sorte que les trous de la buse débouchent à l'intérieur du récipient, (b) fixer un support sur la paroi interne du récipient, de manière à recouvrir entièrement celle-ci, (c) injecter une quantité déterminée d'un produit test coloré dans 35 la buse au moyen d'un dispositif d'injection sous pression, (d) repérer la position des tâches formées par le produit test coloré sur le support, et en déduire la position et l'orientation de chaque trou de la buse, et éventuellement la quantité de produit test pulvérisé par chaque trou. 7. Procédé de caractérisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le produit test coloré est injecté dans un circuit d'air comprimé relié à la buse. 8. Procédé de caractérisation selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le produit test coloré est injecté automatiquement au moyen d'une pompe. 9. Procédé de caractérisation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'on utilise un récipient sans fond. 10. Procédé de caractérisation selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le support est un papier transparent et/ou millimétré. 11. Procédé de caractérisation selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le produit test coloré est un mélange eau/alcool/bleu de méthylène. 12. Procédé de caractérisation selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que l'étape (d) de repérage est réalisée au moyen d'une caméra et d'un dispositif de traitement d'image.20