Brevet FR3069454A1 — publié le 20190201

La présente invention concerne un dispositif de production d'un élément filtrant destiné à un filtre à air et un procédé de production d'un tel élément filtrant. Dans les compartiments de moteur thermique, l'un des composants plastiques les plus volumineux est la boîte de filtration d'air. Cette boite contient l'élément filtrant qui permet de filtrer l'air sale qui arrive du conduit amont afin de transmettre un air, dit propre, dans le conduit reliant la boite à filtre au moteur. La conception d'une ligne d'air s'avère complexe car il s'agit à la fois de filtrer l'air, et donc de le dépoussiérer, tout en diminuant au maximum les pertes de charges générées par le filtre. D'une façon générale, les boites de filtration sont des boites carrées ou rectangulaires avec des éléments filtrants de même forme, ou parfois des éléments filtrants cylindriques dans des boites de formes également cylindriques. Dans ces configurations, les éléments filtrants sont fixés dans les boites et sont dimensionnés pour s'empoussiérer progressivement selon des échéances de maintenance véhicule définies par le constructeur automobile. Dans l'industrie, les éléments filtrants pour la filtration de l'air sont des éléments de forme finie contenant un nombre de plis défini pour respecter les cahiers des charges, et la hauteur de ces plis est systématiquement identique pour des raisons de coût de fabrication. Or, une hauteur de plis variable de l'élément filtrant peut permettre de retarder l'encrassement de l'élément filtrant tout en diminuant les pertes de charges sur la ligne d'admission d'air. Dans ce contexte, la présente invention a pour objectif de fournir un dispositif de production d'éléments filtrants qui permettent de produire simplement, au sein d'un seul dispositif de production, et à moindre coût, des éléments filtrants présentant une hauteur de plis variable. Selon une définition générale, l'invention concerne un dispositif de production d'élément filtrant, comprenant (i) des moyens d'entrainement d'une nappe, (ii) des moyens d'embossage d'empreintes d'espacement, (iii) des moyens de marquage d'arêtes de plissage et (iv) des moyens de plissage de chaque arête de plissage. Les moyens d'embossage présentent un pas d'embossage ajustable et les moyens de marquage présentent un pas de marquage ajustable en fonction du pas d'embossage. Le pas d'embossage ajustable et le pas de marquage ajustable permettent de faire varier la hauteur des plis de l'élément filtrant produit. Ainsi, en 35 ajustant le pas d'embossage et le pas de marquage, il est possible de produire un élément filtrant présentant une hauteur de plis constante ou présentant une hauteur 2 de plis variable. En d'autres termes, l'ajustement du pas d'embossage et du pas de marquage permet de fabriquer, avec un seul dispositif de production, une grande variété d'éléments filtrants présentant différentes hauteurs de plis, variables ou constantes, pour un coût réduit. 5 Ainsi, l'invention propose un dispositif de production d'éléments filtrants qui permet de produire simplement, au sein d'un seul dispositif de production, et à moindre coût, des éléments filtrants présentant une hauteur de plis variable. Selon une disposition particulière, les moyens d'embossage comprennent au moins un arbre cannelé présentant au moins un poinçon amovible d'embossage 10 pouvant être positionné dans une cannelure. Selon une disposition particulière, les moyens de marquage comprennent au moins un arbre cannelé présentant au moins un poinçon amovible de marquage pouvant être positionné dans une cannelure. Les arbres cannelés sont une disposition particulièrement avantageuse 15 de l'invention qui permet de facilement déplacer les poinçons amovibles pour ajuster le pas en fonction de la hauteur de plis désirée. Les moyens d'embossage peuvent comprendre deux poinçons amovibles d'embossage écartés l'un de l'autre selon un pas d'embossage, et les moyens de marquage peuvent comprendre deux poinçons amovibles de marquage écartés l'un 20 de l'autre selon un pas de marquage sensiblement déphasé par rapport au pas d'embossage, pour marquer une arête de plissage entre deux empreintes d'espacement consécutives. Selon une disposition particulière, les moyens d'embossage comprennent n poinçons amovibles d'embossage, avec n supérieur ou égal à deux, espacés d'un pas 25 d'embossage Ai, i variant de 1 à n, au moins un pas d'embossage Ai étant différent de 2n/n, et les moyens de marquage comprennent n poinçons amovibles de marquage, avec n supérieur ou égal à deux, espacés d'un pas de marquage Bi, i variant de 1 à n, sensiblement déphasé par rapport au pas d'embossage Ai correspondant. En d'autres termes, les poinçons amovibles peuvent être non 30 équidistants autour de l'arbre cannelé. Les moyens d'embossage peuvent comprendre deux poinçons amovibles d'embossage écartés l'un de l'autre selon un premier pas d'embossage et selon un deuxième pas d'embossage différent du premier pas, et les moyens de marquage peuvent comprendre deux poinçons amovibles de marquage écartés l'un de l'autre selon un premier pas de marquage sensiblement déphasé par rapport au premier pas 3 d'embossage, pour marquer une arête de plissage entre deux empreintes d'espacement consécutives. Les moyens d'embossage peuvent comprendre plusieurs poinçons amovibles d'embossage écartés deux à deux selon des pas d'embossage différents, et 5 les moyens de marquage peuvent comprendre plusieurs poinçons amovibles de marquage écartés deux à deux selon des pas de marquage sensiblement déphasés par rapport aux pas d'embossage correspondants, pour marquer une arête de plissage entre deux empreintes d'espacement consécutives. Cette disposition technique permet que le pas entre deux poinçons amovibles d'embossage consécutifs soit 10 toujours proportionnel au pas entre deux poinçons amovibles de marquages consécutifs, quelle que soit la répartition des poinçons amovibles autour de chaque arbre cannelé. Les moyens de plissage peuvent comprendre au moins une vis sans fin adaptée pour plisser la nappe le long de la, ou de chaque, arête de plissage. 15 Selon une disposition particulière, le dispositif peut comprendre des moyens de dépose d'un cordon de colle sur la nappe. L'invention concerne aussi un procédé de production d'un élément filtrant, qui comprend les étapes de : (a) fourniture d'un dispositif selon l'invention, 20 (b) fourniture d'une nappe en matériau poreux à l'air (c) ajustement d'au moins un pas d'embossage entre les poinçons amovibles d'embossage, (d) ajustement d'au moins un pas de marquage, en fonction du pas d'embossage, entre les poinçons amovibles de marquage, 25 (e) embossage de la nappe par les moyens d'embossage, pour former les empreintes d'espacement, (f) marquage de la nappe par les moyens de marquage, pour former les arêtes de plissage (g) plissage de la nappe par les moyens de plissage. 30 Ce procédé permet donc, avec un seul dispositif de réaliser une grande variété d'éléments filtrants pouvant présenter des hauteurs de plis variables ou constantes. L'étape (c) peut comprendre une phase de positionnement dans une cannelure correspondante d'un poinçon amovible d'embossage. 35 Le positionnement dans une cannelure d'un poinçon amovible d'embossage permet d'ajuster aisément le pas d'embossage. 4 L'étape (d) peut comprendre une phase de positionnement dans une cannelure correspondante d'un poinçon amovible de marquage. Le positionnement dans une cannelure d'un poinçon amovible de marquage permet d'ajuster aisément le pas de marquage. 5 L'étape (g) peut comprendre une phase de plissage de la nappe par au moins une vis sans fin. Le procédé peut comprendre une étape (h) de dépose d'un cordon de colle sur la nappe. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 10 ressortiront clairement de la description détaillée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention ; 15 - La figure 2 est une représentation schématique en coupe des moyens d'embossage selon l'invention ; - La figure 3 est une représentation schématique en perspective de deux poinçons amovibles d'embossage selon l'invention ; - La figure 4 est une représentation schématique en coupe des 20 moyens de marquage selon l'invention ; - La figure 5 est une représentation schématique en perspective d'un poinçon amovible de marquage selon l'invention ; - Le figure 6 est une représentation en perspective d'un élément filtrant présentant une hauteur de plis constante ; 25 - La figure 7 est une représentation schématique en coupe partielle d'un élément filtrant présentant une hauteur de plis constante ; - La figure 8 est une représentation en perspective d'un élément filtrant présentant une hauteur de plis variable ; - La figure 9 est une représentation schématique en coupe partielle 30 d'un élément filtrant présentant une hauteur de plis variable ; - La figure 10 est une représentation schématique d'un dispositif selon l'invention paramétré pour produire un élément filtrant présentant une hauteur de plis et un embossage variables ; - La figure 11 est une représentation schématique d'un dispositif 35 selon l'invention paramétré pour produire un élément filtrant présentant une hauteur de plis variable et un embossage constant ; 5 - La figure 12 est une représentation schématique d'un dispositif selon l'invention paramétré pour produire un élément filtrant présentant une hauteur de plis et un embossage constants. En référence à la figure 1, l'invention concerne un dispositif 1 de 5 production d'éléments filtrants 30, comprenant (i) des moyens d'entrainement d'une nappe 31, (ii) des moyens d'embossage d'empreintes d'espacement 35, (iii) des moyens de marquage d'arêtes de plissage 33 et (iv) des moyens de plissage de chaque arête de plissage 33. Les moyens d'embossage présentent un pas d'embossage A ajustable et les moyens de marquage présentent un pas de marquage B ajustable en 10 fonction du pas d'embossage A. Comme on peut l'observer sur la figure 2, les moyens d'embossage comprennent deux arbres cannelés 4a. Chaque arbre cannelé 4a peut, par exemple, être réalisé en acier usiné. Les arbres cannelés 4a sont positionnés en vis-à-vis, de telle sorte qu'une nappe 31 puisse circuler entre eux pour être embossée. 15 De plus, les moyens d'embossage comprennent plusieurs poinçons amovibles d'embossage 5. En référence aux figures 2 et 3, les poinçons d'embossage 5 sont utilisés par paires. Un poinçon amovible d'embossage 5 mâle présentant une surface d'appui convexe 6a est positionné en regard d'un poinçon amovible d'embossage 5 femelle présentant une surface d'appui concave 6b. Les poinçons 20 amovibles d'embossage 5 peuvent être réalisés en acier usiné. Les poinçons amovibles d'embossage 5 sont adaptés pour embosser, dans une nappe 31 souple, des empreintes d'espacements 35 qui, en conditions d'utilisation, auront fonction d'espacements entre deux plis 32 de l'élément filtrant 30 produit. Tel que représenté sur la figure 2, les dimensions des poinçons amovibles d'embossage 5 peuvent varier 25 de manière à réaliser des empreintes d'espacement 35 de dimensions variables. Chaque poinçon amovible d'embossage 5 peut être positionné dans une cannelure 41 de l'un des arbres cannelés 4a. Le pas d'embossage A est la distance entre deux poinçons amovibles d'embossage 5 consécutifs. Ainsi, les moyens d'embossage peuvent comprendre n poinçons amovibles d'embossage, avec n 30 supérieur ou égal à deux, espacés d'un pas d'embossage Ai, i variant de 1 à n. Au moins un pas d'embossage Ai peut être différent de 2n/n, de sorte que les poinçons amovibles d'embossage 5 ne sont pas nécessairement équidistants. En référence à la figure 4, les moyens de marquage comprennent deux arbres cannelés 4b. Les arbres cannelés 4b sont positionnés en vis-à-vis, de telle sorte 35 qu'une nappe 31 puisse circuler entre eux pour être marquée. Chaque arbre cannelé 4b peut, par exemple, être réalisé en acier usiné. 6 De plus, les moyens de marquage comprennent plusieurs poinçons amovibles de marquage 7. Chaque poinçon amovible de marquage 7 présente un corps 8 adapté pour être positionné dans une cannelure 41, et une réglette 9 adaptée pour marquer 5 par compression les arêtes de plissage 33 de l'élément filtrant 30. Les poinçons amovibles de marquage 7 peuvent être réalisés en acier usiné. Le pas de marquage B est la distance entre deux poinçons amovibles de marquage 7 consécutifs. Tel que cela sera précisé ultérieurement, les poinçons amovibles de marquage 7 peuvent être positionnés selon un pas de marquage B 10 variable. En d'autres termes, les moyens de marquage comprennent n poinçons amovibles de marquage, avec n supérieur ou égal à deux, espacés d'un pas de marquage Bi, i variant de 1 à n. Au moins un pas de marquage Bi peut être différent de 2n/n, de sorte que les poinçons amovibles de marquage 7 ne sont pas nécessairement équidistants. 15 Selon le mode de réalisation ici présenté, les moyens de plissage comprennent deux vis sans fin 11. En outre, selon le mode de réalisation ici présenté, les moyens d'entrainement comprennent des rouleaux d'entrainement 12 adaptés pour déplacer la nappe 31 au travers du dispositif 1. 20 En référence à la figure 1, selon le mode de réalisation ici présenté, le dispositif 1 comprend deux buses 16 permettant de déposer deux cordons de colle sur la nappe 31. Les buses 16 sont positionnées entre les rouleaux d'entrainement 12 et les vis sans fin 11 La présente invention porte aussi sur un procédé de production de 25 l'élément filtrant 30. Le procédé selon l'invention comprend une première étape (a) de fourniture du dispositif 1, et une étape (b) de fourniture d'une nappe 31 en matériau poreux à l'air. D'une manière classique, la nappe 31 peut, par exemple, être une nappe 30 en textile synthétique non-tissé, ou cellulosique, sans limitation de grammage. Ensuite, le procédé comprend une étape (c) d'ajustement du pas d'embossage A et une étape (d) d'ajustement du pas de marquage B. L'ajustement du pas d'embossage A est réalisé en positionnant les poinçons amovibles d'embossage 5 dans les cannelures 41 des arbres cannelés 4a des moyens d'embossage. De même, 35 l'ajustement du pas de marquage B est réalisé en positionnant les poinçons amovibles 7 de marquage 7 dans les cannelures 41 des arbres cannelés 4b des moyens de marquage. Le pas d'embossage A ajustable et le pas de marquage B ajustable permettent de faire varier la hauteur des plis 32 de l'élément filtrant 30 produit. Ainsi, 5 en ajustant le pas d'embossage A et le pas de marquage B, il est possible de produire un élément filtrant 30 présentant une hauteur de plis 32 constante (figures 6 et 7) ou présentant une hauteur de plis 32 variable (figures 8 et 9). Pour produire un élément filtrant 30 présentant une hauteur de plis variable, les poinçons amovibles d'embossage 5 et les poinçons amovibles de marquage 7 sont positionnés selon un 10 pas d'embossage A et un pas de marquage B variables. Par pas variable, il est entendu que l'ensemble des poinçons mobiles d'un arbre cannelé 4a-4b ne sont pas équidistants. Selon une première disposition technique présentée en figure 10, il est remarquable que le pas de marquage B est proportionnel au pas d'embossage A. 15 Selon l'exemple ici présenté, le pas de marquage B est déphasé par rapport au pas d'embossage A. Cette disposition technique permet de toujours marquer une arête de plissage 33 entre deux empreintes d'espacement 35. Lorsque le pas d'embossage A est variable, le pas de marquage B est proportionnellement variable. Selon une deuxième disposition technique présentée en figure 11, le pas 20 d'embossage A est constant et le pas de marquage B est variable. Selon une troisième disposition technique présentée en figure 12, le pas d'embossage A est constant et les pas de marquage B est constant. La nappe 31 est ensuite positionnée entre les arbres cannelés 4a-4b. Le procédé comprend ensuite une étape (e) d'embossage de la nappe 31 25 par les moyens d'embossage, pour former les empreintes d'espacement 35, puis une étape (f) de marquage de la nappe par les moyens de marquage, pour former les arêtes de plissage 33. La nappe 31 est ensuite entrainée par les rouleaux d'entrainement 12. Les buses 16 déposent deux rubans de colle le long de la nappe 31, puis la 30 nappe 31 est acheminée vers les vis sans fin 9 pour réaliser une étape (g) de plissage de la nappe 31 pour former l'élément filtrant 30. Au sortir des vis sans fin 9, l'élément filtrant 30 comprend une série de plis 32 présentant chacun une arête de plissage 33. Entre chaque plis 32, l'élément filtrant 30 comprend une, ou plusieurs, empreintes d'espacement 35 qui ont une fonction d'espacement pour maintenir un écartement 35 minimum entre les plis 32. 8 Ainsi, l'invention propose un dispositif et un procédé de production d'éléments filtrants qui permettent de produire simplement, au sein d'un seul dispositif de production, et à moindre coût, des éléments filtrants pouvant présenter une hauteur de plis variable. 5 Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution représentée ci-dessus, REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de production d'éléments filtrants (30), comprenant (i) des moyens d'entrainement d'une nappe (31) de matériau poreux, (ii) des moyens d'embossage d'empreintes d'espacement (35), (iii) des moyens de marquage d'arêtes de plissage (33) et (iv) des moyens de plissage de chaque arête de plissage (33), caractérisé en ce que les moyens d'embossage présentent un pas d'embossage (A) ajustable et en ce que les moyens de marquage présentent un pas de marquage (B) ajustable en fonction du pas d'embossage (A). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'embossage comprennent au moins un arbre cannelé (4) présentant au moins un poinçon amovible d'embossage (5) pouvant être positionné dans une cannelure (41). 3. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce 15 que les moyens de marquage comprennent au moins un arbre cannelé (4) présentant au moins un poinçon amovible de marquage (7) pouvant être positionné dans une cannelure (41). 4. Dispositif (1) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les 20 moyens d'embossage comprennent deux poinçons amovibles d'embossage (5) écartés l'un de l'autre selon un pas d'embossage (A), et les moyens de marquage comprennent deux poinçons amovibles de marquage (7) écartés l'un de l'autre selon un pas de marquage (B) sensiblement déphasé par rapport au pas d'embossage (A), pour marquer une arête de plissage (33) entre deux empreintes d'espacement (35) 25 consécutives. 5. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'embossage comprennent n poinçons amovibles d'embossage (5), avec n supérieur ou égal à deux, espacés d'un pas d'embossage (Ai), i variant de 1 à n, au 30 moins un pas d'embossage (Ai) étant différent de 2n/n, et les moyens de marquage comprennent n poinçons amovibles de marquage (7), avec n supérieur ou égal à deux, espacés d'un pas de marquage (Bi), i variant de 1 à n, sensiblement déphasé par rapport au pas d'embossage (Ai) correspondant. 35 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de plissage comprennent au moins une vis sans fin 10 (11) adaptée pour plisser la nappe (31) le long de la, ou de chaque, arête de plissage (33). 7. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 5 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de dépose d'un cordon de colle sur la nappe (31). 8. Procédé de production d'un élément filtrant, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : 10 (a) Fourniture d'un dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, (b) Fourniture d'une nappe (31) en matériau poreux à l'air (c) Ajustement d'au moins un pas d'embossage (A) entre les poinçons amovibles d'embossage, (d) Ajustement d'au moins un pas de marquage (B), en fonction du pas d'embossage (A), entre les poinçons amovibles de marquage, (e) Embossage de la nappe (31) par les moyens d'embossage, pour former les empreintes d'espacement (35), (f) Marquage de la nappe (31) par les moyens de marquage, pour former les arêtes de plissage (g) Plissage de la nappe (31) par les moyens de plissage. 9. Procédé de production d'un élément filtrant selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape (c) comprend une phase de positionnement dans une 25 cannelure (41) correspondante d'un poinçon amovible d'embossage (5). 10. Procédé de production d'un élément filtrant selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'étape (d) comprend une phase de positionnement dans une cannelure (41) correspondante d'un poinçon amovible de 30 marquage (7). 11. Procédé de production selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'étape (g) comprend une phase de plissage de la nappe (31) par au moins une vis sans fin (11). 35 11 12. Procédé de production selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (h) de dépose d'un cordon de colle sur la nappe(31), entre les étapes (f) et (g).