Brevet FR2581903A1 — publié le 19861121

L'invention a trait à des procédés et dispositifs de moulage de métal et, plus particulièrement, à des procédés et dispositifs de moulage d'une culasse à refroidissement par air par technique de moulage à la mousse perdue. Plus parti- culièrement encore, l'invention a trait à des modèles en mousse et à des procédés de fabrication de modèles en mousse pour le moulage d'une culasse à refroidissement par air par technique de moulage à la cire perdue. On façonne couramment un modèle de moule en mousse de- vant servir dans un processus de moulage à la mousse perdue en injectant des perles de polystyrène dans un moule dont la cavité a la forme du modèle en mousse souhaité. Bien que les perles de polystyrène puissent théoriquement avoir toute grosseur, la grosseur la plus facile à se procurer et de loin la plus économique est celle servant au façonnage de coupelles en Styrofoam. Des perles plus petites sont beaucoup plus oné- reuses ou même impossibles à trouver. En ayant recours aux méthodes courantes, il est difficile, sinon impossible, d'ob- tenir un bon "remplissage" par le modèle en mousse des passa- ges d'une cavité de moule servant à le réaliser si une partie quelconque du modèle en mousse ayant une longueur notable (par exemple de 25 mm) a une épaisseur inférieure à trois à quatre fois le diamètre des perles utilisées pour façonner le modèle. Lorsqu'on utilise des perles de grosseur courante, il est difficile de remplir les parties de moule d'une épaisseur inférieure à 4,6 mm. Or, une épaisseur de 4,6 mm est trop forte pour des ai- lettes de refroidissement efficace d'une culasse à refroi- dissement par air. Donc, on ne peut façonner un modèle en mousse pour culasse à refroidissement par air à ailettes de refroidissement suffisamment minces en moulant le modèle d'un seul tenant, parce qu'il n'y a pas remplissage satisfaisant des "ailettes" du modèle. Il est connu, en moulage à la mousse perdue, de façonner un modèle en mousse en réunissant par collage diverses pièces d'un modèle. L'attention est attirée surles-.brevets des Etats-Unis suivants qui ont trait au moulage avec modèles à vaporiser et au moulage de pièces de moteur: Ernest 4 197 899 15 avril 1980 Erdle 2 461 416 8 février 1949 Wittmoser 3 302 256 7 février 1967 Boyle 3 898 654 19 novembre 1974 Witchell 4 015 654 5 avril 1977 Bretzger 4 231 413 4 novembre 1980 Trumbauer Re.31 488 10 janvier 1984 Trumbauer 4 462 453 31 juillet 1984 L'invention fournit un procédé de fabrication de modèle de moule en mousse pour la réalisation d'une culasse à refroi- dissement par air par technique de moulage à la mousse perdue, la culasse comportant une ailette de refroidissement, le pro- cédé comprenant les opérations de: fabrication d'une partie à ailette de modèle de moule en mousse comportant une ailette de refroidissement, fabrication d'une partie principale de modèle de moule en mousse et fixation de la partie à ailette à la partie principale. Selon un mode de mise en oeuvre, la première opération de fabrication comporte les étapes consistant à prévoir un moule présentant une cavité qui a la forme de la partie à ailette, la cavité du moule comportant une partie de cavité à ailette qui présente une base, et à injecter des particules de mousse à l'intérieur de la cavité du moule en un point voi- sin de la base de la partie de cavité.à ailette. Selon un autre mode de mise en oeuvre, la première opéra- tion de fabrication comporte les étapes consistant à prévoir des particules de mousse d'un certain diamètre, à prévoir un moule présentant une cavité ayant la forme de la partie à ai- lette et comportantune partie de cavité qui présente une base, une épaisseur approximativement égale à deux diamètres de par- ticule et une longueur d'environ 25 mm, et à injecter les particules de mousse à l'intérieur de la cavité du moule en point voisin de la base de la partie de cavité à ailette. Selon un autre mode de mise en oeuvre, l'opération de fixation comporte l'opération de réunion par collage de la partie à ailette à la partie principale. Selon encore un autre mode de mise en oeuvre, la première opération de fabrication comporte l'opération de fabrication d'une partie à ailette comportant une série d'ailettes de re- 81903 froidissement. L'invention fournit aussi un procédé de fabrication d'un modèle de moule en mousse pour le façonnage d'une culasse à refroidissement par air par technique de moulage à la mousse perdue, la culasse présentant un orifice d'échappement, un passage d'échappement, un orifice d'admission, un passage d' admission et une ailette de refroidissement, le procédé com- prenant les opérations de: fabrication d'une partie à ailet- te de modèle de moule en mousse comportant une ailette de re- froidissement, opérée en prévoyant des particules de mousse d'un certain diamètre, en prévoyant un moule présentant une cavité qui a la forme de la partie à ailette et comporte une partie de cavité à ailette qui présente une base, une épais- seur environ égale à deux diamètres de particule et une lon- gueur environ égale à 25 mm, et en injectant les particules de mousse à l'intérieur de la cavité du moule en un point voisin de la base de la partie-à ailette de la cavité, fabri- cation d'une partie principale de modèle de moule en mousse présentant un orifice d'échappement, un passage d'échappement, un orifice d'admission et un passage d'admission, et réunion par collage de la partie d'ailette à la partie principale. L'invention fournit aussi un modèle de moule pour le moulage d'une culasse à refroidissement par air par technique de moulage à la mousse perdue, le modèle de moule en mousse comprenant une partie principale de modèle de moule en mousse constituant une culasse et une partie à ailette de modèle de moule en mousse fixée à la partie principale et comportant une ailette de refroidissement. Dans une réalisation, le modèle est en particules de mousse ayant un certain diamètre et l'ailette de refroidisse- ment a une épaisseur environ égale à deux diamètres de parti- cules et une longueur environ égale à 25 mm. Dans une autre réalisation, la partie principale comporte une première sous-section et une seconde sous-section fixée à la première et la partie à ailette est fixée à la première sous-section. Dans une autre réalisation, le modèle comprend encore une seconde partie à ailette fixée à la première sous-section et la seconde sous-section est fixée à la première sous-section et à la seconde partie à ailette. Dans une autre réalisation encore, la première sous- section présente un orifice d'admission, une partie d'un pas- sage d'admission, une partie d'un orifice d'échappement et une partie d'un passage d'échappement, la seconde partie à ailette présente une partie de l'orifice d'échappement et une partie du passage d'échappement et la seconde sous-section présente une partie du passage d'échappement et une partie du passage d'admission. Suivant un aspect principal de l'invention, il est prévu un procédé comprenant les opérations de fabrication d'une partie à ailette de modèle de moule en mousse comportant une ailette de refroidissement, opérée en prévoyant un moule pré- sentant une cavité ayant la forme de la partie à ailette et comportant une partie de cavité à ailette qui présente une base, et en injectant des particules de mousse dans la cavité du moule en un point voisin de la base de partie de cavité à ailette, de fabrication d'une partie principale de modèle de moule en mousse et de fixation de la partie à ailette à la partie principale. Ce procédé fournit un modèle en mousse de culasse à refroidissement par air à ailettes de refroidisse- ment suffisamment minces, attendu qu'il permet de façonner des parties de modèle ayant une épaisseur d'environ deux diamètres de perles et non de trois à quatre diamètres de perle. Lors- qu'on utilise des perles de grosseur courante, ce procédé permet de réaliser des ailettes de refroidissement ayant une longueur d'environ 25 mm et une épaisseur d'environ 2,3 mm. Un autre aspect principal de l'invention réside dans la réalisation d'un modèle de moule en mousse pour le moulage d'une culasse à refroidissement par air par technique à la mousse perdue, le modèle de moule en mousse comprenant une partie principale de modèle de moule en mousse constituant une culasse et une partie à ailette de modèle de moule en mousse fixée à la partie principale et présentant une ou plusieurs ailettes de refroidissement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'homme de métier d'après la description dé- taillée et les revendications ci-dessous et d'après les des- sins. 81903 Sur les dessins annexés: - la figure 1 est une vue en perspective d'un modèle de moule en mousse matérialisant l'invention; - la figure 2 est une vue éclatée du modèle de moule en mousse; - la figure 3 est une vue en coupe droite d'un moule servant à façonner la partie à ailette du modèle de moule en mousse; - la figure 4 est une vue latérale, suivant la ligne 4-4 de la figure 2, d'une des parties à ailette du modèle de moule en mousse; - la figure 5 est une vue de dessous de la sous-section supérieure de la partie principale du modèle; - la figure 6 est une vue de dessous du modèle. La description que l'on va maintenant donner d'un mode de réalisation préféré de l'invention est bien entendu dé- pourvue de tout caractère limitatif. Les dessins représentent à titre d'exemple un modèle de moule en mousse 10 matérialisant l'invention. On conçoit que le modèle en mousse 10 n'est pas une culasse, mais un modèle en mousse de structure identique à celle de la culasse qu'il servira à réaliser; néanmoins on utilisera pour décrire le modèle en mousse 10 la terminologie à laquelle on aurait re- cours pour.décrire une culasse. Par exemple, le passage du modèle en mousse 10 qui correspond au passage d'échappement de la culasse-sera appelé passage d'échappement du modèle en mousse 10. Comme on le voit le mieux sur la vue de dessous donnée sur la figure 6, le modèle en mousse 10 présente un orifice d'admission 12 débouchant vers le bas et un orifice d'échap- pement 14 débouchant vers le bas. Le modèle en mousse 10 pré- sente aussi un passage d'admission 16 établissant une commu- nication entre l'orifice d'admission 12 et une ouverture d' admission 18, et un passage d'échappement 20 établissant une communication entre l'orifice d'échappement 14 et une ouver- ture d'échappement 21 (figure 1). Le modèle en mousse 10 com- porte encore un premier et un second jeux d'ailettes de re- froidissement 26 et 28 (figure 1) ayant une épaisseur d'envi- ron 2,3 mm et une longueur d'environ 25 mm. 81903 Le modèle en mousse 10 comprend une partie principale comportant une première sous-section 30, inférieure, présen- tant l'orifice d'admission 12 et une partie de l'orifice d' échappement 14, comme on le voit le mieux sur les figures 2 et 6. La première soussection 30 présente aussi une partie inférieure du passage d'admission 16 et une partie du passage d'échappement 20, comme on le voit le mieux sur la figure 2. La première sous-section 30 présente une surface supérieure dans l'ensemble plate 32, une surface latérale 34 située près de l'orifice d'échappement 14 et du passage d'échappement 20, et une surface 35 située près de l'orifice d'admission 12 et du passage d'admission 16. La partie principale comporte aussi une seconde sous- section 36, supérieure, comportant une partie supérieure du passage d'admission 16 et une partie supérieure du passage d'échappement 20, comme on le voit le mieux sur la figure 5. La seconde sous-section 36 présente une surface inférieure 42 qui est dans l'ensemble plate et est propre à s'apparier avec la surface supérieure 32 de la première sous-section 30. Le modèle en mousse 10 comprend encore une première par- tie à ailette 44 (figure 2) présentant le premier jeu d'ai- lettes de refroidissement 26. La première partie à ailette 44 présente une surface inférieure 46 qui est dans l'ensemble plate et est proche de, et parallèle à, la base des ailettes de refroidissement 26. La surface inférieure 46 est propre à s'apparier avec la surface 35 de la première sous-section 30. Le modèle en mousse 10 comprend encore une seconde partie à ailette 48 (figures 2 et 4) présentant le second jeu d' ailettes de refroidissement 28, une partie de l'orifice d' échappement 14 (figure 2) et une partie inférieure du passage d'échappement 20. La seconde partie à ailette 48 présente une surface inférieure 50 qui est dans l'ensemble plate et est proche de, et parallèle à, la base des ailettes de refroidis- sement 28. La surface inférieure 50 est propre à s'apparier avec la surface latérale 34 de la première sous-section 30. La seconde partie à ailette 48 présente aussi une surface supé- rieure 52 propre à s'apparier avec une partie de la surface inférieure 42 de la seconde sous-section 36. 81903 L'orifice d'échappement 14, le passage d'échappement 20, l'orifice d'admission 12 et le passage d'admission 16 sont répartis entre la première et la seconde sous-sections 30 et 36 et la seconde partie à. ailette 48 comme décrit ci-dessus et comme représenté sur les dessins en vue de simplifier la fabrication des pièces du modèle en mousse 10 en simplifiant les moules nécessaires à cette fabrication. Suivant le procédé objet de l'invention, on fabrique chacune des parties à ailette 44 et 48 en prévoyant un moule 54 (le moule de la première partie à ailette 44 est représen- té sur la figure 3) présentant une cavité 56 qui a la forme de la partie à ailette désirée et qui comporte des parties de cavité à ailette correspondant aux ailettes de refroidis- sement et présentant une base qui correspond à la base des ailettes de refroidissement. Les parties de cavité à ailette ont une épaisseur d'environ 2,5 mm et une longueur d'environ mm, ces dimensions correspondant à celles des ailettes de refroidissement. On achève de préférence la fabrication de la partie à ailette en injectant dans la cavité de moule 56 des particules de mousse d'un certain diamètre au moyen d'une buse de projection de mousse 58 en un point voisin de la base des parties de cavité à ailette. On entend par là que l'on place la buse de façon que les perles empruntent un trajet relativement rectiligne et court pour pénétrer dans les par- ties de cavité à ailette. Si les perles doivent décrire des virages ou un trajet trop long pour pénétrer dans les parties de cavité à ailette, elles perdent de l'énergie cinétique et ne remplissent pas bien les parties de cavité à ailette. On a constaté au cours d'essais qu'il importe davantage de prévoir un trajet relativement rectiligne qu'un trajet relati- vement court. Ai rsi, des perles de grosseur courante peuvent parcourir plus de 50 mm sur un trajet relativement rectiligne pour remplir des ailettes de refroidissement ayant une épais- seur de 2,3 mm (environ deux diamètres de particule) et une longueur de 25 mm. On a aussi constaté qu'on peut remplir des ailettes d'une longueur de plus de 25 mm si l'épaisseur est supérieure à 2,3 mm. Ce procédé permet de fabriquer des ailettes de refroidis- sement ayant une épaisseur d'environ deux diamètres de particu- le au lieu de trois à quatre diamètres de particule. La fabrication de la première partie à ailette 44 est illustrée par la figure 3. L'emplacement de la buse servant à fabriquer la seconde partie à ailette est indiqué par une croix sur la figure 2. On peut fabriquer la première et la seconde sous-sections et 36 de la partie principale par des techniques courantes de façonnage de modèles en mousse. Lorsqu'on a fabriqué cha- cune des quatre pièces de modèle en mousse 10, on assemble le modèle 10 en fixant la base 46 de la première partie à ailette 44 à la surface correspondante 35 de la première sous- section 30, en fixant la base 50 de la seconde partie à ailet- te 48 à la surface latérale correspondante 34 de la première sous-section 30, et en fixant la surface inférieure 42 de la seconde sous-section 36 aux faces supérieures correspondantes 32 et 52 de la première sous-section 30 et de la seconde par- tie à ailette 48. De préférence, ces pièces sont fixées ensem- ble par collage des surfaces correspondantes, d'une manière connue dans le métier. D'autres caractéristiques et avantages divers de l'invention sont indiqués dans les revendications ci-dessous. 81903 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de modèle de moule en mousse pour le façonnage d'une culasse à refroidissement par air par technique de moulage à la mousse perdue, la culasse présentant une ailette de refroidissement, caractérisé en ce qu'il com- prend les opérations de: fabrication d'une partie à ailette de modèle de moule en mousse comportant une ailette de re- froidissement, fabrication d'une partie principale de modèle de moule en mousse et fixation de ladite partie à ailette à la partie principale. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération de fabrication comporte les étapes con- sistant à prévoir un moule présentant une cavité qui a la forme de ladite partie à ailette, cette cavité de moule com- portant une partie de cavité à ailette qui présente une base, et à injecter des particules de mousse à l'intérieur de la cavité du moule en un point voisin de ladite base de la partie de cavité à ailette. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération de fabrication comporte les étapes con- sistant à prévoir des particules de mousse d'un certain diamè- tre, à prévoir un moule présentant une cavité ayant la forme de ladite partie à ailette et comportant une partie de cavité à ailette qui présente une base, une épaisseur environ égale à deux diamètres de particule et une longueur environ égale à mm, et à injecter lesdites particules de mousse à l'inté- rieur de la cavité de moule en un point voisin de ladite base de la partie de cavité à ailette. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération de fixation comporte l'opération de réunion par collage de ladite partie à ailette à ladite par- tie principale. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération de fabrication comporte l'opération de fabrication d'une partie à ailette comportant une série d' ailettes de refroidissement. 6. Procédé de fabrication d'un modèle de moule en mousse pour le façonnage d'une culasse à refroidissement par air par technique de moulage à la mousse perdue, la culasse présentant 81903 un orifice d'échappement, un passage d'échappement, un orifice d'admission, un passage d'admission et une ailette de refroi- dissement, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations de: fabrication d'une partie à ailette de modèle de moule en mousse comportant une ailette de refroidissement, opérée en prévoyant des particules de mousse d'un certain diamètre, en prévoyant un moule présentant une cavité qui a la forme de ladite partie à ailette et comporte une partie de cavité à ailette qui présente une base, une épaisseur environ égale à deux diamètres de particule et une longueur environ égale à mm, et en injectant lesdites particules de mousse à l'in- térieur de la cavité du moule en un point voisin de la base de la partie à ailette de la cavité, fabrication d'une partie principale de modèle de moule en mousse présentant un orifice d'échappement, un passage d'échappement, un orifice d'admis- sion et un passage d'admission, et réunion par collage de la partie à ailette à la partie principale. 7. Modèle de moule en mousse pour le moulage d'une culas- se à refroidissement par air par technique de moulage à la mousse perdue, caractérisé en ce qu'il comprend une partie principale formant culasse de modèle de moule en mousse et une partie à ailette (44) de modèle de moule en mousse (10) fixée à ladite partie principale et comportant une ailette de re- froidissement (26). 8. Modèle de moule en mousse selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est fait de particules de mousse d'un certain diamètre et en ce que ladite ailette de refroidisse- ment (26, 28) a une épaisseur d'environ deux diamètres de par- ticule et une longueur d'environ 25 mm. 9. Modèle de moule en mousse selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie à ailette (44) est collée sur ladite partie principale. 10. Modèle de moule en mousse selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie à ailette (44) comporte plusieurs ailettes de refroidissement (26). 11. Modèle de moule en mousse selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie principale comporte une première sous-section (30) et une seconde sous-section (36) fixée à la première sous-section et en ce que ladite partie à 81903 ailette (44) est fixée à la première sous-section (30). 12. Modèle de moule en mousse selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte encore une seconde partie à ailette (48) fixée à la première sous-section (30), la se- conde sous-section (36) étant fixée à la première sous- section (30) et à la seconde partie à ailette (48). 13. Modèle de moule en mousse selon la revendication 12, caractérisé en ce que la première sous-section (30) présente un orifice d'admission (12), une partie d'un passage d'admis- sion (16), une partie d'un orifice d'échappement (14) et une partie d'un passage d'échappement (20), en ce que la seconde partie à ailette (48) présente une partie dudit orifice d' échappement (14) et une partie dudit passage d'échappement (20) et en ce que ladite seconde sous-section (36) présente une partie dudit passage d'échappement (20) et une partie dudit passage d'admission (16). 14. Modèle de moule en mousse pour le moulage d'une culasse refroidie par air par technique de moulage à la mousse perdue, caractérisé en ce qu'il comprend une partie principa- le de modèle de moule en mousse constituant une culasse et comportant une première sous-section (30) présentant un ori- fice d'admission (12), une partie d'un passage d'admission (16), une partie d'un orifice d'échappement (14) et une partie d'un passage d'échappement (20), et une seconde sous-section (36) fixée à la première sous-section et présentant une partie dudit passage d'échappement (20) et une partie dudit passage d'admission (16), une première partie à ailette (44) de modèle de moule en mousse fixée à ladite première sous-section et présentant une série d'ailettes de refroidissement (26) et une seconde partie à ailette (48) de modèle de moule en mousse fixée à ladite première sous-section (30) et à ladite seconde sous-section (36) et présentant une série d'ailettes de re- froidissement (28), une partie dudit orifice d'échappement (14) et une partie dudit passage d'échappement (20). 15. Modèle de moule en mousse selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il est en particules de mousse d'un certain diamètre et en ce que lesdites ailettes de refroidissement des première et seconde parties à ailette ont chacune une épaisseur d'environ deux diamètres de particule et une longueur d'environ 25 nm.