Brevet FR2620359A1 — publié le 19890317

La présente invention concerne un dispositif de moulage d'un carter ou bloc-cylindres de moteur à explosion comportant plusieurs cylindres alignés d'axes parallèles et plusieurs paliers pour le montage d'un arbre tournant, par exemple du vilebrequin du moteur, dont l'axe est perpendiculaire à l'axe des cylindres et qui est porté respectivement par plu- sieurs cloisons parallèles qui s'étendent, dans des plans perpendiculaires à l'axe de l'arbre et qui comportent des évidements qui empêchent le démoulage du bloc-cylindres selon une direction parallèle à l'axe des cylindres. Le dispositif de moulage peut également être utilisé pour la réalisation d'un modèle de fonderie correspondant, par exemple un modèle en mousse utilisé dans la technique du moulage en mousse perdue, connue sous le nom de LOST FOAM. La fabrication par moulage en coquille par gravité et basse pression d'un bloc-cylindres, ou celle d'un modèle correspondant en mousse perdue, dont les parois servant de support aux paliers de vilebre- quin comportent des évidements qui ne démoulent pas, peut être réalisée selon différentes techniques. Il est par exemple possible de réaliser un modèle du bloc-cylindres avec des chemises assemblées par collage. Les évidements à la partie supérieure des paliers sont obtenus depuis la chambre d'eau du bloc- cylindres. Cette technique a pour inconvénient de nécessiter l'assemblage d'éléments, ce qui entraîne des fuites et des criques dans la chambre d'eau. De plus les paliers sont évidés depuis les faces latérales ce qui provoque des difficultés de nettoyage. Le bloc-cylindres ainsi obtenu est de plus peu esthétique au regard des exigences actuelles qui tendent à réduire au minimum les alvéoles de la paroi externe du bloc-cylindres. Cette solution entraine également une perte de rigidité du bloc-cylindres ainsi que des problèmes d'usinage du palier; le coût des modèles à réaliser pour sa mise en oeuvre étant par ailleurs très important. Selon une autre technique il est connu de réaliser un modèle du bloccylindres auquel les paliers sont rapportés par collage ou par assemblage. Cette technique nécessite de réaliser avec précision un assemblage délicat des différents composants du carter, ce qui provoque le plus souvent de nombreux défauts dans la zone de liaison des différents éléments. Elle nécessite de mettre en oeuvre des éléments de moules supplémentaires dont le coût est également très important. Les inconvénients de cette solution se retrouvent dans une technique équivalente qui consiste à réaliser un modèle du bloc-cylindres qui est coupé en deux parties au niveau de 1,a partie supérieure des paliers. Les différentes techniques de moulage en mousse perdue pour l'obtention de pièces en fonte ou en aluminium, qui viennent d'être mentionnées, néces- sitent de procéder à des tests et à des essais d'endurance spécifiques étant donné leurs différences de conception et de géométrie par rapport à des pièces obtenues par un procédé classique de moulage en sable. L'invention a pour but de proposer un dispositif de moulage qui permet d'obtenir, dans le cas du moulage à mousse perdue ou du moulage en coquille, des pièces identiques à celles obtenues par le procédé classique de moulage en sable. Selon l'invention le dispositif de moulage est caractérisé en ce qu'il comporte, pour le moulage des cloisons, deux séries de plaques de moulage paral- lèles et alternées qui s'étendent dans des plans perpendiculaires à l'axe de l'arbre, chaque série de plaques de moulage étant respectivement montée sur un support qui peut coulisser parallèlement à l'axe de l'arbre par rapport au bloc-cylindres entre une posi- tion de moulage dans laquelle les faces de moulage en vis-à-vis de deux plaques consécutives sont en appui l'une contre l'autre, et une position de démoulage dans laquelle ces faces de moulage sont écartées l'une de l'autre par coulissement relatif des deux supports. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le dispositif de moulage comporte une série d'éléments de serrage montés sur un plateau qui peut coulisser perpendiculairement à l'axe de l'arbre entre sa position de moulage dans laquelle chaque élément de serrage est reçu entre lesdites faces d'appui, et sa position de démoulage dans laquelle les éléments de serrage sont escamotés pour permettre le coulissement des supports. Selon un mode de réalisation particulière- ment avantageux de l'invention, chacun des deux supports est formé d'un cadre comportant deux montants latéraux entre lesquels les plaques de moulage sont montées espacées, les deux cadres étant superposés et coulissant l'un sur l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la descrip- tion détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue en coupe axiale selon la ligne 1-1 de la figure 2, d'un dispositif de moulage réalisé conformément aux enseignements de l'invention et représenté dans sa position fermée de moulage; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique simplifiée et en perspective des principaux éléments mobiles du dispositif de moulage représenté aux figures I et 2; - les figures 4 et 5 sont des vues similai- res à celles des figures 1 et 2, dans lesquelles le dispositif de moulage est représenté en position fermée de moulage, les éléments de serrage étant en position escamotée: et - la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 4, le dispositif. de moulage étant repré- senté dans sa position ouverte de démoulage. Le dispositif de moulage selon l'invention représenté aux figures a pour but de permettre la réalisation d'un bloc-cylindres 10, ou celle d'un modèle de fonderie correspondant. Le bloc-cylindres 10 comporte à sa partie supérieure plusieurs cylindres alignés d'axes paral- leles 12. Dans le mode de réalisation représenté aux figures, le bloc-cylindres 10 comporte quatre cylin- dres dont les axes parallèles sont repérés par les lettres a, b, c et d. A sa partie inférieure, le bloc-cylindres 10 comporte plusieurs paliers 14 qui permettent le mon- tage d'un arbre tournant, dans ce cas du vilebrequin du moteur, dont l'axe X-X est perpendiculaire à l'axe des cylindres 12. Les paliers 14 sont formés dans des cloisons parallèles 16 qui s'étendent, entre les cylindres, et à chaque extrémité du bloc-cylindres, dans des plans perpendiculaires à l'axe X-X du vile- brequin. Les cloisons 16, à l'extrémité inférieure desquelles sont formés les paliers 14, comportent des évidements latéraux 18 qui s'étendent à l'intérieur des cloisons selon une direction parallèle à l'axe X-X du vilebrequin et qui, empêchent donc le démoulage du bloc-cylindres selon une direction parallèle à l'axe des cylindres 12. Ces évidements 18 sont nécessaires pour l'usinage de la base des cylindres 12, des faces intérieures des paliers de vilebrequin 14 et permet- tent de dégager des passages pour les contrepoids du vilebrequin. Ces évidements permettent également un gain de poids important dans la réalisation du bloc-cylindres. Le dispositif de moulage du bloc-cylindres comporte, à sa partie supérieure, quatre parties de moules latérales 20, 22, 24 et 26 qui permettent de réaliser la paroi externe du bloccylindres 10. Les cylindres 12 sont obtenus à l'aide de quatre éléments de moules cylindriques 28 disposés à la partie supé- rieure du dispositif de moulage. Les parties de moules à 28 qui viennent d'être mentionnées sont d'une conception classique et ne seront pas décrites ici plus en détails. Conformément à l'invention, et afin de réaliser le moulage des cloisons 16 et des paliers 14, tout en permettant le démoulage du bloc-cylindres selon une direction parallèle à l'axe des cylindres 12, le dispositif de moulage comporte deux séries de plaques de moulages parallèles 30 et 32. Dans le cas de la réalisation d'un bloc à quatre cylindres et cinq paliers de vilebrequin, chaque série de plaques com- porte quatre plaques identiques ou peu différentes. Les plaques de moulage 30 et 32 sont parallèles et alternées entre elles, et s'étendent dans des plans perpendiculaires à l'axe X-X du vilebrequin. Chacune des plaques 30 de la première série de plaques comporte une face de moulage 30 dans laquelle est creusé un profil correspondant à la partie en relief de la cloison 16 qui délimite les paliers 14 et les évidements 18 que l'on désire réaliser, et une face opposée d'appui 30". De la même manière chacune des plaques 32 de la seconde série de plaques comporte une face de moulage 32', complémen- taire de la face de moulage 30' de la plaque de moulage 30 disposée en vis-à-vis, et une face opposée d'appui 32". Comme on peut le constater à la figure 1, les faces de moulage 30' des plaques de la première série sont tournées vers la gauche, en considérant la figure, et sont disposées en vis-à-vis des faces de moulage 32' des plaques 32 de la seconde série de plaques qui sont tournées vers la droite. Pour la réalisation de la paroi 16 la plus à gauche, une face de moulage 30' d'une plaque 30 coopè- re avec une empreinte correspondante formée dans la partie de moule latérale 20, tandis que pour la réali- sation de la cloison 16 la plus à droite, une face de moulage 32' d'une plaque 32 coopère avec une empreinte correspondante formée dans la partie de moule latérale 22. Les quatre plaques de moulage 30 de la pre- mière série de plaques sont montées sur un support coulissant 34. Le support 34 présente la forme d'un cadre et comporte deux montants latéraux 36 et 38 entre lesquels sont montées parallèles et espacées les quatre plaques 30. Le support 34 est monté coulissant dans une plaque horizontale de bâti 40 du dispositif de moulage de façon à pouvoir coulisser, parallèlement à l'axe X-X du vilebrequin, par rapport au bloc-cylin- dres 10. Le support coulissant 34 est associé à un vérin de commande 42 qui permet de le déplacer entre une position fermée de moulage et une position ouverte de démoulage. Les quatre plaques 32 de la seconde série de plaques sont montées dans un support coulissant 44. Le support coulissant 44 est formé d'un cadre comportant deux montants latéraux 46 et 48 entre lesquels sont montées les quatre plaques 32 qui sont parallèles entre elles et espacées d'une même distance que celle qui sépare les plaques 30 de la première série-de plaques. Le support 44 est monté coulissant dans une pièce inférieure 50 du dispositif de moulage qui est fixée à la pièce de bàti fixe 40 et par rapport à laquelle il peut coulisser selon une direction parallèle à l'axe X-X du vilebrequin. Le support coulissant 44 est également associé à un second vérin de commande 43. Comme le montre notamment la figure 3, les deux supports 34 et 44 sont superposés et coulissent l'un sur l'autre par l'intermédiaire des surfaces en vis-à-vis des montants 36, 38 et 46, 48 respective- ment. Les plaques 32 de la seconde série de plaques sont insérées dans les espaces correspondants séparant deux plaques 30 de la première série de plaques. Conformément à l'invention le dispositif de moulage comporte également une série d'éléments de serrage 52 qui sont montés sur un plateau 54 qui peut coulisser, perpendiculairement à l'axe X-X du vilebrequin, c'est-à- dire parallèlement à l'axe des cylindres 12. Le plateau coulissant 54 est monté coulissant sur quatre colonnes 56 du bâti fixe 40 et son déplacement est effectué par un troisième vérin de commande 58. Les éléments de serrage 52 sont constitués par des plaques parallèles de dimensions sensiblement égales à celle des plaques 30 et 32 mais qui présen- tent en section axiale, et comme on peut le constater aux figures 1; 4 et 6, un profil en forme de coin. Les coins de serrage 52 s'étendent dans des plans parallè- les entre eux et sont espacés d'une distance sensible- ment égale à celle séparant les plaques de chacune des deux séries 30 et 32. On décrira maintenant le mode de fonction- nement du dispositif de moulage selon l'invention. Aux figures 1 et 2, le dispositif de moulage est représenté dans sa position fermée, c'est-à-dire sa position de moulage dans laquelle on peut effectuer l'opération de moulage du bloc-cylindres ou du modèle de fonderie correspondant. Dans cette position les faces de moulage en vis-àvis 30' et 32' de deux plaques consécutives 30 et 32 sont en appui l'une contre l'autre dans leur partie inférieure située - entre les paliers 14 et les supports 34, 44. Le plateau coulissant 54 et les coins de serrage 52 sont dans leur position de moulage dans laquelle chaque élément de serrage 52 est reçu entre les faces d'appui en vis-à-vis 30" et 32" de deux plaques de moulage consécutives. Etant donné le profil en forme de coin des éléments de serrage 52 et la légère inclinaison des faces d'appui des plaques 30 et 32, le plateau coulissant 54 procure un effet de ser- rage des plaques de moulage 30 et 32 de façon à assu- rer une parfaite étanchéité de la partie inférieure du dispositif de moulage qu'elles constituent en vue de la réalisation des cloisons 16. Le serrage s'effectue par déplacement vertical vers le haut du plateau 54 dans la direction indiquée par la flèche A à l'aide du vérin 58. L'opération de démoulage du bloc-cylindres, ou du modèle de fonderie, s'effectue en plusieurs étapes à partir de la position de moulage représentée aux figures 1 et 2. Dans une première étape on provoque la descente verticale vers le bas du plateau de serrage 54, et donc des éléments de serrage 52 jusqu'à ce que ces derniers soient escamotés d'entre les plaques 30 et 32 tel que cela est illustré aux figures 4 et 5. Dans cette position les éléments de serrage 52 n'agissent plus sur les plaques 30 et 32 mais les faces de moulage en vis-à-vis 30', 32' de ces dernières sont toujours en appui l'une contre l'autre du fait de l'effort qui leur est appliqué par les vérins 42 et 43. Au cours d'une seconde étape, et afin de permettre le démoulage de la partie inférieure du bloc-cylindres 10, les deux supports coulissants 34 et 44 sont déplacés l'un par rapport à l'autre, et par rapport au bloccylindres 10, à l'aide des deux vérins 42 et 43, jusqu'à ce que le dispositif de moulage soit dans sa position ouverte de démoulage représentée à la figure 6. Dans cette position de démoulage, les faces d'appui en vis-à-vis 30" et 32" de deux plaques consécutives 30, 32 sont en contact l'une avec l'autre. Comme on peut le constater à la figure 6 l'espacement des plaques 30 et 32 est choisi de manière que, dans la position de démoulage, les faces de moulage en vis-à-vis 30' et 32' soient suffisamment écartées l'une de l'autre pour permettre un démoulage des cloisons du bloc-cylindres 10 selon une direction parallèle à l'axe des cylindres, c est-à-dire ici verticalement vers le haut, sans qu'aucune partie des plaques ne vienne empêcher cette opération de démou- lage. Le démoulage complet du bloc-cylindres se termine bien entendu par le déplacement, vers l'exté- rieur. des parties de moules supérieures 20 à 28, selon les directions indiquées par les flèches B à F. Une fermeture du dispositif de moulage s'effectue dans l'ordre inverse des étapes qui viennent d'être mentionnées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de moulage d'un bloc-cylindres (10), ou d'un modèle de fonderie correspondant, comportant plusieurs cylindres alignés (12) d'axes 5. parallèles (a, b, c, d) et plusieurs paliers (14) pour le montage d'un arbre tournant dont l'axe (X-X) est perpendiculaire à l'axe des cylindres et qui est porté respectivement par plusieurs cloisons parallèles (16) qui s'étendent dans des plans perpendiculaires à l'axe (X- X) de l'arbre et qui comportent des évidements (18) qui empêchent le démoulage du bloc-cylindres selon une direction parallèle à l'axe des cylindres, caractérisé en ce qu il comporte, pour le moulage des cloisons, deux séries de plaques de moulage (30, 32) parallèles et alternées qui s'étendent dans des plans perpendi- culaires à l'axe de l'arbre, chaque série de plaques de moulage (30, 32) étant respectivement montée sur un support (34, 44) qui peut coulisser parallèlement à l'axe de l'arbre par rapport au bloc-cylindres entre une position de moulage dans laquelle les faces de moulage (30',32') en vis-àvis de deux plaques consécutives (30, 32) sont en appui l'une contre l'autre, et une position de démoulage dans laquelle ces faces de moulage (30',32') en vis-à-vis sont écartées l'une de l'autre par coulissement relatif des deux supports (34,44). 2. Dispositif de moulage selon la revendica- tion 1 caractérisé en ce que chacun des deux supports (34, 44) coulissants est respectivement associé à un vérin de commande (42, 43). 3. Dispositif de moulage selon la revendica- tion 1 caractérisé en ce que chacun des deux supports (34, 44) est formé d'un cadre comportant deux montants latéraux (36-38, 46-48) entre lesquels les plaques de moulage (30, 32) sont montées espacées, et en ce que les deux cadres sont superposés et coulissent l'un sur l'autre. 4. Dispositif de moulage selon la revendica- tion 1 caractérisé en ce qu'il comporte une série d'éléments de serrage (52) montés sur un plateau (54) qui peut coulisser perpendiculairement à l'axe de l'arbre entre sa position de moulage dans laquelle chaque élément de serrage (52) est reçu entre deux plaques consécutives (30,32), contre leur face d'appui (30",32") opposée à leur face de moulage, et sa position de démoulage dans laquelle les éléments de serrage (52) sont escamotés pour permettre le coulissement des supports (34, 44). 5. Dispositif de moulage selon la revendica- tion 4 caractérisé en ce que les éléments de serrage (52) sont constitués par des plaques parallèles en forme de coin s'étendant dans des plans perpendicu- laires à l'axe de l'arbre. 6. Dispositif de moulage selon la revendica- tion 4 caractérisé en ce que le plateau coulissant (54) est associé à un vérin de commande.