Brevet FR2668403A1 — publié le 19920430

L'invention a pour objet un insert métallique disposé à la coulée, dans une culasse de moteur à combustion interne, dans les zones soumises à de forts gradients de température, notamment entre deux sièges de soupapes. L'invention a également pour objet une culasse équipée de tels inserts. Pour éviter la formation de criques d'origine thermique on utilise actuellement de façon courante dans les culasses de moteurs diesel des inserts en tôle emboutie noyés dans le sable avant la coulée qui, après usinage des portées des sièges de soupage, constituent deux arcs distincts joignant ces portées dans les zones les plus vulnérables. Ces inserts sont généralement de révolution avec une partie cylindrique dont une extrémité disposée dans la culasse à l'opposé de la surface chaude présente une collerette rabattue destinée à éviter la concentration des contraintes. Ce type d'insert présente l'inconvénient d'être parfois entrainé en rotation par l'outil usinant les portées des siège de soupape, d'o un rebut important de culasses augmentant considérablement les coût de fabrication. L'invention a pour but de supprimer cet inconvénient tout en assurant une bonne répartition des contraintes engendrées en fonctionnement. A cet effet un insert selon l'invention est du type com- portant une collerette circulaire rabattue et il se carac- térise en ce que le corps de l'insert, disposé dans la zone chaude de la culasse, est un cylindre de section elliptique se raccordant à la collerette circulaire de manière pro- gressive. De préférence la zone fonctionnelle du corps elliptique de l'insert est située au voisinage du petit axe de l'ellipse, l'insert étant disposé à la coulée de telle sorte que le grand axe de l'ellipse soit aligné avec la droite joignant les centres des portées des sièges de soupapes entre les- quels l'insert doit établir une double jonction. Selon une autre caractéristique de l'invention le rayon de raccordement du corps elliptique et de la collerette circu- laire est constant sur tout le pourtour de cette dernière. Selon une autre caractéristique l'angle de pliage du bord tombé constituant la collerette est supérieur à 90 . Enfin les angles du bord de la collerette seront abattus. D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation non limi- tatif illustré par le dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente une vue de l'insert coté collerette en projection parallèlement à son axe de symétrie; la figure 2 montre une vue en coupe de 1 ' insert selon le plan II II passant par le petit axe de l'ellipse; la figure 3 est un détail agrandi de la section de la collerette dans la zone fonctionnelle; la figure 4 est une vue en coupe de l'insert selon le plan IV-IV passant par le grand axe de l'ellipse; la figure 5 montre de façon schématique la disposition de l'insert avant la coulée; la figure 6 montre la zone de la culasse o est disposée l'insert après l'usinage des portées des sièges de soupape; la figure 7 est une coupe selon le plan VII-VII de la figure 6 montant l'insert noyé dans la culasse. Tel qu'on peut le voir aux figures 1 à 4, l'insert 1 réalisé en tôle emboutie présente un axe de symétrie défini par deux plans de symétrie II-II et dans le plan IV-IV. Le corps 2 de l'insert est un cylindre de section ellipti- que Le petit axe de l'ellipse de base est situé dans le plan II-II et le grand axe dans le plan IV-IV. Le corps 2 est raccordé à une collerette circulaire 3 réalisée par un collet battu ou bord tombé Le rayon R de raccord du bord tombé et du corps elliptique est constant sur tout le pourtour. La zone fonctionnelle est répartie symétriquement de part et d'autre du petit axe de l'ellipse. Dans la zone Z l'angle pliage a du bord tombé est supérieur à 900 et les angles vifs sont abattus Ces précautions sont importantes pour éviter une concentration des contraintes. Avant la coulée de la culasse (figure 5) l'insert 1 est en partie noyé dans les noyaux sable 4,5 destinés à ménager les conduits d'admission et d'échappement, le grand axe de l'ellipse du corps 2 étant positionné sur l'axe joignant les centres de ces conduits. Lors de l'usinage des portées des sièges de soupape 6,7 (fig 6) les parties de l'insert hors la zone fonctionnelle Z sont enlevées par l'outil et, grâce à la forme elliptique de l'insert associée au bord tombé circulaire, on évite l'en- trainement en rotation de celui-ci. En fonctionnement, le grand rayon du bord tombé formant la collerette 3 associé à un angle d'embouti supérieur à 900 permet d'éviter les effets de pointe qui peuvent engendrer des contraintes préjudiciables à la tenue de la culasse. Le bord tombé 3 est noyé dans le métal de la culasse 8 à l'opposé de la face 9 soumise aux gaz chauds de la chambre de combustion. REVENDICATIONS 1 Insert métallique disposé à la coulée dans une culasse de moteur à combustion interne, comportant une collerette circulaire rabattue, caractérisé en ce que le corps 2 de l'insert 1, disposé dans la zone chaude de la culasse, est un cylindre de section elliptique se raccordant à la colle- rette circulaire 3 de manière progressive. 2 Insert selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone fonctionnelle Z du corps elliptique de l'insert est située au voisinage du petit axe de l'ellipse, l'insert étant disposé à la coulée de telle sorte que le grand axe de l'ellipse soit aligné avec la droite joignant les centres des portées des sièges de soupapes 6, 7 entre lesquels l'insert doit établir une double jonction. 3 Insert selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le rayon de raccordement R du corps elliptique 2 et de la collerette circulaire 3 est constant sur tout le pourtour de cette dernière. 4 Insert selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que l'angle de pliage du bord tombé constituant la collerette est supérieur à 900. Insert selon la revendication 4 caractérisé en ce que les angles du bord de la collerette sont abattus.