Brevet FR2662471A1 — publié le 19911129

La présente invention concerne un procédé de réalisation de puits de bougie dans une culasse d'un moteur à combustion interne obtenue par moulage ainsi qu'un ensemble d'éléments destiné à la formation d'au moins un tel puits de bougie. La configuration de la distribution dans certains moteurs à combustion interne actuels nécessite la création de puits formés dans la culasse pour accueillir les bougies d'allumage. Une telle configuration est représentée par exemple aux figures 1 et 2 où la référence 1 désigne une partie d'une culasse d'un moteur à combustion interne réalisée en alliage léger coulé et comportant notamment une chambre d'huile 2, une chambre d'eau 3 en dessous de la chambre 2 et des puits de bougie 4, dont deux seulement sont représentés. La culasse 1 est de plus traversée de part en part par un perçage 5 perpendiculaire aux puits 4 en traversant ceux-ci au voisinage de leurs extrémités inférieures de façon à permettre une circulation d'air évitant toute condensation, source de mauvais allumage.Cependant, cette réalisation connue présente de nombreux inconvénients - chaque puits 4 est formé au moyen d'une broche (non représentée) enfoncée au moment de la coulée du métal de la culasse 1 mais qui a une section relativement faible de sorte qu'elle a tendance à se déformer sous l'effet de la chaleur dégagée par le métal en fusion, ce qui a pour conséquence d'empêcher la tenue des tolérances dimensionnelles, d'où un taux élevé de rebuts - lors du retrait de la broche après coulée, il y a des risques d'adhérence entre le métal de celle-ci et celui de la culasse 1, ce qui entralne l'usure prématurée de la broche - le perçage 5 en communication avec les puits de bougie est onéreux et est exécuté dans une masse de matière de la culasse reservée à cet effet dans la chambre d'eau, ce qui complique le moulage et augmente les risques de défauts dans la matière, notamment l'apparition de criques. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus en proposant un procédé de réalisation d'au moins un puits de bougie dans une culasse, obtenue par moulage, d'un moteur à combustion interne, et caractérisé en ce qu'il consiste à insérer et maintenir en position fixe dans le moule de la culasse pendant l'opération de coulage de cette dernière au moins un élément tubulaire de puits de bougie par au moins un élément tubulaire de support solidaire de l'élément tubulaire de puits de bougie et mettant en communication ce dernier avec l'atmosphère. Selon une caractéristique de l'invention, pour la réalisation de plusieurs puits de bougie associés respectivement à plusieurs cylindres du moteur, les éléments de puits de bougie sont supportés par plusieurs éléments de support successivement alignés communiquant entre eux au travers des éléments de puits de bougie, les deux éléments de support extrêmes étant solidarisés au moule de la culasse pendant le coulage de cette dernière. Selon une autre caractérise, les différents éléments tubulaires précités sont solidarisés entre eux avant leur mise en place dans une bolte à noyaux destinés à former des chambres d'eau de la culasse lors du moulage, la partie inférieure de chaque élément tubulaire de puits de bougie est emprisonnée dans le noyau correspondant constitué de préférence de sable comprimé et l'ensemble éléments tubulaires-noyaux est ensuite positionné dans le moule de la culasse. Une fois la culasse coulée, chaque élément tubulaire de puits de bougie est percé à son fond pour communiquer avec un trou taraudé prévu dans la culasse pour le passage du culot fileté d'une bougie d'allumage et sa fixation à la culasse. Avantageusement, les éléments tubulaires de support ont une section rectangulaire ou carrée et les différents éléments tubulaires sont solidarisés entre eux par soudage. Chaque élément tubulaire de puits de bougie est positionné dans le moule de la culasse par un pied de positionnement solidaire du couvercle du moule et engagé dans la partie supérieure de l'élément tubulaire de puits de bougie. L'invention propose également un ensemble d'éléments destiné à la formation d'au moins un puits de bougie et caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément tubulaire de puits de bougie et au moins un élément tubulaire de support de l'élément de puits de bougie fixé, de préférence par soudage, perpendiculairement à ce dernier en y débouchant. Dans le cas de plusieurs puits de bougie à former, l'ensemble comprend plusieurs éléments tubulaires de support d'éléments de puits de bougie et successivement alignés, deux éléments de support successifs débouchant dans un même élément de puits de bougie. Avantageusement, chaque élément tubulaire précité a une épaisseur relativement faible, d'environ 1 à 1,5 mm. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une partie de culasse où les puits de bougie sont réalisés lors du moulage de la culasse suivant un procédé antérieurement connu - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une culasse terminée conforme à l'invention ; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une partie de la culasse suivant la ligne IV-IV de la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un moule de la culasse conforme à l'invention. En se reportant à la figure 3, la référence 1 désigne une culasse d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile et réalisée en alliage léger coulé par exemple selon la technique dite "coquille", sous basse pression ou par gravité. La culasse comprend essentiellement, comme cela est déjà connu en soi, une chambre d'huile 2, une chambre d'eau 3 située en dessous de la chambre d'huile 2 et des conduits d'admission 4 et d'échappement 5. Les traits mixtes symbolisent les capots de protection C de la distribution (non représentée) du moteur et qui sont fixés sur la culasse 1. Les axes obliques X1-X2 et X3-X4 symbolisent repectivement les axes de passage des guides de soupapes d'échappement et d'admission (non représentées) qui sont commandés par la distribution suivant laquelle s'effectuent l'admission et l'échappement du fluide moteur. Les chambres d'huile 2 et d'eau 3 entourent sensiblement coaxialement des puits de bougie 6 destinés à recevoir chacun une bougie d'allumage 7, dont seule la partie supérieure est représentée. Chaque puits de bougie 6 comporte en son fond un perçage 8 de passage du culot fileté de la bougie d'allumage 7, qui se visse dans un trou taraudé corespondant 9 de la culasse 1 de façon que les électrodes de la bougie 7 se trouvent dans la chambre de combustion 10 délimitée par la culasse 1. Selon l'invention, chaque puits de bougie 6 est formé par un élément tubulaire 11 de forme cylindrique de révolution inséré dans la culasse 1 lors de la coulée de celle-ci. L'élément 11, disposé dans le cas présent verticalement dans la culasse 1, a sa paroi latérale d'une épaisseur relativement faible, par exemple de 1 à 1,5 mm et peut être réalisé par exemple en acier. Des éléments tubulaires 12, de préférence en un matériau identique à celui des éléments 11 et de section rectangulaire ou carrée, sont également insérés dans la culasse 1 lors de sa coulée et sont successivement alignés transversalement à l'axe longitudinal des éléments tubulaires 11 de puits de bougie.Deux éléments successifs 12 débouchent dans un même élément de puits de bougie 11 à la partie inférieure de ce dernier et les deux éléments tubulaires extrêmes 12 communiquent avec l'atmosphère de façon à permettre une circulation d'air dans la culasse 1 au travers des éléments tubulaires 11 et 12. Le nombre d'éléments 12 dépend bien entendu du nombre de cylindres du moteur. Le procédé suivant lequel les éléments tubulaires 11 et 12 sont insérés dans la culasse 1 va être maintenant expliqué en référence à la figure 5. Cette figure représente le moule pour couler la culasse 1 et qui est du type comprenant différents noyaux correspondant aux parties évidées de la culasse à mouler et constituées par les conduits d'admission 4 et d'échappement 5, la chambre d'huile 2 et la chambre d'eau 3. Ainsi, les noyaux 13-16 correspondent respectivement aux chambres d'huile 2 et d'eau 3 et aux conduits d'admission 4 et d'échappement 5 et sont de préférence constitués de sable comprimé permettant à la coulée la réserve de ces parties évidées. Les noyaux 13-16 sont préalablement réalisés dans des boltes à noyaux connues en soi, lesquels noyaux une fois formés, sont maintenus dans le moule de la culasse 1 par des moyens appropriés connus en soi et non représentés. Les différents éléments tubulaires 11 et 12 sont mis en place dans la bolte de formation des noyaux 14 correspondant aux chambres d'eau 2 de la culasse 1. Avant leur mise en place dans cette bolte, les éléments tubulaires 12 sont solidarisés par soudage aux éléments tubulaires 11 pour former ainsi un ensemble inséparable à caractérisques géométrique et dimensionnelles connues maltrisables. Une fois l'ensemble unitaire ainsi formé positionné dans la bote à noyaux, le sable de formation du noyau 14 est comprimé autour de la partie inférieure des éléments de puits de bougie 11. L'ensemble éléments 11, 12 et noyaux 14 est ensuite retiré de la bote à noyaux et introduit dans le moule 1 pour y être maintenu en position fixe.Bien entendu, chaque élément tubulaire 11 est introduit au travers d'un trou de passage correspondant préalablement réalisé dans le noyau d'huile correspondant 13 et les deux extrémités libres respectivement des deux éléments extrêmes de support 11 sont solidarisées de façon adéquate au moule. Ce dernier est composé de façon conventionnelle d'un socle 17 comportant une partie métallique 18 assurant l'effet de compression lors de la coulée de la culasse 1, d'une chape latérale 19 et d'un couvercle 20. Ce dernier comporte, approximativement en son centre et solidaire de celui-ci, des pieds 21 s'engageant respectivement dans les parties supérieures de l'élément tubulaire 11 pour assurer son positionnement ou centrage dans le moule de la culasse 1. Après coulage de la culasse 1 et refroidissement de celle-ci, chaque élément tubulaire 11 est noyé dans la culasse comme représenté en figure 3 et le perçage 8 est réalisé au fond de l'élément tubulaire 11 pour communiquer avec le trou taraudé 9 dans lequel est vissé le culot de la bougie d'allumage 7. La culasse 1 conforme à l'invention est ainsi pourvue d'éléments 12 formant conduits d'aération par circulation d'air venant de fonderie communiquant avec les éléments de puits de bougie 11 et la circulation de l'eau dans la chambre 3 sera optimum puisqu'un meilleur refroidissement de la culasse en cours de fonctionnement est réalisé grâce à la relativement faible épaisseur des éléments de puits de bougies 11. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'au moins un puits de bougie (6) dans une culasse (1), obtenue par moulage, d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il consiste à insérer et maintenir en position fixe dans le moule de la culasse (1) pendant l'opération de coulage de cette dernière au moins un élément tubulaire de puits de bougie (11) par au moins un élément tubulaire de support (12) solidaire de l'élément de puits de bougie (11) et mettant en communication ce dernier avec l'atmosphère. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour la réalisation de plusieurs puits de bougie (6) associés respectivement à plusieurs cylindres du moteur, il consiste à supporter les éléments de puits de bougie (11) par plusieurs éléments de support (12) successivement alignés communiquant entre eux au travers des éléments de puits de bougie (11), les deux éléments de support extrêmes (12) étant solidarisés au moule de la culasse (1) pendant le coulage de cette dernière. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consite à solidariser entre eux les différents éléments tubulaires (11, 12) précités avant leur mise en place dans une boîte à noyaux (14) destinés à former des chambres d'eau (3) de la culasse après moulage, à emprisonner la partie inférieure de chaque élément tubulaire de puits de bougie (11) dans le noyau correspondant (14) constitué de préférence de sable comprimé et à ensuite positionner l'ensemble éléments-tubulaires (11, 12) - noyaux (14) dans le moule de la culasse (1). 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une fois la culasse (1) coulée, chaque élément de puits de bougie (11) est percé à son fond pour communiquer avec un trou taraudé (9) prévu dans la culasse (î) pour le passage du culot fileté d'une bougie d'allumage (7) et sa fixation à la culasse (1). 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments tubulaires de support (12) précités ont une section rectangulaire ou carrée. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différents éléments tubulaires (11, 12) précités sont solidarisés par soudage. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément tubulaire (11) est positionné dans le moule de la culasse (1) par un pied de positionnement (21) solidaire du couvercle (20) du moule et engagé dans la partie supérieure de l'élément tubulaire (11). 8. ensemble d'éléments destiné à la formation d'au moins un puits de bougie (6) selon le procédé tel que défini dans au moins la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élement tubulaire de puits de bougie (11) et au moins un élément tubulaire de support (12) de l'élément de puits de bougie (11) fixé, de préférence par soudage, perpendiculairement à ce dernier en y débouchant. 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que dans le cas de plusieurs puits de bougie (1) à former, il comprend plusieurs éléments tubulaires de support (12) d'éléments tubulaires de puits de bougie et (11) successivement alignés, deux éléments de supports successifs (12) débouchant dans un même élément de puits de bougie (11). 10. Ensemble selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que chaque élément tubulaire précité a une épaisseur relativement faible, d'environ 1 à 1,5 mm.