Brevet FR2792858A1 — publié le 20001103

4, PROCEDE. DISPOSITIF ET NOYAU POUR LA REALISATION PAR MOULAGE D'UNE CULASSE DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif d'élaboration de pièces de fonderie et vise plus particulièrement un procédé de coulée d'une culasse pour moteur à combustion interne, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, permettant de réduire le nombre d'opérations nécessaires à la réalisation d'une culasse en intégrant directement à la coulée les goujons de fixation utilisés pour le maintien de pièces contre la culasse et notamment les goujons de fixation du répartiteur d'admission. Classiquement, la réalisation d'une culasse de moteur à combustion interne est effectuée dans un premier temps par moulage du corps de la culasse et dans un second temps par l'usinage de la culasse et notamment la réalisation des taraudages destinés à recevoir les goujons de fixation du répartiteur d'admission. Par ailleurs, la face de la culasse sur laquelle se raccorde le répartiteur d'admission est généralement usinée pour offrir un état de surface assurant une bonne étanchéité avec le répartiteur d'admission. De tels procédés de réalisation de culasse de moteur présentent l'inconvénient d'être coûteux à mettre en oeuvre, la réalisation des opérations d'usinage et de taraudage nécessitant des machines coûteuses et spécifiques pour chaque type de culasse. Le but de la présente invention est donc de proposer un procédé de coulée d'une culasse et un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé permettant de réduire le nombre d'opérations nécessaires à l'élaboration de la culasse en supprimant des opérations d'usinage et de taraudage de la face d'admission de la culasse et qui soit simple et économique à réaliser. Le procédé selon l'invention concerne le moulage d'une culasse de moteur à combustion interne, du type par lequel on coule un alliage métallique dans un moule renfermant des noyaux non fusibles correspondant notamment aux parties évidées de la culasse telles que la chambre d'huile, la chambre d'eau, les conduits d'admission ou conduits d'échappement. Selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'on insère à la coulée un élément de fixation permettant le maintien d'une pièce extérieure contre la culasse, l'élément de fixation étant porté par un noyau support définissant au moins partiellement une face extérieure de la culasse. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, l'élément de fixation est constitué d'un goujon partiellement intégré dans le noyau support. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, le noyau support définit partiellement la face de la culasse sur laquelle vient se fixer le répartiteur d'admission. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, le noyau support est relié à un noyau monobloc intégrant les formes définissant à la fois les chambres de combustion et les conduits d'admission, le noyau monobloc présentant une extrémité s'insérant dans un logement adapté du noyau support, l'extrémité du noyau monobloc comportant une forme complémentaire du logement établissant le positionnement relatif des noyaux. L'invention concerne également un dispositif de moulage pour la mise en oeuvre du procédé définit ci-dessus renfermant des noyaux non fusibles correspondants respectivement aux parties évidées de la culasse telles que la chambre d'huile, la chambre d'eau, les conduits d'admission ou d'échappement et caractérisé en ce qu'il comporte un noyau support définissant au moins partiellement une face extérieure de la culasse, le noyau support intégrant un élément de fixation destiné à être partiellement inséré à la coulée dans la culasse. Selon une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, le noyau support définit la face de la culasse sur laquelle vient s'appuyer le répartiteur d'admission et intègre des goujons faisant saillies à l'intérieur de la culasse. Avantageusement, le noyau support est relié à un noyau monobloc intégrant les formes définissant à la fois les chambres de combustion et les conduits d'admission, le noyau support comportant un logement de réception de l'extrémité du noyau monobloc formant les conduits d'admission, l'extrémité possédant une forme conique coopérant avec le logement de forme complémentaire. L'invention concerne également un noyau support pour la réalisation par moulage d'une culasse de moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il définit au moins partiellement une face extérieure de la culasse et intègre au moins un élément de fixation destiné à être partiellement intégré à la coulée dans la culasse Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de fixation est un goujon dont une extrémité est incluse dans le noyau support, l'autre extrémité du goujon faisant saillie en dehors du noyau support. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après de plusieurs modes de réalisation de l'invention, présentés à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente une vue de dessus d'un dispositif de moulage de culasse pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne II-II du dispositif de moulage de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective partielle de la liaison entre le noyau support et l'extrémité du noyau monobloc selon un mode de réalisation de l'invention. Pour faciliter la lecture des dessins, les mêmes pièces portent les mêmes références d'une figure à l'autre. Par ailleurs, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été figurés. Les figure 1 et 2 présentent un mode de réalisation particulier d'un dispositif de moulage pour la réalisation d'une culasse de moteur à combustion interne selon l'invention. Le dispositif de moulage comporte deux éléments de moule latéraux fixes 15, deux éléments de moule latéraux mobiles 16 et 17 pouvant s'écarter pour faciliter le démoulage de la culasse, un élément de moule inférieur ou semelle 10 et un élément de moule supérieur 13 mobile, non représenté sur la figure 1, venant fermer le moule. L'élément supérieur 13 du moule comporte des orifices de remplissage, non représentés sur les figures, permettant l'opération de coulée. La cavité du moule, délimitée par les éléments 10,13,16 et 17, comporte un noyau monobloc 2 comportant deux bras 2a et 2b définissant respectivement les conduits d'admission et d'échappement et des noyaux 23 définissant les chambres d'eau de la culasse. L'élément supérieur 13 du moule supporte un noyau 22 définissant la chambre d'huile de la culasse. Ces différents noyaux sont réalisés en sable dans une boîte à noyau, le sable étant comprimé ou aggloméré avec un liant. L'élément latéral mobile 17 du moule en regard du bras 2a comporte un noyau support 6, réalisé également en sable, muni d'un trou 6a destiné à recevoir l'extrémité du bras 2a du noyau monobloc 2. Conformément à la figure 2, la partie supérieure de l'extrémité du bras 2a présente un méplat, ce dernier rendant l'extrémité du bras 2a faiblement convergente réalisant ainsi l'auto-coincement de l'extrémité du bras 2a lors de son insertion dans le trou 6a de forme complémentaire. Le noyau support 6 comporte également deux goujons 7 disposés dans la partie supérieure du noyau support 6 et présentant une extrémité noyée à l'intérieur du noyau support 6, l'autre extrémité faisant saillie à l'intérieur du moule. Conformément à la description qui précède, le procédé de réalisation par moulage de la culasse comporte les opérations suivantes: ouverture du moule par l'écartement des éléments de moule latéraux 16 et 17 et de l'élément de moule supérieur 13; - mise en place du noyau monobloc 2 définissant les conduits d'admission, d'échappement; - mise en place des noyaux 23 et 22 définissant les chambres d'eau et d'huile; mise en place du noyau support 6 contre le noyau monobloc 2, la coopération du trou 6a avec l'extrémité du bras 2a réalisant la mise en référence du noyau support 6; - fermeture des éléments de moule latéraux 16 et 17 permettant l'immobilisation des noyaux présents dans le moule; fermeture de l'élément de moule supérieur 13 et réalisation d'une opération de coulée classique; - démoulage après un certain temps variable suivant le mode de refroidissement choisi. Le procédé de moulage ainsi réalisé permet d'obtenir simplement une culasse intégrant à la coulée les éléments de fixation du répartiteur d'admission sur la culasse. Ce procédé permet de supprimer les étapes d'usinage et de taraudage habituellement nécessaires pour la mise en place des goujons de fixation de la culasse. La culasse ainsi obtenue sera avantageusement utilisée avec un répartiteur d'admission muni d'un joint moulé ou adhérisé qui assure une parfaite étanchéité du répartiteur d'admission avec un état de surface brut de la face d'admission de la culasse obtenue après moulage. Ainsi, l'usinage habituel de la face d'admission, afin d'affiner son état de surface, n'est pas nécessaire ce qui contribue également à réduire le coût de fabrication de la culasse. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. Ainsi, le procédé de moulage n'est pas lié à l'utilisation du noyau monobloc mais peut être utilisé avec un dispositif de moulage comportant plusieurs noyaux pour définir les conduits d'admission, d'échappement et la chambre de combustion. Ainsi, l'exemple décrit l'insertion d'éléments de fixation sur la face d'admission de la culasse qui présente l'avantage de ne pas nécessiter d'usinage supplémentaire de son état de surface, toutefois le procédé peut également être utilisé pour l'insertion de goujons de fixation nécessaires au maintien du collecteur d'échappement ou à tout autre pièce. Ainsi, le procédé d'utilisation du procédé de moulage de la culasse peut être utilisé dans d'autres types de moules tels que des moules à coulée sous pression ou squeeze-casting ou des moules sable (à vert ou autodurcissant). REVENDICATIONS [1] Procédé de réalisation par moulage d'une culasse de moteur à combustion interne, du type par lequel on coule un alliage métallique dans un moule renfermant des noyaux (22,23,2) non fusibles correspondants respectivement aux parties évidées de la culasse telles que la chambre d'huile, la chambre d'eau, les conduits d'admission ou d'échappement et la chambre de combustion, caractérisé en ce qu'on insère à la coulée un élément de fixation (7) permettant le maintien d'une pièce rapportée contre la culasse, ledit élément de fixation (7) étant porté par un noyau support (6) définissant au moins partiellement une face extérieure de la culasse. [2] Procédé de réalisation par moulage d'une culasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de fixation est constitué d'un goujon (7) partiellement intégré dans ledit noyau support (6). [3] Procédé de réalisation par moulage d'une culasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit noyau support (6) définit partiellement la face de la culasse sur laquelle vient se fixer le répartiteur d'admission du moteur à combustion interne. [4] Procédé de réalisation par moulage d'une culasse selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit noyau support (6) est relié à un noyau monobloc (2) intégrant les formes définissant à la fois les chambres de combustion et les conduits d'admission, ledit noyau monobloc (2) présentant une extrémité s'insérant dans un logement (6a) adapté du noyau support (6), ladite extrémité comportant une forme complémentaire dudit logement (6a) établissant le positionnement relatif desdits noyaux (2,6). [5] Dispositif de moulage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, renfermant des noyaux (22,23, 2) non fusibles correspondants respectivement aux parties évidées de la culasse telles que la chambre d'huile, la chambre d'eau, les conduits d'admission ou d'échappement, caractérisé en ce qu'il comporte un noyau support (6) définissant au moins partiellement une face extérieure de la culasse, ledit noyau support (6) intégrant un élément de fixation destiné (7) à être partiellement inséré à la coulée dans la culasse. [6] Dispositif de moulage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit noyau support (6) définit la face de la culasse sur laquelle vient s'appuyer le répartiteur d'admission et intègre des goujons (7) faisant saillie à l'intérieur de la culasse. [7] Dispositif de moulage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit noyau support (6) est relié à un noyau monobloc (2) intégrant les formes définissant à la fois les chambres de combustion et les conduits d'admission, ledit noyau support (6) comportant un logement (6a) de réception de l'extrémité du noyau monobloc (2) formant les conduits d'admission, ladite extrémité possédant une forme conique coopérant avec ledit logement (6a) de forme complémentaire. [8] Noyau support (6) pour la réalisation par moulage d'une culasse de moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il définit au moins partiellement une face extérieure de la culasse et intègre au moins un élément de fixation (7) destiné à être partiellement intégré à la coulée dans la culasse. [9] Noyau support (6) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit élément de fixation est un goujon (7) dont une extrémité est incluse dans le noyau support (6), l'autre extrémité du goujon (7) faisant saillie en dehors du noyau support (6).