Brevet FR2842258A1 — publié le 20040116

- 1 DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine de la fabrication de pièces de forme complexe, plus particulièrement de corps creux comprenant une pluralité de portions de conduits ou de tuyaux, tels que par exemple les collecteurs ou répartiteurs d'admission. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un tel répartiteur d'admission, ainsi que le répartiteur résultant. Compte tenu de la réduction de plus en plus marquée de la place disponible sous le capot moteur et des exigences en termes de conformation et de dispositions géométriques des différents accessoires du 10 bloc moteur, combinés aux nécessités d'ordres technique et fonctionnel, certains de ces composants accessoires au moins, tels que notamment les répartiteurs de véhicules à moteur à pluralité de cylindres, sont soumis à des contraintes de construction aboutissant à des architectures imbriquées, c'està-dire avec des parties constitutives repliées, courbées, enchevêtrées et/ou 15 s'interpénétrant au moins partiellement, en particulier pour les parties tubulaires. De tels composants sont bien entendu très complexes et fastidieux à fabriquer et font état d'un prix de revient élevé. Le problème posé à la présente invention consiste à surmonter 20 les inconvénients et limitations exposés ci-dessus, au moins pour certains types de répartiteurs. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un répartiteur d'admission comprenant une structure de plénum ou de chambre d'admission sur laquelle sont montés de manière 25 débouchante deux groupes d'au moins deux tubulures sensiblement sous forme de portions de conduits courbes et disposées selon un arrangement au moins partiellement entrecroisé avec une disposition alternée des tubulures des deux groupes, caractérisé en ce qu'il consiste à fournir, d'une part, une première pièce comprenant la structure de plénum et un premier des deux 30 groupes de tubulures et, d'autre part, une seconde pièce comprenant le second groupe de tubulures, la structure de plénum de la première pièce comprenant des sites de solidarisation et de branchement étanche des tubulures du second groupe, à amener les extrémités concernées desdites tubulures du second groupe vers lesdits sites respectifs de ladite structure de - 2 plénum en faisant passer les tubulures de ladite seconde pièce entre les tubulures de ladite première pièce avec une interpénétration mutuelle des deux groupes de tubulures et, enfin, à réaliser la solidarisation et le branchement étanche desdites extrémités desdites tubulures de ladite seconde pièce, également pourvues de sites de solidarisation et de branchement étanche, sur lesdits sites correspondants de ladite première pièce, pour former ledit répartiteur. L'invention a également pour objet un répartiteur d'admission comprenant une structure de plénum ou de chambre d'admission sur 10 laquelle sont montés de manière débouchante deux groupes d'au moins deux tubulures sensiblement sous forme de portions de conduits courbes et déposés selon un arrangement au moins partiellement entrecroisés avec une disposition alternée des tubulures des deux groupes, caractérisé en ce qu'il est constitué par deux pièces dont la première comprend la structure de 15 plénum et un premier des deux groupes de tubulures et dont la seconde pièce comprend le second groupe de tubulures, ces deux pièces étant assemblées par solidarisation et branchement étanche des extrémités concernées des tubulures sur des sites adaptés de la première pièce. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci20 après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: Les figures 1 à 3 sont des vues maillées respectivement de dessus, en élévation latérale et en perspective de dessus d'un répartiteur d'admission selon l'invention; Les figures 4 et 5 sont des vues en élévation latérale du répartiteur des figures 1 à 3 selon deux autres directions; La figure 6 est une vue en perspective selon une autre direction du répartiteur des figures précédentes, et, La figure 7 est une vue en coupe partielle d'un site de solidarisation et de branchement étanche des deux pièces constitutives formant un répartiteur, selon un mode de réalisation de l'invention. Le procédé de fabrication de l'invention concerne un répartiteur d'admission 1 comprenant une structure 2 de plénum ou de chambre 35 d'admission sur laquelle sont montés de manière débouchante deux groupes 3 et 4 d'au moins deux tubulures 3' et 4' sensiblement sous forme de portions de conduits courbes et disposées selon un arrangement au moins partiellement entrecroisé avec une disposition alternée des tubulures 3' et 4' des deux groupes 3 et 4 (préférentiellement entre trois et six tubulures par groupe). Ce procédé consiste essentiellement à fournir, d'une part, une première pièce 5 comprenant la structure de plénum 2 et un premier 3 des deux groupes 3 et 4 de tubulures et, d'autre part, une seconde pièce 6 comprenant le second groupe 4 de tubulures 4', la structure de plénum 2 de la première pièce 5 comprenant des sites 7 de solidarisation et de branchement étanche des tubulures 4' du second groupe 4, à amener les 10 extrémités 4" concernées desdites tubulures 4' du second groupe 4 vers lesdits sites 7 respectifs de ladite structure de plénum 2 en faisant passer les tubulures 4' de ladite seconde pièce 6 entre les tubulures 3' de ladite première pièce 5 avec une interpénétration mutuelle des deux groupes 3, 4 de tubulures et, enfin, à réaliser la solidarisation et le branchement étanche 15 desdites extrémités 4" desdites tubulures 4 de ladite seconde pièce 6, également pourvues de sites 8 de solidarisation et de branchement étanche, sur lesdits sites 7 correspondants de ladite première pièce 5, pour former ledit répartiteur 1 (figures 1 à 6 des dessins annexés). Le principe à la base de l'invention consiste par conséquent à 20 aboutir à un répartiteur 1 de forme complexe et ayant des parties au moins partiellement mutuellement enchevêtrées, en produisant dans un premier temps deux sous-ensembles structurels 5 et 6 comportant avantageusement chacun la moitié desdites parties à imbriquer entre elles. Selon une première caractéristique de l'invention, la première 25 pièce 5 est réalisée par assemblage, préférentiellement par soudure par vibration, de deux parties 9 et 9' constitutives complémentaires, préférentiellement en matériau thermoplastique, au niveau d'un plan de joint Pi traversant la structure de plénum 2 ou de chambre d'admission, à savoir, d'une part, une première partie 9 en un seul tenant comprenant une première 30 portion 2' de la paroi de la structure de plénum 2, les sites 7 de solidarisation et de branchement étanche, une portion au moins des tubulures 3' du premier groupe 3 et, le cas échéant, les brides de solidarisation 10 de ces dernières et, d'autre part, une seconde partie 9' formant la seconde portion 2" complémentaire de la paroi de la structure de plénum 2. Pour faciliter la réalisation des structures tubulaires de la première pièce 5 constitutive, il peut être prévu que les tubulures 3' du - 4 premier groupe 3 sont réalisées par assemblage, préférentiellement par soudure par vibration, au niveau de deux lignes d'assemblage latérales Il s'étendant sensiblement sur toute la longueur desdites tubulures 3, d'une première portion 12, formée d'un seul tenant avec la première partie 9 et avec les brides de solidarisation 10, avec des secondes portions 12' complémentaires, la première portion 12 définissant dans leur totalité les pourtours des ouvertures 13 desdites tubulures 3' débouchant dans la structure de plénum 2 et les pourtours des ouvertures 14 desdites tubulures 3' au niveau des brides de solidarisation 10, ces dernières formant ensemble une structure d'un seul tenant. Avantageusement, la première portion 2 de la paroi de la structure de plénum 2 de la première partie 9 est formée avec des embouts 9" s'étendant vers l'extérieur et portant à leurs extrémités libres les sites 7 de solidarisation et de branchement étanche. Selon une autre caractéristique de l'invention, représentée également sur les figures des dessins annexés, la seconde pièce 6 est réalisée par assemblage, préférentiellement par soudure par vibrations, de différentes parties constitutives 15, 15', préférentiellement en matériau thermoplastique, le long de deux lignes d'assemblage latérales 16 s'étendant 20 sensiblement sur toute la longueur des tubulures 4' de cette seconde pièce 6, une première partie 15 d'un seul tenant comprenant des brides de solidarisation 17, préférentiellement formés en une structure d'un seul tenant, des premières portions 18 des tubulures 4' et des portions annulaires terminales 19, formées sur lesdites portions 18 de tubulures 4' à l'opposé 25 des brides de solidarisation 17, ces portions annulaires terminales 19 portant les sites 8 de solidarisation et de branchement étanche complémentaires de ceux 7 de la première pièce 5 et destinés à coopérer avec ces derniers lors de l'assemblage des première et seconde pièces 5 et 6. Les lignes d'assemblage l l et 16, ainsi que la ligne ou le joint 30 d'assemblage périphérique de 9 et 9' (ou 2' et 2") situé(e) dans le plan Pl, présentent une structure de lèvres de soudure coopérantes bien connue de l'homme du métier dans le domaine de la soudure par vibration. Afin d'obtenir une bonne étanchéité des tubulures 4' au niveau des zones de jonction et de solidarisation entre les première et seconde 35 pièces 5 et 6, l'assemblage de ces dernières au niveau des sites complémentaires 7 et 8 de solidarisation et de branchement étanche est réalisé avec interposition de garnitures d'étanchéité 20, préférentiellement - 5 de joints à compression, notamment sous la forme de joints toriques radiaux (voir figure 7). De manière pratique, ledit assemblage au niveau desdits sites 7 et 8 est avantageusement réalisé selon un mode d'assemblage choisi dans le groupe formé par les liaisons mécaniques par enclenchement élastique (voir figure 7), les liaisons mécaniques par serrage par bagues ou colliers, les liaisons mécaniques par emmanchement à force et coopération de formes, les liaisons mécaniques par écrou de raccordement, les liaisons mécaniques par mécanismes à genouillères, la soudure par vibrations et le collage. Comme le montrent les figures 2, 3, 4 et 6 des dessins annexés, et pour obtenir un trajet de circulation adapté et en fonction des décalages spatiaux relatifs entre les ouvertures des deux extrémités opposées de chacune des tubulures 3' et 4' des premier et second groupes 3 et 4, ces dernières présentent, par exemple, une conformation générale suivant une 15 portion d'hélice et le passage et la mise en place des tubulures 4' du second groupe 4 entre les tubulures 3' du premier groupe 3 s'effectue alors par l'intermédiaire d'un mouvement suivant, au moins en partie, un trajet hélicodal. Au niveau de leurs segments directement en regard, les 20 tubulures 3' et 4' des deux groupes 3 et 4 pourront présenter un léger coude, permettant d'optimiser l'espacement des tubulures entrecroisées. Conformément à une variante de réalisation pratique avantageuse de l'invention permettant éventuellement d'optimiser et/ou d'équilibrer les flux dans les deux groupes de tubulures 3 et 4, la structure 25 de plénum 2 peut être subdivisée en deux compartiments 21 et 21' longitudinaux séparés, se rejoignant au niveau d'une ouverture d'admission 22 commune, chaque compartiment 21, 21' étant relié aux tubulures 3', 4' de l'un des deux groupes 3 et 4. Comme le montrent notamment les figures 1 à 3, 5 et 6, les 30 deux compartiments 21 et 21' sont avantageusement de forme générale cylindrique, sensiblement coplanaires et parallèles entre eux, les axes médians de circulation des tubulures 3' et 4' sont contenus pour l'essentiel dans des plans sécants, avec un angle proche de 90 , avec les axes médians longitudinaux desdits compartiments 21 et 21' et les extrémités libres des 35 tubulures 3', 4' des deux groupes 3 et 4 sont arrangées selon des formations alignées, préférentiellement sensiblement parallèles aux axes longitudinaux -6 des deux compartiments 21 et 21', et situées à des distances différentes de la structure de plénum 2. La présente invention a également pour objet un répartiteur d'admission 1 comprenant une structure 2 de plénum ou de chambre d'admission sur laquelle sont montés de manière débouchante deux groupes 3 et 4 d'au moins deux tubulures 3', 4' sensiblement sous forme de portions de conduits courbes et disposées selon un arrangement au moins partiellement entrecroisés avec une disposition alternée des tubulures 3', 4' des deux groupes 3 et 4. Conformément à l'invention, et comme le montrent les figures des dessins annexés, ledit séparateur 1 est principalement constitué par deux pièces 5 et 6 dont la première 5 comprend la structure de plénum 2 et un premier 3 des deux groupes 3 et 4 de tubulures et dont la seconde pièce 6 comprend le second groupe 4 de tubulures 4', ces deux pièces 5 et 6 étant 15 assemblées par solidarisation et branchement étanche des extrémités 4" concernées des tubulures 4' sur des sites 7 adaptés de la première pièce 5. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le répartiteur 1 précité est obtenu par l'intermédiaire du procédé décrit cidessus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. - 7 REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'un répartiteur d'admission comprenant une structure de plénum ou de chambre d'admission sur laquelle sont montés de manière débouchante deux groupes d'au moins deux tubulures sensiblement sous forme de portions de conduits courbes et disposées selon un arrangement au moins partiellement entrecroisé avec une disposition alternée des tubulures des deux groupes, caractérisé en ce qu'il consiste à fournir, d'une part, une première pièce (5) comprenant la structure de plénum (2) et un premier (3) des deux groupes (3 et 4) de tubulures et, d'autre part, une seconde pièce (6) comprenant le second 10 groupe (4) de tubulures (4'), la structure de plénum (2) de la première pièce (5) comprenant des sites (7) de solidarisation et de branchement étanche des tubulures (4') du second groupe (4), à amener les extrémités (4") concernées desdites tubulures (4') du second groupe (4) vers lesdits sites (7) respectifs de ladite structure de plénum (2) en faisant passer les tubulures (4') de ladite 15 seconde pièce (6) entre les tubulures (3') de ladite première pièce (5) avec une interpénétration mutuelle des deux groupes (3, 4) de tubulures et, enfin, à réaliser la solidarisation et le branchement étanche desdites extrémités (4") desdites tubulures (4) de ladite seconde pièce (6), également pourvues de sites (8) de solidarisation et de branchement étanche, sur lesdits sites (7) 20 correspondants de ladite première pièce (5), pour former ledit répartiteur (1). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première pièce (5) est réalisée par assemblage, préférentiellement par soudure par vibration, de deux parties (9 et 9') constitutives 25 complémentaires, préférentiellement en matériau thermoplastique, au niveau d'un plan de joint (Pi) traversant la structure de plénum (2) ou de chambre d'admission, à savoir, d'une part, une première partie (9) en un seul tenant comprenant une première portion (2') de la paroi de la structure de plénum (2), les sites (7) de solidarisation et de branchement étanche, une 30 portion au moins des tubulures (3') du premier groupe (3) et, le cas échéant, les brides de solidarisation (10) de ces dernières et, d'autre part, une seconde partie (9') formant la seconde portion (2") complémentaire de la paroi de la structure de plénum (2). -8 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tubulures (3') du premier groupe (3) sont réalisées par assemblage, préférentiellement par soudure par vibration, au niveau de deux lignes d'assemblage latérales (11) s'étendant sensiblement sur toute la longueur desdites tubulures (3), d'une première portion (12), formée d'un seul tenant avec la première partie (9) et avec les brides de solidarisation (10), avec des secondes portions (12') complémentaires, la première portion (12) définissant dans leur totalité les pourtours des ouvertures (13) desdites tubulures (3') débouchant dans la structure de plénum (2) et les pourtours 10 des ouvertures (14) desdites tubulures (3') au niveau des brides de solidarisation (10), ces dernières formant ensemble une structure d'un seul tenant. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la première portion (2) de la paroi de la structure de 15 plénum (2) de la première partie (9) est formée avec des embouts (9") s'étendant vers l'extérieur et portant à leurs extrémités libres les sites (7) de solidarisation et de branchement étanche. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde pièce (6) est réalisée par assemblage, 20 préférentiellement par soudure par vibrations, de différentes parties constitutives (15, 15'), préférentiellement en matériau thermoplastique, le long de deux lignes d'assemblage latérales (16) s'étendant sensiblement sur toute la longueur des tubulures (4') de cette seconde pièce (6), une première partie (15) d'un seul tenant comprenant des brides de solidarisation (17), 25 préférentiellement formés en une structure d'un seul tenant, des premières portions (18) des tubulures (4') et des portions annulaires terminales (19), formées sur lesdites portions (18) de tubulures (4') à l'opposé des brides de solidarisation (17), ces portions annulaires terminales (19) portant les sites (8) de solidarisation et de branchement étanche complémentaires de ceux 30 (7) de la première pièce (5) et destinés à coopérer avec ces derniers lors de l'assemblage des première et seconde pièces (5 et 6). 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'assemblage des première et seconde pièces (5 et 6) au niveau des sites complémentaires (7 et 8) de solidarisation et de 35 branchement étanche est réalisé avec interposition de garnitures d'étanchéité (20), préférentiellement de joints à compression, notamment sous la forme de joints toriques radiaux. -9 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'assemblage des deux pièces (5 et 6) au niveau des sites (7 et 8) de solidarisation et de branchement étanche est réalisé selon un mode d'assemblage choisi dans le groupe formé par les liaisons mécaniques par enclenchement élastique, les liaisons mécaniques par serrage par bagues ou colliers, les liaisons mécaniques par emmanchement à force et coopération de formes, les liaisons mécaniques par écrou de raccordement, les liaisons mécaniques par mécanismes à genouillères, la soudure par vibrations et le collage. 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les tubulures (3' et 4') des premier et second groupes (3 et 4) présentent une conformation générale suivant une portion d'hélice et en ce que le passage et la mise en place des tubulures (4') du second groupe (4) entre les tubulures (3') du premier groupe (3) s'effectue par 15 l'intermédiaire d'un mouvement suivant, au moins en partie, un trajet hélicodal. 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la structure de plénum (2) est subdivisée en deux compartiments (21 et 21') longitudinaux séparés, se rejoignant au niveau 20 d'une ouverture d'admission (22) commune, chaque compartiment (21, 21') étant relié aux tubulures (3', 4') de l'un des deux groupes (3 et 4). ) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux compartiments (21 et 21') sont de forme générale cylindrique, sensiblement coplanaires et parallèles entre eux, en ce que les axes médians 25 de circulation des tubulures (3' et 4') sont contenus pour l'essentiel dans des plans sécants, avec un angle proche de 900, avec les axes médians longitudinaux desdits compartiments (21 et 21') et en ce que les extrémités libres des tubulures (3', 4') des deux groupes (3 et 4) sont arrangées selon des formations alignées, préférentiellement sensiblement parallèles aux 30 axes longitudinaux des deux compartiments (21 et 21'), et situées à des distances différentes de la structure de plénum (2). 11) Répartiteur d'admission comprenant une structure de plénum ou de chambre d'admission sur laquelle sont montés de manière débouchante deux groupes d'au moins deux tubulures sensiblement sous 35 forme de portions de conduits courbes et disposées selon un arrangement au moins partiellement entrecroisés avec une disposition alternée des tubulures des deux groupes, caractérisé en ce qu'il est constitué par deux pièces (5 et - 10 6) dont la première (5) comprend la structure de plénum (2) et un premier (3) des deux groupes (3 et 4) de tubulures et dont la seconde pièce (6) comprend le second groupe (4) de tubulures (4'), ces deux pièces (5 et 6) étant assemblées par solidarisation et branchement étanche des extrémités (4") concernées des tubulures (4') sur des sites (7) adaptés de la première pièce (5). 12) Répartiteur d'admission selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est obtenu selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.