Brevet FR2923873A1 — publié le 20090522

La présente invention concerne un boîtier de compresseur comportant au moins un corps en matière plastique fournissant un collecteur d'admission, un canal de compresseur ainsi qu'un collecteur de sortie, pouvant être relié à un élément de support par l'intermédiaire d'au moins un dispositif de fixation, ainsi qu'un procédé pour sa fabrication. Divers boîtiers de compresseur en matière plastique sont connus par la technique antérieure. Le document DE 10 2006 010 461 B3 de la société demanderesse conseille ainsi un boîtier de compresseur générique, dans lequel un corps en matière plastique dure est recouvert à la manière d'un capot au moins partiellement par un corps en matière thermoplastique. Bien que ce boîtier de compresseur ait fait ses preuves, il a été démontré que la solidité structurelle du boîtier de compresseur en matière plastique peut être encore améliorée pour une résistance à des situations de sollicitation extrêmes. Dans le document non publié DE 10 2007 009 781.8 de la société demanderesse, un autre boîtier de compresseur générique est décrit, dans lequel la solidité structurelle est augmentée par le fait qu'une matière thermoplastique est appliquée, en particulier appliquée par surmoulage, sur un corps de base en matière plastique dure, qui comporte au moins un élément d'ancrage, qui est réalisé en particulier sur sa surface, pour former un boîtier de compresseur en matière plastique. Le surmoulage de l'élément d'ancrage avec la matière thermoplastique agit en maintenant de manière sûre les composants de matière thermoplastique sur le corps en matière plastique dure. La solidité structurelle du boîtier de compresseur en matière plastique selon le document DE 10 2007 009 781.8 doit en outre être augmentée en fixant le boîtier de compresseur en matière plastique sur une structure porteuse par l'intermédiaire d'un élément de fixation de sorte que l'élément de fixation entre en interaction avec un premier moyen de fixation du corps en matière plastique dure et, en variante ou de manière additionnelle, avec un second moyen de fixation de la matière thermoplastique. L'élément de fixation peut en outre être constitué d'au moins une vis, qui est en particulier une vis autoforeuse. Cette vis peut être introduite dans un premier moyen de fixation sous la forme d'un trou dans le corps en matière plastique dure et peut être reliée avec la matière plastique dure grâce à un filetage présent dans le trou ou à un filetage réalisé par la vis. Un second moyen de fixation peut être présent de manière supplémentaire dans la matière thermoplastique, par exemple sous la forme d'un trou borgne aligné avec le premier moyen de fixation, de sorte que l'élément de fixation soit relié avec la matière thermoplastique par le second moyen de fixation lors d'une introduction ultérieure de l'élément de fixation dans le boîtier de compresseur en matière plastique. Le second moyen de fixation peut être un matériau thermoplastique qui vient faire saillie au moins partiellement dans le premier moyen de fixation. La fixation, en particulier un raccord fileté, du boîtier de compresseur sur une structure porteuse, comme un turbocompresseur, garantit que la fixation est obtenue par une fixation de l'élément de fixation dans la matière plastique dure ainsi que dans la matière thermoplastique, et en particulier qu'un filetage d'une vis au travers de la matière plastique dure est réalisé jusque dans la matière thermoplastique et y est fixé. La fixation de l'élément de fixation, en particulier de la vis, dans la matière thermoplastique sert à ce que celle-ci reste ancrée dans la matière thermoplastique dans le cas de sollicitations extrêmes et/ou même dans le cas d'une destruction ou d'une rupture prévue des composants en matière plastique dure, et ne puisse ainsi pas être séparée du boîtier de compresseur. Grâce à cela, on obtient, d'une part, que le boîtier de compresseur reste fixé sur la structure porteuse. D'autre part, on empêche que l'élément de fixation se sépare du boîtier de compresseur et puisse provoquer à d'autres destructions ou dégâts. L'inconvénient du dispositif de fixation décrit dans le document DE 10 2007 009 781.8 n'est pas seulement son montage compliqué, mais plutôt la fixation exigeante en place et en montage du boîtier de compresseur sur un élément de support, par exemple sous la forme d'une paroi arrière de boîtier de compresseur et/ou d'une autre structure porteuse, en particulier une base de turbocompresseur, avec utilisation de vis. Le but de la présente invention est par conséquent de développer le boîtier de compresseur générique de sorte que les inconvénients de la technique antérieure soient surmontés. Ce but est atteint selon la présente invention en faisant en sorte que le dispositif de fixation comporte un élément de retenue qui entoure un bord du corps en matière plastique et aussi un bord de l'élément de support. Il est en outre prévu de manière préférée que le corps en matière plastique comporte un corps en matière plastique dure en tant que corps de base, sur lequel une matière thermoplastique est appliquée par surmoulage à la manière d'un capot Des modes de réalisation selon la présente invention sont également caractérisés en ce que le bord du corps en matière plastique, en particulier du corps en matière plastique dure, est mis en forme en vue de la fixation de l'élément de support, au moins par endroits, selon un contour spécialement adapté à l'élément de support, en particulier étagé. II peut en outre prévu que le bord du corps en matière plastique présente au moins un évidement destiné à recevoir un épaulement du bord de l'élément de support. Il est par ailleurs conseillé que le bord du corps en matière plastique présente un prolongement en forme de plaque qui repose sur un prolongement en forme de plaque du bord de l'élément de support. On préfère en outre que l'élément de retenue enserre l'ensemble des rebords extérieurs des bords. On recommande aussi pour la présente invention que l'élément de retenue soit réalisé essentiellement en forme de U en coupe transversale, un bras libre de la forme en U reposant sur un épaulement du corps en matière plastique, et l'autre bras libre de la forme en U reposant sur le prolongement de l'élément de support. Les boîtiers de compresseur selon la présente invention peuvent en outre être caractérisés par au moins un bouclier thermique et/ou un matériau mauvais conducteur de la chaleur et/ou isolant, au moins par endroits, entre l'élément de retenue et le corps en matière plastique, de préférence sous la forme d'un revêtement de l'élément de retenue. II est de plus recommandé selon la présente invention qu'au moins un dispositif de renfort, en particulier une nervure de renfort, soit agencé dans le corps en matière plastique entre le canal de compresseur d'une part et le collecteur d'admission et/ou le collecteur de sortie d'autre part, au moins un premier dispositif de raidissement, en particulier sous la forme d'une première nervure de raidissement, étant logé de préférence dans la matière thermoplastique, et/ou au moins un second dispositif de raidissement, en particulier sous la forme d'une seconde nervure de raidissement, étant logé dans le corps en plastique dur, le premier dispositif de raidissement étant de préférence formé par recouvrement du second dispositif de raidissement avec la matière thermoplastique. Il peut être en outre prévu que l'élément de support soit réalisé en un métal, comportant de préférence de l'aluminium ou de l'acier, et/ou fasse partie 10 d'une paroi arrière de boîtier de compresseur et/ou d'une base de turbocompresseur. On recommande par ailleurs que l'élément de retenue soit réalisé en métal, comportant de préférence de l'aluminium et/ou de l'acier, et/ou sous la forme d'un manchon. 15 Selon la présente invention, on préfère que le boîtier de compresseur soit un boîtier de compresseur radial, en particulier de turbocompresseur. Avec la présente invention, un procédé de fabrication d'un boîtier de compresseur selon la présente invention est également fourni, qui est caractérisé en ce que le corps en matière plastique est relié à l'élément de 20 support, en particulier par l'intermédiaire d'un assemblage par emboîtement, un élément métallique essentiellement plat, en particulier en forme de plaque, est agencé autour des rebords extérieurs du bord du corps en matière plastique et du bord de l'élément de support, les deux extrémités de la section transversale de l'élément métallique surmontant lesdits rebords extérieurs, et 25 une des extrémités est repliée ou rabattue sur le bord du corps en matière plastique et l'autre extrémité est repliée ou rabattue sur le bord de l'élément de support, pour obtenir un maintien solide de l'assemblage formé à partir du corps en matière plastique et de l'élément de support ainsi que d'un élément de retenue présentant, en coupe transversale, une forme de U. 30 II peut en outre être prévu qu'un corps de base soit fabriqué selon un procédé d'application par pulvérisation, plus particulièrement un procédé de moulage par injection, et une matière thermoplastique est appliquée par surmoulage sur le corps de base selon un procédé d'application par pulvérisation, en particulier un procédé de moulage par injection, pour fournir le corps en matière plastique. Et enfin, on recommande également selon la présente invention qu'un boîtier de compresseur bi-composant en matière plastique soit fabriqué pour un turbocompresseur. La présente invention se base ainsi sur la découverte surprenante que, à la place d'une liaison vissée dans un boîtier de compresseur, c'est-à-dire entre corps en matière plastique et un élément de support principalement métallique, réalisée par exemple à travers une paroi arrière de boîtier de compresseur et/ou une base de turbocompresseur dans le cas de l'utilisation dans un turbocompresseur, on peut utiliser un manchon en métal fabriqué au moyen d'un rabat assurant une prise solide d'une part au niveau du corps en matière plastique et d'autre part au niveau de l'élément de support. Le dispositif de fixation est associé aux avantages suivants : 1. Economie de bossages de fixation, de trous filetés, de trous borgnes ou similaires pour des assemblages vissés, grâce à quoi la taille du boîtier de compresseur peut être réduite ; 2. Augmentation de la sécurité et amélioration des résultats lors des essais de confinement en raison du cerclage de l'ensemble des rebords extérieurs du bord du corps en matière plastique et de l'élément de support ; et 3. Réduction de l'échauffement par rayonnement en particulier du corps en matière plastique par réflexion due à la surface métallique du manchon. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention résultent de la description ci-dessous, dans laquelle un exemple de réalisation de la présente invention est expliqué plus en détail à titre d'exemple en s'appuyant sur des représentations schématiques. Parmi celles-ci : la figure 1 montre une vue en perspective d'un boîtier de compresseur selon la présente invention vu de dessus ; la figure 2 montre une vue en perspective du boîtier de compresseur de la figure 1 vu de dessous ; et la figure 3 montre une vue en coupe partielle du boîtier de compresseur des figures 1 et 2. La figure 1 montre un boîtier de compresseur 1 selon la présente invention, qui fait en particulier partie d'un turbocompresseur non représenté d'un moteur à explosion. Le boîtier de compresseur 1 comporte un corps en matière plastique 2, qui forme un collecteur d'admission 3, au travers duquel de l'air est aspiré dans le boîtier de compresseur 1, un canal de compresseur 5 périphérique, dans lequel l'air aspiré est compressé, et un collecteur de sortie 7, à partir duquel d'air compressé sort du boîtier de compresseur 1. Le corps en matière plastique 2 est constitué en outre d'un corps de base, qui comporte essentiellement une matière plastique dure et est recouvert au moins par endroits par un capot en matière thermoplastique, comme cela est décrit par exemple dans le document DE 10 2007 009 781.8. Un élément de support 9, qui est relié selon la présente invention au corps en matière plastique 2 par l'intermédiaire d'un manchon métallique 11, est prévu en tant que paroi arrière du boîtier de compresseur 1. Cet 15 assemblage est représenté en détail sur la figure 3. Le corps en matière plastique 2 comporte un bord 51, qui est adapté au contour d'un bord 91 de l'élément de support 9 ainsi qu'à la forme du manchon 11. Formulé de manière plus précise, le bord 51 comporte deux évidements 52, 53, respectivement pour un épaulement 92, 93 de l'élément de support 9, 20 et un prolongement 55 dans le secteur d'un prolongement correspondant 94 de l'élément de support 9 sur sa face intérieure. Le bord 51 présente sur sa face extérieure un épaulement 54 destiné au repos d'un bras 111 du manchon métallique 11 essentiellement en forme de U en section transversale, dont l'autre bras 112 repose sur le prolongement 94 de l'élément de support 9. Le 25 manchon métallique 11 enserre ainsi les rebords extérieurs 56, 57, 95 des deux bords 51, 91 et veille ainsi à une solidité structurelle optimale. L'assemblage décrit pour la figure 3 peut être réalisé en réunissant dans une première étape le corps en matière plastique 2 avec l'élément de support 9. Un élément de retenue annulaire est ensuite poussé autour des rebords 30 extérieurs 56, 57, 97, qui passent de manière essentiellement circulaire en coupe longitudinale dans le cas de la réalisation d'un boîtier de compresseur radial, et cela jusqu'à ce qu'il surmonte des deux côtés les bords 51, 91, de sorte que les bords correspondants formant les bras 111 et 112 peuvent être rabattus pour former le manchon métallique 11. L'utilisation du manchon métallique 11 est associée à un grand nombre d'avantages, qui sont essentiellement l'économie de place, le montage simple, la sécurité élevée et l'élimination de la chaleur par rayonnement. Formulé de manière plus précise, on peut renoncer à la place nécessaire pour un assemblage vissé qu'exigent les trous filetés, les trous borgnes, les bossages et similaires, par comparaison avec la technique antérieure. L'échange de l'assemblage vissé de la technique antérieure par un verrouillage par forme et friction grâce au manchon métallique 11 assure aussi une solidité structurelle, et par conséquent une sécurité augmentée car l'ensemble des secteurs de bord 51, 91 du manchon métallique 11 sont maintenus ensemble, et non plus seulement de manière ponctuelle dans le secteur d'une vis. Pour des boîtiers en matière plastique, il existe en outre fondamentalement le danger qu'ils soient endommagés par l'émission de chaleur, en particulier quand la couche extérieure est constituée d'une matière thermoplastique. Il faut en outre considérer que la matière plastique absorbe de la chaleur, surtout quand elle est réalisée en une couleur sombre. Une surface métallique comme celle du manchon métallique 11 renvoie au contraire le rayonnement thermique, ce qui évite un endommagement du corps en matière plastique 2 pour cause de rayonnement thermique lors de l'utilisation, ou le réduit au moins dans une proportion considérable. Pour une protection supplémentaire du corps en matière plastique 2 contre l'effet de la chaleur, un matériau d'isolation thermique (non montré) peut par ailleurs être agencé entre le manchon métallique 11 et le corps en matière plastique. Les caractéristiques de la présente invention rendues publiques dans la présente description, sur les représentations dessinées ainsi que dans les revendications peuvent être essentielles individuellement mais aussi en une combinaison quelconque pour la mise en oeuvre de la présente invention dans ses différents modes de réalisation. Liste des références numériques 1 Boîtier de compresseur 2 Corps en matière plastique 3 Collecteur d'admission 5 Canal de compresseur 7 Collecteur de sortie 9 Elément de support 11 Manchon métallique 13 Nervure de renfort 51 Bord 52 Evidement 53 Evidement 54 Epaulement 55 Prolongement 56 Rebord extérieur 57 Rebord extérieur 91 Bord 92 Epaulement 93 Epaulement 94 Prolongement 95 Rebord extérieur 111 Bras 112 Bras REVENDICATIONS 1. Boîtier de compresseur (1) comportant au moins un corps en matière plastique (2) fournissant un collecteur d'admission (3), un canal de compresseur (5) ainsi qu'un collecteur de sortie (7), pouvant être relié à un élément de support (9) par l'intermédiaire d'au moins un dispositif de fixation (11), caractérisé en ce que le dispositif de fixation comporte un élément de retenue (11) qui enserre un bord (51) du corps en matière plastique (2) ainsi qu'un bord (91) de l'élément de support (9). 2. Boîtier de compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps en matière plastique (2) comporte un corps en matière plastique dure en tant que corps de base, sur lequel une matière thermoplastique est appliquée par surmoulage à la manière d'un capot. 3. Boîtier de compresseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en 15 ce que le bord (51) du corps en matière plastique (2), en particulier du corps en matière plastique dure, est mis en forme en vue de la fixation de l'élément de support (9), au moins par endroits, selon un contour spécialement adapté à l'élément de support (9), en particulier étagé. 20 4. Boîtier de compresseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bord (51) du corps en matière plastique (2) présente au moins un évidement (52, 53) destiné à recevoir un épaulement (92, 93) du bord (91) de l'élément de support (9). 5. Boîtier de compresseur selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que le bord (51) du corps en matière plastique (2) présente un prolongement en forme de plaque (55) qui repose sur un prolongement en forme de plaque (94) du bord (91) de l'élément de support (9). 6. Boîtier de compresseur selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que l'élément de retenue (11) enserre l'ensemble des rebords extérieurs (56, 57, 95) des bords (51, 91). 7. Boîtier de compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce quel'élément de retenue (11) est réalisé essentiellement en forme de U en coupe transversale, un bras libre (111) de la forme en U reposant sur un épaulement (54) du corps en matière plastique (2), et l'autre bras libre (112) de la forme en U reposant sur le prolongement (94) de l'élément de support (9). 8. Boîtier de compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par au moins un bouclier thermique et/ou un matériau mauvais conducteur de la chaleur et/ou isolant, au moins par endroits, entre l'élément de retenue et le corps en matière plastique, de préférence sous la forme d'un revêtement de l'élément de retenue. 9. Boîtier de compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un dispositif de renfort, en particulier une nervure de renfort (13), est agencé dans le corps en matière plastique (2) entre le canal de compresseur (5) d'une part et le collecteur d'admission (3) et/ou le collecteur de sortie (7) d'autre part, au moins un premier dispositif de raidissement, en particulier sous la forme d'une première nervure de raidissement, étant logé de préférence dans la matière thermoplastique, et/ou au moins un second dispositif de raidissement, en particulier sous la forme d'une seconde nervure de raidissement, étant logé dans le corps en plastique dur, le premier dispositif de raidissement étant de préférence formé par recouvrement du second dispositif de raidissement avec la matière thermoplastique. 10. Boîtier de compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de support (9) est réalisé en un métal, comportant de préférence de l'aluminium ou de l'acier, et/ou fait partie d'une paroi arrière de boîtier de compresseur et/ou d'une base de turbocompresseur. 11. Boîtier de compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de retenue (11) est réalisé en métal, comportant de préférence de l'aluminium et/ou de l'acier, et/ou sous la forme d'un manchon. 12. Boîtier de compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de compresseur (1) est un boîtier de compresseur radial, enparticulier de turbocompresseur. 13. Procédé de fabrication d'un boîtier de compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps en matière plastique est relié à l'élément de support, en particulier par l'intermédiaire d'un assemblage par emboîtement, un élément métallique essentiellement plat, en particulier en forme de plaque, est agencé autour des rebords extérieurs du bord du corps en matière plastique et du bord de l'élément de support, les deux extrémités de la section transversale de l'élément métallique surmontant lesdits rebords extérieurs, et une des extrémités est repliée ou rabattue sur le bord du corps en matière plastique et l'autre extrémité est repliée ou rabattue sur le bord de l'élément de support, pour obtenir un maintien solide de l'assemblage formé à partir du corps en matière plastique et de l'élément de support ainsi que d'un élément de retenue présentant, en coupe transversale, une forme de U. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que un corps de base est fabriqué selon un procédé d'application par pulvérisation, plus particulièrement un procédé de moulage par injection, et une matière thermoplastique est appliquée par surmoulage sur le corps de base selon un procédé d'application par pulvérisation, en particulier un procédé de moulage par injection, pour fournir le corps en matière plastique. 15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que un boîtier de compresseur bi-composant en matière plastique est fabriqué pour un turbocompresseur.