Brevet FR2962768A1 — publié le 20120120

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de moulage en une seule pièce du corps d'un collecteur d'admission d'air pour moteur à combustion interne réalisé en matière plastique. Etat de la technique Les moteurs à combustion interne sont classiquement équipés d'un collecteur d'admission d'air essentiellement constitué par un corps de collecteur réalisé par moulage d'une matière plastique. Un tel corps de collecteur comporte une tubulure d'admission principale ou plenum essentiellement cylindrique comportant un orifice d'admission et dans laquelle débouche par un orifice de distribution respectif une série de conduits d'admission latéraux associés chacun à un canal d'admission de la culasse de cylindre et à l'un des cylindres du moteur. Chacun de ces conduits d'admission est classiquement équipé, au niveau du plenum d'un segment évasé à rayon d'arrondi entourant l'orifice de distribution associé. Ces segments évasés sont communément appelés « volute ». Compte tenu de la présence de ces segments évasés qui correspondent à des éléments en contre-dépouille, le corps de collecteur d'admission d'air est classiquement réalisé par moulage de deux pièces distinctes qui doivent ensuite être soudées ; cette obligation augmente dans une large mesure le temps nécessaire à la réalisation du corps de collecteur, et donc le coût de celui-ci. De plus, le processus de soudage entraîne inévitablement des irrégularités au niveau de la surface interne du plenum pouvant être sources de pertes de charge. But de l'invention La présente invention a pour objet de proposer un procédé 30 de moulage en une seule pièce d'un corps de collecteur de nature à remédier à ces inconvénients. Exposé et avantages de l'invention La première étape du procédé conforme à l'invention, consiste à réaliser un moule constitué par au moins deux coquilles de mou- 35 lage et ayant une surface interne correspondant à la surface externe du corps de collecteur à mouler, ainsi que des ouvertures correspondant à l'orifice d'admission et aux orifices de sortie des conduites d'admission. 2 Ce moule comporte un évidement cylindrique longitudinal correspondant au plénum dans lequel débouchent une série d'évidements cylindriques transversaux correspondant aux conduits d'admission et équipés chacun d'un segment évasé à rayon d'arrondi au niveau de l'évidement longitudinal. Ces différents évidements cylindriques débouchent vers l'extérieur par des ouvertures associées. La seconde étape du procédé conforme à l'invention consiste à introduire dans les évidements cylindriques par les ouvertures du moule ainsi réalisé, d'une part au moins un noyau de moulage principal s'étendant sur la totalité de la longueur du moule et correspondant à la périphérie interne du plenum et des segments évasés des conduits d'admission, et d'autre part une série de noyaux auxiliaires correspondant chacun à la périphérie interne du tronçon restant du conduit d'admission associé. Pour permettre son extraction après le moulage du corps de collecteur, le noyau de moulage principal est constitué par deux éléments de noyau longitudinaux imbriqués l'un dans l'autre et susceptibles de glisser l'un sur l'autre. Ces deux éléments de noyau qui s'étendent sur la totalité de la longueur du moule consistent en un premier élément de noyau ayant une surface essentiellement lisse et correspondant à une première partie de la périphérie du plenum, et à un second élément de noyau qui correspond à la partie restante de la périphérie du plenum ainsi qu'aux seg- ments évasés des conduits d'admission. Le second élément de noyau comporte ainsi des embouts évasés transversaux qui font saillie sur sa périphérie. Après introduction des noyaux de moulage dans les évidements correspondant au plenum et aux conduits d'admission du moule on met en oeuvre l'étape de moulage du corps de collecteur de façon connue en elle-même. Les noyaux auxiliaires peuvent ensuite être extraits de manière classique. Compte tenu de sa configuration spécifique le noyau de 35 moulage principal, peut également être facilement extrait du moule. Cette extraction s'effectue en trois phases. La première phase consiste à extraire longitudinalement le premier élément de noyau par l'ouverture du moule correspondant à 3 l'orifice d'admission en le faisant glisser le long du second élément de noyau. La seconde phase consiste à déplacer transversalement le second élément de noyau de façon à le positionner dans le volume ainsi libéré par le premier élément de noyau et à dégager les embouts évasés correspondant aux segments évasés des conduits d'admission. Selon l'invention, les première et seconde phases s'effectuent simultanément. Le second élément de noyau peut ainsi être lui aussi facile-ment extrait longitudinalement tout comme le premier élément de noyau lors de la troisième phase de cette extraction. Il ne reste alors plus qu'à démouler le corps de collecteur. Selon l'invention, le premier élément de noyau ou le second élément de noyau est avantageusement équipé d'une nervure longitudinale qui s'étend sur la totalité de sa longueur tandis que le second élé- ment de noyau ou le premier élément de noyau est équipé d'une rainure longitudinale associée qui s'étend également sur la totalité de sa longueur. Cette nervure et cette rainure permettent de faciliter l'introduction et le positionnement dans le moule du noyau de moulage principal en bloquant les deux éléments de noyau l'un par rapport à l'autre, et définissent en outre un rail de guidage lors de la première phase d'extraction du premier élément de noyau par l'ouverture du moule correspondant à l'orifice d'admission. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le premier élément de noyau et le second élément de noyau sont en forme de 25 coin. Cette caractéristique est elle aussi de nature à faciliter dans une large mesure l'extraction du premier élément de noyau. Selon une première variante de l'invention, on utilise un noyau de moulage principal unique ayant une longueur correspondant à 30 la longueur du moule et constitué de deux éléments de noyau imbriqués l'un dans l'autre. Ce noyau de moulage est introduit dans le moule par l'ouverture correspondant à l'orifice d'admission. Selon une seconde variante de l'invention, on utilise deux 35 noyaux de moulage principaux ayant une longueur correspondant essentiellement à la moitié de la longueur du moule et constitués chacun de deux éléments de noyau imbriqués l'un dans l'autre. 4 Selon cette variante, il est nécessaire d'équiper le moule d'une ouverture annexe située en regard de l'ouverture correspondant à l'orifice d'admission à l'extrémité de l'évidement cylindrique longitudinal. L'un des noyaux de moulage principaux est introduit dans cet évidement longitudinal par l'ouverture correspondant à l'orifice d'admission tandis que le second noyau de moulage principal y est introduit par l'ouverture annexe. Ces deux noyaux de moulage principaux viennent en appui l'un contre l'autre à la partie médiane de l'évidement cylindrique longitu-10 dinal. Selon cette seconde variante de l'invention, après l'étape de moulage du corps de collecteur, on extrait longitudinalement le premier élément de noyau de chacun des noyaux de moulage principaux respectivement de part et d'autre du moule en le faisant glisser le long du second 15 élément de noyau associé. On déplace ensuite transversalement le second élément de noyau de chacun des noyaux de moulage principaux pour dégager les embouts évasés correspondant aux segments évasés des conduits d'admission puis on l'extrait longitudinalement, respectivement de part et 20 d'autre du moule. L'extraction des deux noyaux de moulage principaux s'effectue donc là encore en trois phases. Après l'étape de démoulage du corps de collecteur, cette seconde variante de l'invention exige la mise en oeuvre d'une étape supplé- 25 mentaire consistant à souder un capuchon de façon à fermer l'orifice correspondant à l'ouverture annexe du moule. Dans le cas préférentiel où les deux éléments de noyau des noyaux de moulage principaux sont en forme de coin, ceux-ci sont disposés tête-bêche dans le moule. 30 Dessins Les caractéristiques du procédé qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective et en transparence d'un corps de 35 collecteur, - la figure 2 est une vue en coupe représentant un noyau de moulage principal introduit dans un moule conformément à la première variante de l'invention, - les figures 3 et 4 sont des schémas illustratifs des trois phases de l'étape d'extraction de ce noyau de moulage principal, conformément à la première variante de l'invention, - la figure 5 est une vue en coupe similaire à la figure 2 mais correspon- 5 dant à la seconde variante de l'invention, - les figures 6 et 7 sont respectivement des schémas illustratifs des trois phases de l'étape d'extraction des noyaux de moulage principaux, conformément à la seconde variante de l'invention. Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon la figure 1, le corps de collecteur devant être moulé comporte essentiellement un corps de collecteur 1 comprenant une tubulure d'admission principale cylindrique ou plenum 2 dans laquelle l'air sous pression pénètre par un orifice d'admission 3 situé à l'une de ses extrémités et qui est fermée à son extrémité opposée 4 située en regard de cet orifice d'admission 3. Une série de conduits d'admission 5 débouchent latérale-ment dans le plenum 2 par un orifice de distribution respectif 6. Les conduits d'admission 5 sont équipés chacun d'un orifice de sortie 7 à leur extrémité opposée à l'orifice de distribution 6 et sont respectivement associés à un canal d'admission de la culasse de cylindre et à l'un des cylindres du moteur, de façon non représentée sur la figure 1. Chacun des conduits d'admission 5 est équipé, au niveau du plenum 2, d'un segment évasé aussi appelé volute à noyau d'arrondi 8 25 qui entoure l'orifice de distribution 6 associé. Selon la figure 2, la première étape de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, consiste à réaliser un moule 10 constitué par au moins deux coquilles de moulage et ayant une surface interne qui correspond à la surface externe du corps de collecteur 1 devant être mou- 30 lé. Ce moule 10 comporte un évidement cylindrique longitudinal 12 correspondant au plenum 2 dans lequel débouche une série d'évidements cylindriques transversaux 15 correspondant aux conduits d'admission 5. 35 Les évidements cylindriques transversaux sont équipés chacun d'un segment évasé 18 à rayon d'arrondi correspondant aux segments évasés 8, au niveau de l'évidement longitudinal 12. 6 Le moule 10 est par ailleurs équipé d'une ouverture 13 si-tuée à l'une des extrémités de l'évidement cylindrique longitudinal 12 et correspondant à l'orifice d'admission 3, ainsi que d'une série d'ouvertures 17 respectivement situées à l'extrémité libre des évidements cylindriques latéraux 15 et correspondant aux orifices de sortie 7 des conduits d'admission 5. Selon la figure 1, pour effectuer le moulage d'un corps de collecteur 1 dans le moule 12, on introduit dans l'évidement cylindrique longitudinal 12, par l'ouverture 13, un noyau de moulage principal 20 qui s'étend sur la totalité de la longueur de cet évidement 12 et correspond à la périphérie interne du plenum 2 et des segments évasés 8 des conduits d'admission 5. Le noyau de moulage principal 20 est plus précisément constitué par deux éléments de noyau longitudinaux en forme de coin 21, 22 qui sont imbriqués l'un dans l'autre et sont susceptibles de glisser l'un sur l'autre. Ces deux éléments de noyau 21, 22 s'étendent sur la totalité de la longueur de l'évidement cylindrique longitudinal 12. Le premier élément de noyau 21 a une surface essentielle- ment lisse et correspond à une première partie de la périphérie du plénum 2, c'est-à-dire à la partie opposée aux orifices de distribution 6. Le second élément de noyau 22, correspond à la partie restante de la périphérie du plenum 2 ainsi qu'aux segments évasés 8 des conduits d'admission 5. Le second élément de noyau 22 comporte ainsi des embouts évasés 23 qui font saillie sur sa périphérie. Ces embouts évasés 23 apparaissent plus précisément sur la figure 4 Le premier élément de noyau 21 est en outre équipé d'une rainure longitudinale 211 qui s'étend sur la totalité de sa longueur tandis que le second élément de noyau 22, est équipé d'une nervure longitudinale 221 associée qui s'étend également sur la totalité de sa longueur. Cette rainure 211 et cette nervure 221 qui facilitent le glissement des deux éléments de noyau 21, 22 l'un sur l'autre, sont plus clai- rement représentées sur la figure 4. De façon non représentée sur les figures, des noyaux auxiliaires sont également introduits dans les évidements cylindriques latéraux 15. 7 Ces noyau auxiliaires sont extraits du moule 10 de façon connue en elle-même après l'opération de moulage du corps de collecteur 1. Selon la figure 2, le noyau de moulage principal 20, ne peut pas être directement extrait du moule 10 par l'orifice 13 après l'étape de moulage du corps de collecteur 1 compte tenu de la présence sur la périphérie du second élément de noyau 22 des embouts évasés 23 correspondant aux segments évasés 8 des conduits d'admission 5 qui constituent des éléments en contre dépouille. Par suite, cette extraction est effectuée en trois phases. Selon la figure 3, la première de ces phases, consiste à ex-traire longitudinalement, le premier élément de noyau 21 par l'ouverture 13 du moule 10 en le faisant glisser le long du second élément de noyau 22 comme schématisé par la flèche A. La seconde phase consiste à déplacer transversalement le second élément de noyau 22 dans l'espace ainsi libéré par le premier élément de noyau 21 comme schématisé par la flèche B de façon à dégager les embouts évasés 23. Selon la figure 4, ces embouts 23 ayant ainsi été dégagés, le 20 second élément de noyau 22, peut lui aussi être extrait longitudinalement du moule 10 par l'ouverture 13 selon la flèche A. Selon les figures 5, 6 et 7, conformément à la seconde va-riante de l'invention le noyau de moulage principal 20 de la première va-riante de l'invention est remplacé par deux noyaux de moulage principaux 25 30, 30' que l'on introduit respectivement dans l'évidement cylindrique longitudinal 12, et de part et d'autre de cet évidement par l'ouverture 13 qui correspond à l'orifice d'admission 3 et par une ouverture annexe 11 du moule 10 qui est située en regard de l'ouverture 13. Ces noyaux de moulage principaux 30, 30', ont une ion- 30 gueur correspondant à la moitié de la longueur de l'évidement 12 du moule 10 et viennent en appui l'un contre l'autre par leur face frontale à la partie médiane de cet évidement en position de moulage. Selon les figures 5, 6 et 7, les deux noyaux de moulage principaux 30, 30', sont plus précisément constitués par deux éléments de 35 noyau longitudinaux en forme de coin 31, 32, 31', 32' qui sont imbriqués l'un dans l'autre et situés « tête-bêche » dans la position de moulage représentée sur la figure 1. 8 Les éléments de noyau 31, 32 et 31', 32', des noyaux de moulage principaux 30, 30', ont une configuration essentiellement similaire à celle des éléments de noyau 21, 22 du noyau de moulage principal 20 conforme à la première variante de l'invention. Les premiers éléments de noyau 31, 31', ont ainsi une sur-face essentiellement lisse et correspondent à une première partie de la périphérie du plenum 2 du corps de collecteur 1 tandis que les seconds éléments de noyau 32, 32', correspondent à la partie restante de la périphérie du plenum 2 ainsi qu'aux segments évasés 8 des conduits d'admission 5. Par suite, les seconds éléments de noyau 32, 32' comportent des embouts évasés 34, 34' qui font saillie sur leur périphérie. Les éléments de noyau 31, 31'et 32, 32', sont également équipés de nervures 311, 31'1 et de rainures 321, 32'1 associées comme représenté plus précisément sur la figure 7 de façon à faciliter leur glisse-ment les uns sur les autres. Après l'étape de moulage, l'extraction des noyaux de moulage principaux 30, 30', s'effectue là encore en trois phases, de façon essentiellement similaire à l'extraction du noyau de moulage principal 20 conforme à la première variante de l'invention, mais symétriquement de part et d'autre du moule 10, respectivement par les ouvertures 13 et 11 de celui-ci. Selon la figure 6, la première phase de cette étape d'extraction consiste à extraire longitudinalement les premiers éléments de noyau 31, 31' de part et d'autre du moule 10 en les faisant glisser le long des seconds éléments de noyau 32, 32' comme schématisé par les flèches A et A'. La seconde phase de cette étape d'extraction, consiste à dé-placer transversalement les seconds éléments de noyau 32, 32' comme schématisé par les flèches B et B' dans l'espace libéré par les premiers éléments de noyau 31, 31' de façon à dégager les embouts évasés 34, 34'. Selon la figure 7, les seconds éléments de noyau 32, 32' ainsi dégagés, peuvent ensuite eux aussi être extraits longitudinalement selon les flèches A et A' par les ouvertures 13, 11 respectivement de part et d'autre du moule 10. La mise en oeuvre du procédé conforme à cette seconde va-riante de l'invention, nécessite une étape supplémentaire consistant à souder un capuchon 33 permettant de fermer l'orifice du corps de collecteur moulé 1 correspondant à l'ouverture annexe 11 du moule 10.5 REVENDICATIONS1 °) Procédé de moulage en une seule pièce du corps d'un collecteur d'admission d'air pour moteur à combustion interne réalisé en matière plastique, ce corps de collecteur (1) comportant une tubulure d'admission principale ou plenum (2) essentiellement cylindrique comportant un orifice d'admission (3) et dans laquelle débouche par un orifice de distribution respectif (6) une série de conduits d'admission latéraux (5) associés chacun à un canal d'admission de la culasse de cylindre et à l'un des cylindres du moteur, et chacun des conduits d'admission (5) étant équipé, au niveau du plenum (2), d'un segment évasé à rayon d'arrondi (8) entourant l'orifice de distribution (6) associé. caractérisé par la mise en oeuvre des étapes suivantes : - on réalise un moule (10) constitué par au moins deux coquilles de moulage et ayant une surface interne correspondant à la surface ex- terne du corps de collecteur (1) à mouler, ainsi que des ouvertures correspondant à l'orifice d'admission (3) et aux orifices de sortie (7) des conduits d'admission (5), - on introduit dans les ouvertures du moule (10) ainsi réalisé d'une part au moins un noyau de moulage principal (20) correspondant à la péri- phérie interne du plenum (2) et des segments évasés (8) des conduits d'admission (5), et d'autre part une série de noyaux auxiliaires correspondant chacun à la périphérie interne du tronçon restant du conduit d'admission associé (5), le noyau de moulage principal (20) étant constitué par deux éléments de noyau longitudinaux imbriqués l'un dans l'autre et susceptibles de glisser l'un sur l'autre, à savoir un premier élément de noyau (21) ayant une surface essentiellement lisse et correspondant à une première partie de la périphérie du plenum (2), et un second élément de noyau correspondant à la partie restante de la périphérie du plenum (2) ainsi qu'aux segments évasés (8) des conduits d'admission (5), et comportant des embouts évasés (23) faisant saillie sur sa périphérie, - on moule le corps de collecteur (1), - on extrait les noyaux auxiliaires, - on extrait longitudinalement le premier élément de noyau (21) en le fai-35 sant glisser le long du second élément de noyau (22), - on déplace transversalement le second élément de noyau (22) pour dé-gager les embouts évasés (23), puis on l'extrait longitudinalement, et - on démoule le corps de collecteur (1). 11 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément de noyau (21) ou le second élément de noyau (22) est équipé d'une nervure longitudinale (221) s'étendant sur la totalité de sa longueur et le second élément de noyau (22) ou le premier élément de noyau (21) est équipé d'une rainure longitudinale associée (211), s'étendant également sur la totalité de sa longueur. 3°) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier élément de noyau (21) et le second élément de noyau (22) sont en forme de coin. 4°) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu' on introduit dans l'ouverture (13) correspondant à l'orifice d'admission, un noyau de moulage principal (20) ayant une longueur correspondant à la longueur du moule (10) et constitué de deux éléments de noyau (21, 22) imbriqués dans l'autre. 5°) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu' - on équipe le moule (10) d'une ouverture annexe (11) située en regard de 25 l'ouverture (13) correspondant à l'orifice d'admission (3), - on introduit respectivement dans cette ouverture (13) et dans l'ouverture annexe (11), un noyau de moulage principal (30, 30') ayant une longueur correspondant essentiellement à la moitié de la longueur du moule (10) et constitué de deux éléments de noyau (31, 32 ; 31', 32') 30 imbriqués l'un dans l'autre, - après l'étape de moulage du corps de collecteur (1), on extrait longitudinalement le premier élément de noyau (31, 31') de chacun des noyaux de moulage principaux (30, 30'), respectivement de part et d'autre du moule (10) en le faisant glisser le long du second élément de 35 noyau (32, 32') associé, - on déplace transversalement le second élément de noyau (32, 32') de chacun des noyaux de moulage principaux (30, 30') pour dégager lesembouts évasés (34, 34'), puis on l'extrait longitudinalement, respectivement de part et d'autre du moule (10), et - après l'étape de démoulage du corps de collecteur (1), on soude un capuchon (33) sur celui-ci de façon à fermer l'orifice correspondant à 5 l'ouverture annexe (11) du moule (10). 10