Brevet FR3003304A1 — publié le 20140919

PROCEDE DE FABRICATION D'UN CARTER, CARTER AINSI OBTENU ET VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE DUDIT CARTER L'invention concerne un procédé de fabrication d'un carter. Elle concerne également le carter ainsi obtenu et 5 le véhicule automobile équipé dudit carter. 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine de fabrication des pièces de fonderie, notamment dans le domaine automobile, nécessitant une opération d'usinage. 10 L'invention vise en particulier la fabrication de pièces telles que les carters destinés à être installés, à titre d'exemple non limitatif, dans des véhicules automobiles. 2. Art antérieur Les moteurs dans le domaine automobile sont associés 15 souvent à des turbocompresseurs notamment pour les motorisations diesel. Ces turbocompresseurs comportent des carters pour protéger les éléments du turbocompresseur tels que la turbine ou le compresseur. Ledit carter entoure ainsi un compresseur et il est rattaché au moteur de façon 20 fixe par une béquille. Il est connu de fabriquer un carter destiné à l'industrie automobile par coulage de métal dans un moule adapté. Ledit carter comporte un orifice sensiblement circulaire pour le passage d'un axe de rotation du 25 compresseur. Une étape d'usinage est consécutive au moulage pour usiner notamment un palier de support de l'axe de rotation. Le carter est alors disposé de façon à ce que l'axe de rotation soit sensiblement confondu avec l'axe de rotation de la machine à usiner. La béquille de maintien 30 est un balourd pour cette opération qui peut entrainer une ovalisation de la partie cylindrique du palier lors de l'usinage du palier. L'usinage de pièce cylindrique comprenant par exemple une béquille en saillie est rendu délicat du fait du balourd que présente la béquille. En effet, la rotation de la pièce malgré les moyens de maintien de la pièce entraine des phénomènes d'excentration ce qui entraine une ovalisation des pièces. Pour résoudre ce problème, de manière connue, les constructeurs suppriment lesdites saillies pour l'usinage et pour ensuite faire des pièces rapportées pour obtenir la fonction désirée. Ceci entraine d'une part des opérations supplémentaires couteuses en fabrication et une conception des pièces non optimale pour obtenir la fonction désirée. Le problème de centrage d'éléments rotatifs présentant une répartition inégale des masses selon l'axe longitudinal est connu et la publication FR2426898 présente un procédé de centrage desdits éléments par déplacement de l'axe de rotation. Cette opération est cependant compliquée et se révèle couteuse pour une pièce telle que le carter de turbocompresseur. La publication FR2970662 divulgue un procédé de fabrication avec une réduction de balourd par l'ajout de masselottes de densité supérieure lors du moulage. L'ajout de telles masselottes pour un carter de turbocompresseur présentant une paroi de carter de faible épaisseur entraine des densités de masselottes très élevées qui restent ensuite intégrées dans ledit carter alourdissant donc le carter. 3. Objectif de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier tout 30 ou partie des inconvénients de l'art antérieur. Un objectif de l'invention est de fournir un procédé de fabrication d'une pièce issue du moulage qui nécessite une étape d'usinage, pour réduire voire supprimer l'influence d'un balourd de ladite pièce lors de l'usinage, le procédé de fabrication étant facile de mise en oeuvre et peu couteux. Plus précisément, un autre objectif de l'invention 5 est de fournir un procédé de fabrication d'un carter présentant au moins une partie en saillie nécessaire par exemple à sa fixation tout en assurant un bon usinage du palier de carter. Un autre objectif de l'invention est de réduire voire de supprimer un balourd du à cette nouvelle 10 solution pour l'usinage. Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution qui soit simple et peu coûteuse. 4. Résumé de l'invention Ces objectifs sont atteints grâce à un procédé de 15 fabrication d'un carter comportant les étapes suivantes : moulage d'un métal pour former le carter dans un état intermédiaire dans lequel il présente une paroi sensiblement cylindrique formée autour d'un axe central, et une première et au moins une deuxième extensions de matière 20 s'étendant radialement depuis la paroi du carter vers l'extérieur; usinage d'un palier central dans le carter. caractérisé en ce que la au moins deuxième extension de matière présente un point de rupture pour permettre la 25 section de ladite au moins deuxième extension après l'étape d'usinage du palier. De la sorte, la au moins deuxième extension de matière permet de compenser le balourd créé par la première extension de matière devant constituer la béquille pour 30 l'étape d'usinage du palier du carter. Ladite au moins deuxième extension de matière présente un point de rupture et est sectionnée aisément après l'étape d'usinage de sorte que le carter usiné final présente une unique extension de matière adaptée à sa fixation contre un élément du moteur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le centre de gravité du carter est porté par l'axe central du carter. Le centre de gravité de l'ensemble se trouve de ce fait sur l'axe central de rotation du carter pour obtenir un carter dans son état intermédiaire équilibré par rapport à son axe central. -le moment d'inertie de la première extension est égal 10 au moment d'inertie de la au moins deuxième extension de matière du carter dans son état intermédiaire. La au moins deuxième extension est destinée à compenser le balourd de la première extension conformée à la fixation du carter à un élément du moteur. La au moins 15 deuxième extension de matière présente un volume et une masse identiques à ceux de la première extension et la deuxième extension est réalisée de façon symétrique par rapport à l'axe central du carter pour réduire les effets du balourd lors de la rotation du carter. Le moment 20 d'inertie de la au moins deuxième extension est donc sensiblement égal à celui de la première extension de matière. De ce fait, le balourd de la première extension est compensé par celui de la au moins deuxième extension lors de l'étape d'usinage du palier. 25 - le centre de gravité du carter dans son état intermédiaire est porté par l'axe de rotation de la machine pendant l'étape d'usinage. L'axe central du carter est confondu avec l'axe de rotation de la machine d'usinage, une fois le carter 30 disposé dans ladite machine, le centre de gravité du carter est de ce fait porté par l'axe de rotation de la machine pour avoir un équilibrage du carter dans son état intermédiaire à usiner. - l'amorce de rupture dans le carter dans son état intermédiaire présente une forme sensiblement en V et est disposée à la jonction de la paroi cylindrique et de la deuxième extension. La deuxième extension peut ainsi être sectionnée du carter après l'étape d'usinage pour que le carter présente dans son état final des caractéristiques mécaniques et d'aspect conformes aux contraintes fixées de par sa fonction. L'amorce de rupture présente une forme 10 sensiblement en V de sorte à faciliter la rupture. Il peut y avoir deux amorces de ruptures en V situées en vis-à-vis. - l'amorce de rupture dans le carter dans son état intermédiaire est adaptée à se rompre sous un effort supérieur à 10N. 15 Avantageusement, L'amorce de rupture est adaptée à se rompre sous un effort supérieur à 10 N pour éviter une rupture de la au moins deuxième extension lors de l'étape d'usinage du palier dans le carter dans son état intermédiaire. Ledit effort est également suffisamment 20 faible pour permettre un sectionnement aisé de la au moins deuxième extension après l'étape d'usinage. L'invention concerne également un carter issu de la fabrication selon le procédé présentant les caractéristiques telles que susmentionnées et un véhicule 25 automobile comprenant un tel carter, ledit carter étant agencé et fixé dans le véhicule au moyen de la première qui forme une béquille. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages innovants 30 ressortiront de la description ci-après, fournie à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de carter après moulage dans un état intermédiaire et susceptible d'être réalisé selon le procédé de l'invention; - La figure 2 est une vue de face d'un carter selon 5 l'invention après usinage; - La figure 3 est une vue de détail de la figure 2 présentant une partie d'une deuxième extension de matière comprenant une amorce de rupture selon l'invention ; - La figure 4 est une vue en perspective d'un carter 10 dans son état final selon l'invention. 6. Description détaillée La présente invention se rapporte au procédé de fabrication d'un carter. Ce dernier est représenté sur la figure 1 dans un état intermédiaire après moulage, sur la 15 figure 2 après usinage par une machine d'usinage connu et sur la figure 4 dans un état final prêt à être assemblé. Un tel carter peut être monté dans un moteur de véhicule. Le carter 1 est formé par une pièce de fonderie réalisée de manière connue par moulage de métal liquide 20 dans un moule ayant la forme du carter recherché. Le métal peut être de l'aluminium ou un alliage léger à base d'aluminium ou autre. Le carter 1 ainsi moulé dans son état intermédiaire et tel qu'on peut le voir sur la figure 1 présente une paroi 2 sensiblement cylindrique formée autour 25 d'un axe central 3. Une première 4 et au moins une deuxième extension 5 de matière sont formées s'étendant radialement depuis la paroi 2 du carter 1. Le carter dans son état intermédiaire dans la suite de la description est dénommé alors « carter intermédiaire ». 30 Selon un mode de réalisation, le carter 1 présente une unique deuxième extension 5 de matière disposée de façon diamétralement opposée par rapport à la première extension 4. Sur la figure 1, le carter intermédiaire présente un corps 16 de révolution comportant la paroi 2. Plus précisément, la paroi 2 est sensiblement cylindrique et formée autour de l'axe central 3, et comprend la première 4 et la deuxième 5 extension de matière s'étendant radialement depuis la paroi 2 lors du moulage. Lesdites deux extensions sont réalisées de façon symétrique par rapport à l'axe central 3 du carter intermédiaire de manière à présenter sensiblement les mêmes volumes. Le centre de gravité du carter 1 intermédiaire se trouve sensiblement sur l'axe de central 3 du carter 1 intermédiaire. Ledit centre de gravité de ce dernier est ramené sur l'axe central 3 du carter 1 au moyen de la deuxième extension 5 de matière formée sur la paroi 2, en vis-à-vis de la première extension 4 de matière formée également sur la paroi 2 du carter 1 intermédiaire. Les première 4 et deuxième 5 extensions de matière présentent sensiblement la même masse. Le moment d'inertie de la première extension 4 est donc sensiblement égal au moment d'inertie de la deuxième 20 extension 5 de matière. Sur les figures 2 et 3, la première extension 4 de matière est destinée à assurer après usinage l'assemblage du carter 1 dans le moteur de véhicule en tant qu'une béquille. La béquille comporte l'alésage 7 à son extrémité 25 distale 8 et des bossages 9 sur la paroi 10 que présente la béquille. Le carter intermédiaire présente une ouverture sensiblement circulaire destinée à accueillir un palier de support d'un arbre du compr esseur. Ladite ouverture 30 circulaire présente un axe sensiblement confondu avec l'axe central 3 du carter intermédiaire. Lors de l'étape de moulage, au moins une amorce de rupture 6 est réalisée entre la paroi 2 et la deuxième extension 5 de matière. L'amorce de rupture 6 dans le carter intermédiaire est disposée de façon préférentielle à la jonction de la paroi cylindrique et de la deuxième extension 5 de matière. Comme on peut le voir sur la figure 3, l'amorce de rupture 6 se présente sous la forme de deux rainures 14, 14' symétriques situées dans la paroi 15 de la deuxième extension 5 de matière au niveau de son extrémité proximale 13. Chaque amorce de rupture 6 présente une forme sensiblement en V. Une faible distance et épaisseur séparent les deux rainures 14, 14' pour former une section de résistance réduite. Ici, les rainures 14, 14' symétriques sont formées selon la direction X perpendiculaire à la direction Y d'allongement de la deuxième extension 4 de matière. Bien entendu, les rainures 14, 14' peuvent être formées en vis-à-vis suivant la direction Z (direction verticale) perpendiculaire à la direction d'allongement de la deuxième extension 4 de matière. L'amorce de rupture 6 est adaptée à se rompre sous un effort F supérieur à 10N de sorte à séparer la deuxième extension de la paroi 2 du carter. L'effort est tel que l'on ne risque pas de rupture lors de l'étape d'usinage du palier du carter intermédiaire. L'effort est tel également pour permettre un sectionnement aisé de la deuxième extension après l'étape d'usinage. Une fois le carter 1 intermédiaire démoulé, il est mis en place ou disposé dans une machine d'usinage (non représentée) présentant un axe 17 de rotation et un outil 30 d'usinage non représenté. Le carter intermédiaire présente une ouverture circulaire pour former un palier destiné à accueillir un élément de support d'un axe (non représenté) de compresseur. Le carter 1 intermédiaire est mis en place dans la machine de telle sorte que son axe soit sensiblement confondu avec l'axe de rotation de la machine, son centre de gravité est donc situé sur l'axe 17 de rotation de la machine. Le carter 1 intermédiaire est mis en rotation suivant l'axe 17 de rotation de la machine et en regard de l'outil d'usinage. Le palier central 11 est alors usiné dans le carter intermédiaire. Le palier central 11 présente un axe 12 qui se confond avec l'axe central 3 du carter intermédiaire. La première extension 4 de matière du carter 1 intermédiaire est destinée à former une béquille. Enfin, consécutivement à l'étape d'usinage, on réalise la section de la deuxième extension 5 de matière pour ne garder que la première extension 4 de matière formant la béquille. Pendant cette étape, on exerce un effort F sur la deuxième extension de matière qui se rompt facilement grâce à l'amorce de rupture. Cette action est effectuée de manière préférentielle manuellement à l'aide d'un outil percuteur. Ainsi on obtient le carter 1 dans son état final tel que représenté sur la figure 4. Le fait d'avoir rajouté la deuxième extension 5 de matière a permis d'équilibrer le carter en évitant le balourd créé par la première extension formée directement sur le carter 1. Plusieurs extensions de matières peuvent être formées pour réduire le balourd de la première extension, le moment d'inertie desdites extensions est sensiblement égal à celui de la première extension de matière. L'invention concerne également un carter. Le carter présente les mêmes caractéristiques obtenues lors du procédé de fabrication comportant le moulage et l'usinage de celui-ci. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l'invention sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un carter (1) comportant les étapes suivantes : - moulage d'un métal pour former le carter (1) dans un état intermédiaire dans lequel il présente une paroi (2) sensiblement cylindrique formée autour d'un axe central (3), et une première (4) et au moins une deuxième (5) extension de matière s'étendant radialement depuis la paroi (2); - usinage d'un palier central (11) dans le carter (1) dans son état intermédiaire, l'axe du palier central (12) étant aligné avec l'axe central du carter; caractérisé en ce que la au moins deuxième extension (5) de 15 matière présente une amorce de rupture (6) pour permettre la section de la au moins deuxième extension après l'étape d'usinage. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que le centre de gravité du carter dans son état intermédiaire est porté par l'axe central du carter. 3. Procédé de fabrication selon la revendication 1 25 ou 2, caractérisé en ce que le moment d'inertie de la au moins deuxième extension est égal au moment d'inertie de la première extension de matière. 4. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le centre de gravité du carter (1) dans son état intermédiaire est porté par l'axe de rotation de la machine pendant l'étape d'usinage. 5. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'amorce de rupture (6) dans le carter dans son état intermédiaire présente une forme sensiblement en V et est disposée à la jonction de la paroi cylindrique et de la deuxième extension. 6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'amorce de 10 rupture (6) dans le carter dans son état intermédiaire est adaptée à se rompre sous un effort supérieur à 10 N. 7. Carter issu des étapes de fabrication selon les l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un carter (1) selon la revendication 7, le carter étant agencé et fixé dans le véhicule au moyen de la première extension. 15 20