Brevet FR3074240A1 — publié le 20190531

Carter comprenant un carter chapeau et au moins un insert formant un palier pour vilebrequin L'invention se rapporte à un carter comprenant un carter chapeau et au moins un insert formant un palier pour vilebrequin. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un carter chapeau et au moins un insert, réalisés en deux matières différentes. Dans le domaine des véhicules automobiles, des constructeurs cherchent à réduire le poids des véhicules afin de réduire l'émission des gaz susceptibles d'être nuisibles à l'environnement. Une des propositions est de changer la matière de certaines des pièces du moteur. De manière générale, les pièces choisies ne devraient pas subir un effort mécanique important pendant le fonctionnement normal du moteur. A titre d'exemple, il peut s'agir d'un carter chapeau faisant partie d'un carter du moteur. En effet, un carter d'un moteur comprend un carter cylindre enveloppant la partie des cylindres et un carter chapeau enveloppant un vilebrequin. Le carter chapeau comprend des inserts formant des paliers pour le vilebrequin. De manière classique, le carter chapeau et les inserts sont réalisés en fonte et en une seule pièce. Afin de réduire le poids de cet ensemble du carter chapeau et des inserts tout en maintenant la résistance mécanique dudit ensemble, le carter chapeau est réalisé en aluminium tandis que les inserts restent en fonte. En effet, étant donné que les inserts forment les paliers de support pour le vilebrequin, ceux-ci doivent rester en fonte pour assurer une tenue mécanique suffisante à l'effort exercé par le vilebrequin en opération. Afin d'assembler les inserts avec le carter chapeau, celui-ci est moulé autour des inserts en fonte. La publication KR101258801-B1 divulgue ainsi un procédé de fabrication d'un insert pour un palier de vilebrequin, ledit insert présente des bossages s'étendant depuis un côté latéral dudit insert. Un inconvénient est que lesdits bossages ne forment pas une structure de solidarisation performante entre ledit 5 insert et le carter chapeau. Ainsi, la liaison des inserts avec le carter chapeau réalisés dans deux matières différentes reste encore perfectible. Ainsi, un objectif de l'invention est de proposer un moyen permettant d'assurer une bonne tenue entre les inserts 10 et le carter chapeau réalisés dans deux matières différentes. A cet effet, l'invention concerne un carter de moteur à combustion interne comprenant un carter chapeau et un insert formant un palier pour un vilebrequin d'axe L. Le carter chapeau est assemblé par moulage autour de l'insert. L'insert 15 est réalisé dans une matière différente du carter chapeau et comprend une structure de solidarisation avec le carter chapeau. Selon l'invention, cette structure de solidarisation comprend une protubérance s'étendant depuis un côté latéral de 20 l'insert, ladite protubérance comporte au moins une ouverture destinée à être remplie de matière constitutive du carter chapeau lors du moulage du carter chapeau autour de l'insert. Grâce à l'invention, lors du moulage du carter chapeau autour de l'insert, la matière du carter chapeau remplit 25 l'ouverture de la protubérance. Elle se solidifie ensuite et reste dans l'ouverture. En d'autres termes, l'ouverture de la protubérance de l'insert retient de la matière du carter chapeau. Cela permet ainsi d'assurer une bonne solidarisation entre le carter chapeau et l'insert. 30 Selon une caractéristique de l'invention, la structure de solidarisation comprend deux protubérances disposés de part et d'autre de l'axe L du vilebrequin. Selon une caractéristique de l'invention, l'insert présente une largeur s'étendant selon une première direction perpendiculaire à l'axe L du vilebrequin et une hauteur s'étendant selon une deuxième direction perpendiculaire à la première direction et à l'axe L du vilebrequin. La protubérance est composée : 5 - d'au moins une première barre s'étendant suivant la première direction à partir du côté latéral de l'insert, et - d'une deuxième barre s'étendant selon la deuxième direction, Ladite protubérance est agencée de manière à ce que le 10 côté latéral de l'insert, la première barre et la deuxième barre délimitent une première ouverture. Dans un autre mode de réalisation, la deuxième barre peut être inclinée par rapport à la deuxième direction, par exemple entre 10° et 20°. 15 Selon une caractéristique de l'invention, la protubérance est composée - de plusieurs premières barres, et - de la deuxième barre. La protubérance est agencée de manière à ce que deux 20 premières barres consécutives, le côté latéral du palier et la deuxième barre délimitent une deuxième ouverture. Ainsi, dans cette configuration, la structure de solidarisation comprend plusieurs ouvertures, ce qui permet de retenir plus de matière du carter chapeau afin de renforcer la 25 liaison entre le carter chapeau et l'insert. Selon une caractéristique de l'invention, la structure de solidarisation est venue de matière avec un corps de l'insert. De cette manière, l'insert et la structure de solidarisation sont formés en une seule étape, par exemple par 30 moulage en coquille. Un tel moulage est simple et rapide à réaliser. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert est réalisé en fonte et le carter chapeau en aluminium. Le carter chapeau réalisé en aluminium est plus léger qu'un carter chapeau conventionnel réalisé en fonte. Ceci permet de réduire le poids du moteur, ce qui contribue à la réduction du poids total du véhicule. L'invention concerne également un moteur à combustion 5 interne comprenant un carter selon l'invention. Par ailleurs, l'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages innovants ressortiront de la description ci-après, fournie à titre 10 indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, une vue en perspective d'un carter comprenant un carter chapeau et des inserts formant des paliers pour vilebrequin selon 15 l'invention - la figure 2 représente, de manière schématique, une vue en perspective des inserts de la figure 1 ; - la figure 3 représente, de manière schématique, une vue de face d'un des inserts de la figure 1 ; 20 - la figure 4 représente, de manière schématique, une vue de face d'un autre insert parmi ceux représentés à la figure 1. Les éléments structurellement et fonctionnellement identiques, présents dans plusieurs figures distinctes, sont 25 affectées d'une seule et même référence numérique ou alphanumérique. En référence à la figure 1, un carter 1 comprend un carter cylindre (non illustré sur les figures) assemblé à un carter chapeau 2. Celui-ci comporte des inserts 3 alignés les 30 uns après les autres dans une direction longitudinale X représentée sur les figures 1 et 2. Les inserts 3, ainsi disposés, forment des paliers pour recevoir un vilebrequin d'axe L parallèle à la direction longitudinale X. Etant donné que les inserts 3 supportent le vilebrequin, ceux-ci sont réalisés à partir d'un matériau ayant une dureté élevée tel que de la fonte. En revanche, le carter chapeau 2 peut être réalisé dans un matériau moins dur que 5 celui des inserts et notamment plus léger, par exemple, de l'aluminium ou de l'alliage. Dans l'exemple illustré, les inserts 3 sont au nombre de cinq. Bien entendu, ce nombre peut être différent en fonction du nombre de tourillons du vilebrequin. 10 Sur la figure 2, seuls les inserts 3 sont représentés. Les inserts 3 comprennent des corps 33 sensiblement identiques et connus par l'homme du métier. Chaque corps 33 présente une largeur s'étendant selon une première direction perpendiculaire à l'axe L du vilebrequin et une hauteur 15 s'étendant selon une deuxième direction perpendiculaire à la première direction et à l'axe L du vilebrequin. Dans l'exemple illustré, la première direction est représentée par l'axe Y et la deuxième direction est représentée par l'axe Z. Chaque corps 33 comprend une partie centrale 34 évidée 20 semi-cylindrique et une colonne 35 de chaque côté de la partie centrale 34. Un trou lisse de passage de vis 36 est réalisé dans chaque colonne 35 selon la deuxième direction Z. Ces trous lisse de passage de vis 36 de chaque corps 33 de l'insert sont destinés à recevoir des vis de fixation du corps 33 avec une 25 partie supérieure semblable audit corps 33. Par ailleurs, les inserts 3 comprennent chacun une structure de solidarisation 4 avec le carter chapeau. La structure de solidarisation 4 comprend deux protubérances 41 ou 42, disposées de part et d'autre de l'axe L du vilebrequin. 30 De manière plus précise, chaque protubérance 41 ou 42 s'étend à partir d'un côté latéral 311 ou 321 correspondant de chaque insert 3. Le terme « latéral » est défini par rapport à la première direction Y. Les côtés latéraux des inserts 3 sont disposés de part et d'autre de l'axe L du vilebrequin. En fonction de la forme de la structure de solidarisation 4 avec laquelle chaque insert 3 est fixé, les inserts 3 sont divisés en deux groupes : le premier groupe des inserts 31 et le deuxième groupe des inserts 32. Dans l'exemple 5 illustré, il y a un seul insert 31 appartenant au premier groupe et quatre autres inserts 32 appartenant au deuxième groupe. L'insert 31 du premier groupe est illustré en détail sur la figure 3 et un des inserts 32 du deuxième groupe sur la 10 figure 4. Sur la figure 3, l'insert 31 du premier groupe comprend une structure de solidarisation 4 comprennent deux protubérances 41 symétriques par rapport à un axe médian II de l'insert 31, l'axe médian II étant parallèle à la deuxième 15 direction Z. Chacune de ces protubérances 41 est montée sur un côté latéral correspondant 311 de l'insert 31. Pour simplifier la suite de la description, seule une des protubérance 41 de l'insert 31 est décrite. La même description s'applique à 20 l'autre structure non décrite. Dans l'exemple illustré, la première protubérance 41 comprend plusieurs premières barres 411 d'axe longitudinal Pi. Celles-ci s'étendent parallèlement les unes par rapport aux autres selon la première direction Y et ce à partir du côté 25 latéral correspondant 311. Ici, il y a trois premières barres répartissent de manière à peu près équidistante de haut en bas du côté latéral 311. Dans le présent document, sauf indication contraire, les termes « haut », « bas », « inférieur », « supérieur » 30 correspondent au haut et au bas des figures 1 à 4 telles qu'elles sont présentées. L'étendue e des premières barres 411 à partir du côté latéral 311 est différente en fonction du niveau desdites barres. Ici, on entend par l'étendue e la dimension de chaque première barre mesurée selon la première direction Y. L'étendue e est encore appelé la longueur e de la première barre. La première barre située au plus haut, encore appelée première barre haute 411a, présente l'étendue la plus petite 5 des trois premières barres tandis que la première barre située au plus bas, encore appelée première barre basse 411c, présente l'étendue la plus importante des trois. La première barre située entre la première barre haute 411a et la première barre basse 411c, encore appelée première barre du milieu 411b, a 10 une étendue moyenne. La première protubérance 41 comprend en outre une deuxième barre 412 d'axe longitudinal P2 reliée aux premières barres 411. La deuxième barre 412 est inclinée par rapport à la troisième direction Z, par exemple entre 10° et 20°. 15 L'extrémité supérieure 412a de la deuxième barre est en contact avec la partie haute de la colonne 35 de l'insert. L'extrémité inférieure 412b de la deuxième barre reste libre et est située à un niveau inférieur à celui de la première barre basse 411c. 20 La première protubérance 41, ainsi agencée, forme des ouvertures 401, 402 recevant de la matière du carter chapeau lors du moulage de celui-ci autour des inserts 3. Une première ouverture 401 est délimitée par la première barre haute 411a, la deuxième barre 412 et le côté 25 latéral 311 de l'insert 3. Des deuxièmes ouvertures 402 sont délimitées par deux premières barres 411 adjacentes, la deuxième barre 412 et le côté latéral 311 de l'insert 3. Les deux premières barres 411 adjacente sont soit la première barre haute 411a et la première barre du milieu 411b, soit la 30 première barre du milieu 411b avec la première barre basse 411c. Sur la figure 4, l'insert 32 du deuxième groupe comprend une structure de solidarisation 4 constituée de deux deuxièmes protubérances 42 symétriques par rapport à un axe médian 12 de l'insert 32 parallèle à la deuxième direction Z. De même, compte tenu de leur ressemblance, une des deux protubérances 42 sera décrite. La deuxième protubérance 42 comprend plusieurs 5 premières barres 421 s'étendant à partir d'un côté latéral 321 de l'insert 32 suivant la première direction Y. Dans l'exemple illustré, les premières barres 421 comprennent une première barre haute 421a, une première barre du milieu 421b et une première barre basse 421c. 10 A la différence de la première protubérance 41, les premières barres 421 de la deuxième structure 41 ont la même étendue. En outre, la deuxième protubérance 42 comprend une deuxième barre 422 parallèle à la deuxième direction Z. La deuxième protubérance 42 forme des ouvertures 421 15 et 422 qui sont aptes à recevoir de la matière constitutive du carter chapeau. Une première ouverture 421 est entourée par le côté latéral 321 de l'insert 32, la première barre haute 421a et la deuxième barre 422. Des deuxièmes ouvertures 422 sont entourées chacune par deux premières barres 421 adjacentes, la 20 deuxième barre 421 et le côté latéral 321 de l'insert 32. Les deux premières barres 421 adjacentes sont soit la première barre haute 421a et la première barre du milieu 421b, soit la première barre du milieu 421b avec la première barre basse 421c. 25 Selon l'invention et dans l'exemple illustré, il y a un mélange d'inserts 31 et 32 du premier groupe et du deuxième groupe. L'insert 31 du premier groupe comprend une structure de solidarisation 4 composée de deux premières protubérances 41. Celles-ci sont composées chacune des premières barres 411 30 parallèles entre elles et de différentes longueurs, et d'une deuxième barre 412 inclinée par rapport à la deuxième direction Z. Les inserts 32 du deuxième groupe comprennent chacune une structure de solidarisation composée de deux deuxièmes protubérances 42. Ces dernières sont constituées chacune des premières barres 421 parallèles entre elles et ayant la même longueur, et de la deuxième barre 422 parallèle à la deuxième direction Z. Le procédé de formation et d'assemblage du carter selon 5 l'invention sera décrit ci-après. Dans l'exemple illustré, la structure de solidarisation 4 est venue de matière avec le corps 33 de l'insert 31 ou 32. Chaque insert 3, ainsi constitué, est réalisé en une seule étape par moulage en coquille. 10 Une fois que les inserts 3 sont réalisés, ils sont mis dans un moule dans lequel sera formé le carter chapeau 2. Celui-ci peut être réalisé par moulage au sable. Du métal fondu, par exemple de l'aluminium liquide, est ensuit versé dans le moule et coulé autour des inserts 3. De cette manière, 15 l'aluminium liquide entre dans les ouvertures 401, 402, 421 et 422 des inserts 3 et y est retenu. Le carter chapeau 2 est ainsi rigidement fixé aux inserts 3. Bien entendu, il est possible d'apporter à l'invention de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre 20 de celle-ci. C'est ainsi que la structure de solidarisation peut comprendre une protubérance s'étendant depuis chacun des côtés latéraux de l'insert, ladite protubérance comportant une ouverture destinée à être remplie de matière constitutive du 25 carter chapeau lors du moulage du carter chapeau autour de l'insert. Ladite protubérance peut être par exemple une anse s'étendant REVENDICATIONS1. Carter (1) de moteur combustion interne comprenant un carter chapeau (2) et un insert (3, 31, 32) formant un palier pour un vilebrequin d'axe (L), le carter chapeau (2) étant assemblé par moulage autour de l'insert (3, 31, 32), l'insert (3, 31, 32) étant réalisé dans une matière différente du carter chapeau (2) et comprenant une structure de solidarisation (4) avec le carter chapeau (2), ledit carter (1) étant caractérisé en ce que - la structure de solidarisation (4) comprend une protubérance (41, 42) s'étendant depuis un côté latéral (311, 321) de l'insert (3, 31, 32); et - ladite protubérance (41, 42) comporte au moins une 15 ouverture (401, 402, 421, 422) destinée à être remplie de matière constitutive du carter chapeau (2) lors du moulage du carter chapeau (2) autour de l'insert (3, 31, 32). 2. Carter (1) selon la revendication 1 dans lequel l'insert (3, 31, 32) présente une largeur s'étendant selon une 20 première direction (Y) perpendiculaire a l'axe (L) du vilebrequin et une hauteur s'étendant selon une deuxième direction (Z) perpendiculaire à la première direction (Y) et l'axe (L) du vilebrequin, caractérisé en ce que la protubérance (41, 42) est composée 25 - d'au moins une première barre (411, 411a, 411b, 411c, 421, 421a, 421b, 421c) s'étendant suivant la première direction (Y) à partir du côté latéral (311, 321) de l'insert (3, 31, 32) ; et - d'une deuxième barre (412, 422) s'étendant selon 30 la deuxième direction (Z) ; ladite protubérance (41, 42) étant agencée de manière à ce que le côté latéral (311, 321) de l'insert (3, 31, 32), 11 la première barre (411, 411a, 421, 421a) et la deuxième barre (412, 422) délimitent une première ouverture (401, 421). 3. Carter (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la protubérance (41, 42) est composée 5 - de plusieurs premières barres (411, 411a, 411b, 411c, 421, 421a, 421b, 421c), et - de la deuxième barre (412, 422), ladite protubérance (412, 422) étant agencée de manière à ce que deux premières barres consécutives ((411, 10 411a, 411b, 411c, 421, 421a, 421b, 421c), le côté latéral (311, 321) de l'insert (31, 32) et la deuxième barre (412, 422) délimitent une deuxième ouverture (402, 422). 4. Carter (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de solidarisation (4) est venue de matière avec un corps (33) de l'insert (31, 32). 5. Carter (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'insert (31, 32) est réalisé en fonte et le carter chapeau (2) en aluminium. 6. Moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comprend un carter (1) selon l'une des revendications précédentes. 7. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un moteur selon la revendication précédente.25