Brevet FR3098132A1 — publié le 20210108

Description Titre de l'invention : assemblage pour modèle en mousse perdue amélioré Domaine technique de l'invention [0001] L'invention concerne un assemblage de deux parties d'un modèle en mousse perdue, notamment un modèle destiné à un moulage en mousse perdue (aussi connu sous l' acronyme PMP). Technique antérieure [0002] Actuellement, dans le cadre de machines tournantes électriques par exemple, dans certaines conceptions, le refroidissement de l'ensemble est réalisé par un noyau de liquide de refroidissement (de l'eau ou du glycol dans ces cas-là) dans un carter : le noyau de liquide de refroidissement, encore appelé noyau d'eau, est formé par la circulation du liquide de refroidissement dans une conduite ménagée à cet effet dans l'épaisseur du carter. Une pompe de circulation permet de vaincre les pertes de charge dans la conduite. Souvent, une valeur de perte de charge maximale est imposée par le client qui va utiliser une telle machine tournante électrique. [0003] Dans le procédé de fabrication par modèle à mousse perdue ou PMP, le noyau d'eau dans le carter présente des traces de colle s'étendant en saillie dans la conduite qui augmentent significativement les pertes de charge et donc le dimensionnement de la pompe. Un surdimensionnement de la pompe se traduit également, et dans l'absolu, par une consommation plus élevée d'énergie électrique et donc de l'autonomie de la batterie, et par conséquent de l'autonomie d'un véhicule automobile électrique ainsi équipé. Exposé de l'invention [0004] Un but de l'invention est de fournir un assemblage de deux parties d'un modèle en mousse perdue comportant une conduite minimisant les pertes de charge tout en restant simple et rapide à réaliser. [0005] A cette fin, il est prévu, selon l'invention, un assemblage comprenant des première et deuxième parties d'un modèle en mousse perdue comportant respectivement : des première et deuxième surfaces de collage agencées de sorte à être collées l'une contre l'autre ; et, des premier et deuxième tronçons d'une conduite ménagée dans le modèle en mousse perdue, les premier et deuxième tronçons débouchant respectivement sur les première et deuxième surfaces de collage et venant en prolongement l'un de l'autre, au moins l'un des premier et deuxième tronçons comportant un élargissement local de section au niveau du débouché sur la surface de collage associée au tronçon considéré. [0006] Avantageusement, mais facultativement, l'assemblage selon l'invention présente au 2 moins l'une des caractéristiques techniques suivantes : l'autre des premier et deuxième tronçons comporte un élargissement local de section au niveau du débouché sur la surface de collage associée au tronçon considéré et venant dans un prolongement de l'élargissement local de section de l'un des premier et deuxième tronçons ; l'élargissement local de section considéré comporte un chambrage ; le chambrage présente une profondeur supérieure ou égale à 1 mm l'élargissement local de section considéré comporte une fraisure ; la fraisure présente un angle supérieure ou égale à 100 ; et l'élargissement local de section considéré présente une valeur d'élargissement de l'ordre de 1 mm par rapport à une périphérie de section au niveau de la surface de collage associé du tronçon considéré. [0007] Il est aussi prévu, selon l'invention, un modèle en mousse perdue d'un carter de machine tournante électrique comprenant, dans une épaisseur, une conduite d'un liquide de refroidissement, le modèle comprenant un ensemble de parties adjacentes deux à deux formant un assemblage présentant au moins l'une des caractéristiques techniques précédentes. [0008] Il est aussi prévu, selon l'invention, un carter de machine tournante électrique obtenu par un moulage en mousse perdue à partir d'un modèle en mousse présentant la caractéristique précédente. Brève description des dessins [0009] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention. Aux dessins annexés : [fig.1] est une vue tridimensionnelle d'un modèle en mousse perdue d'un carter de machine tournante électrique ; [fig.2] est une vue tridimensionnelle schématisant un noyau d'eau du modèle de carter de la figure 1 ; [fig.3] est une vue schématique tridimensionnelle de détail en coupe du noyau d'eau de la figure 2 au niveau d'un plan de colle ; [fig.4] est une vue schématique en coupe du détail de la figure 3 ; et, [fig.5] sont des vues schématiques en coupe de détail similaires à la figure 4 illustrant différents modes de réalisation d'un assemblage selon l'invention. description detaillee d'un mode de réalisation 100101 En référence aux figures 1 à 4, nous allons décrire brièvement la manière de réaliser une pièce par moulage en mousse perdue. Nous allons illustrer le propos à partir d'un carter de machine électrique tournante comprenant un noyau d'eau permettant un re- froidissement de cette dernière. Pour réaliser un tel carter, un modèle cn mousse 3 perdue 1 est réalisé à partir d'un ensemble de parties 10,11,12,13,14,15 qui sont ensuite assemblées par collage, du moins les parties qui sont adjacentes deux à deux. Pour cela, comme illustré à la figure 4, la première partie 11 comporte une première surface de collage 111 et la deuxième partie 12 comporte une deuxième surface de collage 121. Les première 111 et deuxième 121 surfaces de collage sont alors enduites de colle puis mises en contact l'une avec l'autre pour assemblage des première 11 et deuxième 12 parties l'une avec l'autre. Les première 111 et deuxième 121 surfaces de collage définissent, une fois l'assemblage effectué, un plan de colle 19. [0011] Dans le cas illustré aux figures, la première partie 11 comporte un premier tronçon 21 d'une conduite 2 dans laquelle est destiné à circuler un liquide de refroidissement. La deuxième partie 12 comporte un deuxième tronçon 22 de la conduite 2. La conduite 2 délimite alors le noyau d'eau. Les premier 21 et deuxième 22 tronçons débouchent respectivement sur les première 1 1 1 et deuxième 121 surfaces de collage. Lors de l'assemblage précité, les premier 21 et deuxième 22 tronçons viennent en prolongement l'un de l'autre et un bourrelet de colle 3 se forme dans la conduite 2 en s'étendant en saillie dans cette dernière. De ce fait, une restriction d'une section S de la conduite 2 se produit dans la conduite 2 au niveau du plan de colle 19, comme cela est illustré schématiquement aux figures 3 et 4. Ceci est préjudiciable dans une application de refroidissement d'un carter de machine électrique tournante où une telle restriction de section peut être supérieure à 50% de la section S initiale souhaitée de la conduite 2. [0012] En référence aux figures 5A à 5D, nous allons décrire un assemblage selon l'invention qui permet de s'affranchir au maximum de la restriction de section précitée due au bourrelet de colle 3 et ainsi réduire au maximum les pertes de charge d'un écoulement c circulant dans la conduite ainsi réalisée. L'assemblage selon l'invention prévoit de réaliser un élargissement local de section S' au niveau du débouché d'au moins un des premier 21 et deuxième 22 tronçons sur la surface de collage associée. En variante, l'assemblage selon l'invention prévoit de réaliser un élargissement local de section S' au niveau du débouché de l'autre des premier 21 et deuxième 22 tronçons sur la surface de collage associée. Les figures 5A à 5D illustrent différentes réalisations non limitatives de cette variante de réalisation. Ainsi, lors du collage des première 11 et deuxième 12 parties l'une sur l'autre, le bourrelet de colle 3 se forme dans un espace de l'élargissement local de section S' tout en permettant de conserver, au droit du bourrelet de colle 3, au moins la section S de la conduite 2. Ainsi le flux C de liquide circulant dans la conduite 2 n'est que très peu perturbé par la présence du bourrelet de colle 3 dans l'élargissement local de section S'. [0013] De manière générale, l'élargissement local de section S' présente une profondeur P mesurée depuis la surface de colle 111,121 considérée. Par exemple, la profondeur est supérieure ou égale à 1 min D'autre part, l'élargissement local de section S' présente une valeur d'élargissement c par rapport à une périphérie de la section S de la conduite 2. Par exemple, la valeur d'élargissement c est supérieure ou égale à 1 mm. [0014] A la figure 5A, l'élargissement local de section S' comporte un chambrage 16 de profondeur P. Ce chambrage 16 est ici réalisé à la fois sur les première 11 et deuxième 12 parties du modèle en mousse perdue 1. En variante, le chambrage 16 n'est réalisé que sur l'une des première 11 et deuxième 12 parties. [0015] A la figure 5B, l'élargissement local de section S' comporte un chambrage 16 de profondeur P complété par une fraisure 17 d'angle a. Ces chambragcs 16 et fraisures 17 sont ici réalisés à la fois sur les première 11 et deuxième 12 parties du modèle en mousse perdue 1. En variante, les chambragcs 16 et fraisures 17 ne sont réalisés que sur l'une des première 11 et deuxième 12 parties. L'angle a est supérieur ou égal à 10e. [0016] A la figure 5C, la variante de réalisation de l'assemblage selon l'invention est un mixte des variantes illustrées aux figures 5A et 5B. L'élargissement local de section S' comporte un premier chambrage 16 de profondeur P sur l'une 11 des première 11 et deuxième 12 parties et un deuxième chambrage 16 de profondeur P complété par une fraisure 17 d'angle a sur l'autre 12 des première 11 et deuxième 12 parties. Par exemple, comme cela est illustré sur la figure 5C, l'écoulement c rencontre d'abord le premier chambrage 16, puis passe le bourrelet de colle 3 compris dans l'élargissement de section, puis le deuxième chambrage 16 et enfin la fraisure 17 avant de poursuivre dans la conduite aval. [0017] A la figure 3D, l'élargissement local de section S' comporte une fraisure 17 d'angle a. Cette fraisure 17 est ici réalisée à la fois sur les première 11 et deuxième 12 parties du modèle en mousse perdue 1. En variante, la fraisure 17 n'est réalisée que sur l'une des première 11 et deuxième 12 parties. L'angle a est supérieur ou égal à 10°. [0018] 11 est possible de prévoir d'autres agencements ou formes à l'élargissement local de section S. [0019] Lors de simulations d'écoulement, la Demanderesse a comparé différents cas d'assemblage entre eux. Les résultats comparatifs sont rassemblés dans le Tableau 1 ci-dessous. Le cas de référence correspond à celui de l'art antérieur, illustré à la figure 4. Les cas 1,2 et 3 correspondent respectivement à ceux illustrés aux figures 5A, 3C et 5D. Dans tous les cas, la section S a pour diamètre 6mm et le bourrelet de colle 3 présente une hauteur de 1.5mm qui correspond à la valeur de l'élargissement e. Dans le cas 1, la profondeur P du chambrage est de 4.5mm de part et d'autre du plan de colle 19. Dans le cas 2, la profondeur P du chambrage est de 2.5 mm de part et d'autre du plan de colle 19 et l'angle a est de 90°. Dans le cas 3, la profondeur P du chambrage est de 8.5 mm de part et d'autre du plan de colle 19 et l'angle a est de 20°. Ces simulations ont porté sur une température de 23°C et un fluide formé d'eau glycolée 50/50. [0020] La réduction de la perte de charge entre le cas de référence et les cas 1 à 3 est donnée par le ratio perte de charge du cas de référence (Dp ref)/perte de charge du cas 1,2 ou 3 (Dp). La réduction est d'un ratio compris entre 7.2 et 10.5 comme illustré dans le Tableau 1 ci-après. [Tableaux 1] Débit Pertes de charge Dp (Pa) I/min Cas réf (Fig.4) Cas 1 (Fig.5A) Cas 2 (Fig. 5C) Cas 3 (Fig. 5D) 0 0 0 0 0 5 371 45 37 57 1555 180 145 230 3618 420 337 511 6423 745 609 896 Ratio (Dp_ref/Dp) 1 8,6 10,5 7,2 100211 Dans ce qui précède, 1 assemblage selon l'invention a été décrit en relation avec un carter de machine électrique tournante. Cette dernière peut être une machine synchrone ou asynchrone. Elle est notamment une machine de traction ou de propulsion de véhicules automobiles électriques (Battery Electric Vehicle) et/ou hybrides (Hybrid Electric Vehicle - Plug-in Hybrid Electric Vehicle), telles que voitures individuelles, camionnettes, camions, bus, cars. La machine électrique tournante 1 selon l'invention peut être mise en oeuvre dans des applications industrielles et/ou de production d'énergie, telles qu'éolienne, bateau, sous-marin. 100221 D'autre part, l'assemblage selon l'invention qui vient d'être décrit peut s'appliquer à toutes réalisations de pièces moulées à mousse perdue comportant des conduites de circulation de fluide de sorte à minimiser au maximum les pertes de charge au niveau des plans de colle coupant lesdites conduites. [0023] Bien entendu, il est possible d'apporter à l'invention de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] Assemblage comprenant des première (11) et deuxième (12) parties d'un modèle en mousse perdue comportant respectivement (a) des première (111) et deuxième (121) surfaces de collage agencées dc sorte à être collées l'une contre l'autre ; et,(b) dcs premier (21) et deuxième (22) tronçons d'une conduite ménagée dans le modèle en mousse perdue, les premier et deuxième tronçons débouchant respectivement sur les première et deuxième surfaces de collage et venant en prolongement l'un de l'autre, caractérisé en cc que au moins l'un des premier et deuxième tronçons comporte un élargissement local de section (5' ,16,17) au niveau du débouché sur la surface de collage associée au tronçon considéré. [Revendication 2] Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre des premier et deuxième tronçons comporte un élargissement local de section au niveau du débouchée sur la surface de collage associée au tronçon considéré et venant dans un prolongement de l'élargissement local de section de l'un des premier et deuxième tronçons. [Revendication 3] Assemblage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élargissement local de section considéré comporte un chambrage (16). [Revendication 4] Assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le chambrage présente une profondeur (P) supérieure ou égale à 1 mm. [Revendication 5] Assemblage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élargissement local de section considéré comporte une fraisure (17). [Revendication 6] Assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fraisure présente un angle (a) supérieur ou égale à 100 . [Revendication 7] Assemblage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élargissement local de section considéré présente une valeur (e) d'élargissement de l'ordre de 1 mm par rapport à une périphérie de section au niveau de la surface de collage associé du tronçon considéré. [Revendication 8] Modèle en mousse perdue (1) d'un carter de machine tournante électrique comprenant, dans une épaisseur, une conduite d'un liquide de refroidissement, le modèle comprenant un ensemble de parties adjacentes deux à deux, caractérisé en ce que deux partie adjacentes deux à deux forment. un assemblage selon l'une des revendications 1 à 7. [Revendication 9] Carter de machine tournante électrique caractérisé en ce qu'il est obtenu par un moulage en mousse perdue à partir d'un modèle en mousse perdue selon la revendication 8.