FR3098133A1

FR3098133A1 - Assemblage par empilement de sous-parties pour définir une pièce à conduit de refroidissement à perte de charge minimisée

Info

Publication number: FR3098133A1
Application number: FR1907313A
Authority: FR
Inventors: Franck Hautefeuille; Mebrouk Messani
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2021-01-08
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: FR3098133B1

Abstract

Un assemblage est défini par empilement de sous-parties (SP1-SP3) d’une partie primaire (PP) servant à la réalisation, par coulage d’un matériau, d’une partie d’un dispositif générant des calories. Les sous-parties (SP2-SP3) ont des parois (P21-P32) se prolongeant afin de délimiter des contours externes d’un conduit de refroidissement (CR) où circule un fluide et dont les surfaces d’extrémité (ES) en regard sont solidarisées fixement entre elles par de la colle (CC). Les parois (P21-P22) d’une même sous-partie (SP2), participant à la délimitation des contours externes du conduit de refroidissement (CR), ont des hauteurs différentes afin que leurs surfaces d’extrémité (ES) soient situées à des niveaux différents pour que leurs colles (CC) soient décalées d’une distance au moins égale à un seuil et crées sur les contours externes des bourrelets de colle décalés de cette distance. Figure 1

Description

ASSEMBLAGE PAR EMPILEMENT DE SOUS-PARTIES POUR DÉFINIR UNE PIÈCE À CONDUIT DE REFROIDISSEMENT À PERTE DE CHARGE MINIMISÉE

Domaine technique de l’invention

L’invention concerne les pièces de dispositifs qui sont réalisées par coulure d’un matériau sur un assemblage par empilement de sous-parties définissant des strates.

Etat de la technique

Comme le sait l’homme de l’art, certains dispositifs génèrent des calories en fonctionnement et donc comprennent une partie chargée de les refroidir. Cela peut par exemple être le cas d’une machine électrique ou d’un moteur thermique. Cette partie chargée du refroidissement peut être (ou peut comprendre) une pièce réalisée par coulure d’un matériau (par exemple de l’aluminium) sur un assemblage par empilement de sous-parties (ou strates). Par exemple, cette pièce peut être obtenue par coulage d’un matériau pendant une mise en œuvre d’une technique de moulage à modèle perdu.

Les sous-parties empilées d’un assemblage ont des parois qui se prolongent afin de délimiter des contours externes d’au moins un futur conduit de refroidissement d’une pièce, dédié à la circulation d’un fluide de refroidissement. Les surfaces d’extrémité en regard, de ces parois qui se prolongent, sont solidarisées fixement entre elles par de la colle.

Actuellement, les parois d’une même sous-partie (ou strate), qui participent à la délimitation des contours externes d’un conduit de refroidissement, ont une même hauteur et donc leurs surfaces d’extrémité respectives sont situées à un même niveau. De ce fait, la colle qui est placée sur ces surfaces d’extrémité est partout située à un même niveau et la pression exercée lors de l’assemblage des différentes sous-parties (ou strates) provoque son écrasement et la formation de bourrelets de colle sur les contours externes du futur conduit de refroidissement. Les deux bourrelets de colle voisins se retrouvent donc situés l’un en face de l’autre à un même niveau sur les contours externes du futur conduit de refroidissement, et donc, lorsque l’on coule le matériau sur l’assemblage, des bourrelets internes sont créés sur ces bourrelets de colle, l’un en face de l’autre, dans le conduit de refroidissement de la pièce, ce qui induit localement une restriction de section qui provoque une importante perte de charge du fluide.

L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.

Présentation de l’invention

Elle propose notamment à cet effet un assemblage par empilement de sous-parties d’une partie primaire à partir de laquelle est destinée à être réalisée, par coulage d’un matériau, une partie au moins d’un dispositif générant des calories en fonctionnement, ces sous-parties ayant des parois se prolongeant afin de délimiter des contours externes d’au moins un conduit de refroidissement dédié à la circulation d’un fluide et dont les surfaces d’extrémité en regard sont solidarisées fixement entre elles par de la colle.

Cet assemblage se caractérise par le fait que les parois d’une même sous-partie, qui participent à la délimitation des contours externes du conduit de refroidissement, ont des hauteurs différentes de sorte que leurs surfaces d’extrémité respectives soient situées à des niveaux différents pour que leurs colles respectives soient décalées d’une distance au moins égale à un seuil et crées sur les contours externes des bourrelets de colle décalés de cette distance, afin de minimiser une perte de charge du fluide induite par la formation dans le conduit de refroidissement de bourrelets internes résultant du coulage du matériau sur ces bourrelets de colle.

Les bourrelets de colle formés sur les contours d’un futur conduit de refroidissement étant désormais séparés de la distance supérieure ou égale au seuil, les bourrelets internes formés sur ces bourrelets de colle (par le coulage du matériau) ne sont plus situés l’un en face de l’autre, si bien que seul l’un de ces bourrelets internes induit une perte de charge au niveau où il est situé, permettant ainsi de minimiser la perte de charge du fluide.

L’assemblage selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- le seuil peut être inférieur à une distance séparant des contours externes en regard d’un conduit de refroidissement ;

- le seuil peut être compris entre 1,5 mm et 50 mm ;

+ le seuil peut être égal à 20 mm ;

- certaines des sous-parties peuvent avoir des parois qui se prolongent sans délimiter de contours externes d’un conduit de refroidissement et qui comportent des surfaces d’extrémité en regard situées à un même niveau et solidarisées fixement entre elles par de la colle ;

- les sous-parties peuvent être réalisées dans une matière plastique qui est destinée à fondre lors du coulage du matériau pendant une mise en œuvre d’une technique de moulage à modèle perdu.

L’invention propose également une pièce, destinée à faire partie d’un dispositif générant des calories en fonctionnement, et obtenue par coulage d’un matériau sur un assemblage par empilement de sous-parties du type de celui présenté ci-avant.

Par exemple, cette pièce peut être obtenue par coulage d’un matériau pendant une mise en œuvre d’une technique de moulage à modèle perdu.

L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, générant des calories en fonctionnement, et comprenant au moins un dispositif comportant au moins une pièce du type de celle présentée ci-avant.

Brève description de la figure

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel :

illustre schématiquement une portion d’un exemple d’assemblage par empilement de sous-parties selon l’invention.

Description détaillée de l’invention

L’invention a notamment pour but de proposer un assemblage par empilement de sous-parties SPj d’une partie primaire PP à partir de laquelle est destinée à être réalisée, par coulage d’un matériau, une partie au moins d’un dispositif générant des calories en fonctionnement et comportant au moins un conduit de refroidissement CR dans lequel la perte de charge du fluide de refroidissement est minimisée.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le dispositif (générant des calories en fonctionnement) est destiné à équiper un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à cette application. En effet, un assemblage selon l’invention peut servir à la réalisation d’une pièce d’un dispositif pouvant équiper n’importe quel système, appareil, installation (y compris industrielle), bâtiment (public ou privé), ou espace extérieur (public ou privé). Ainsi, un tel dispositif peut notamment équiper n’importe quel type de véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien) et les appareils électroménagers.

On a schématiquement représenté sur la figure 1 une portion d’un exemple d’assemblage par empilement de sous-parties SPj d’une partie primaire PP à partir de laquelle est destinée à être réalisée, par coulage d’un matériau, une pièce d’un dispositif générant des calories en fonctionnement. On notera que cette pièce peut éventuellement constituer un dispositif.

Au sein du « futur » dispositif, les calories sont générées par au moins un appareil (ou équipement), et la pièce, réalisée par coulage d’un matériau sur une partie primaire PP d’un assemblage selon l’invention, peut éventuellement comprendre cet appareil ou bien être couplée à ce dernier.

A titre d’exemple non limitatif, cet appareil (ou équipement) peut être une machine (ou un moteur) électrique générant des calories en fonctionnement. Mais il pourrait aussi s’agir d’un moteur thermique, par exemple et non limitativement.

Comme illustré, la partie primaire PP est réalisée par empilement (ou superposition) de sous-parties (ou strates) SPj ayant des parois Pjk qui se prolongent (pour un même k) afin de délimiter des contours externes d’au moins un (futur) conduit de refroidissement CR dans lequel est destiné à circuler un fluide (de refroidissement). Ces parois Pjk ont des premières surfaces d’extrémité ES en regard qui sont solidarisées fixement entre elles par de la colle CC. En d’autres termes la surface d’extrémité ES de la paroi Pjk est en regard de la surface d’extrémité ES de la paroi Pj’k et la surface d’extrémité ES de la paroi Pjk’ est en regard de la surface d’extrémité ES de la paroi Pj’k’.

De plus, les parois Pjk d’une même sous-partie SPj, qui participent à la délimitation des contours externes d’un futur conduit de refroidissement CR, ont des hauteurs différentes de sorte que leurs premières surfaces d’extrémité ES respectives soient situées à des niveaux différents. La distance dh séparant ces niveaux est au moins égale à un seuil choisi. Ainsi, les portions de colle CC qui sont respectivement placées sur ces premières surfaces d’extrémité ES sont décalées d’une distance qui est au moins égale à ce seuil, et crées sur les contours externes des bourrelets de colle qui sont décalés de cette distance dh. Il en résulte, au final, une minimisation de la perte de charge du fluide dans le conduit de refroidissement CR, induite par la formation dans ce dernier (CR) de bourrelets internes résultant du coulage du matériau sur les bourrelets de colle.

On comprendra en effet que l’écrasement de la colle CC, du fait de la pression exercée lors de l’assemblage par empilement des différentes sous-parties (ou strates) SPj, forme sur les contours externes du futur conduit de refroidissement CR des bourrelets de colle qui sont désormais séparés de la (ou décalés d’une) distance dh. Ces bourrelets de colle n’étant plus situés l’un en face de l’autre, les bourrelets internes, formés sur ces bourrelets de colle (par le coulage du matériau), ne sont plus situés l’un en face de l’autre, si bien que seul l’un de ces bourrelets internes induit une perte de charge au niveau où il est situé, permettant ainsi de minimiser la perte de charge du fluide.

Par exemple, le seuil choisi peut être inférieur à la distance qui sépare des contours externes en regard d’un futur conduit de refroidissement.

Egalement par exemple, le seuil choisi peut être compris entre 1,5 mm et 50 mm. Dans ce cas, ce seuil choisi peut, par exemple, être égal à 20 mm.

On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 seules trois sous-parties SP1 à SP3 (j = 1 à 3) de la partie primaire PP sont empilées (ou superposées) les unes sur les autres et solidarisées entre elles par de la colle CC et CC’. Plus précisément, une première sous-partie SP1 (j = 1) a au moins deux parois P11 et P12 (k = 1 ou 2) qui ne délimitent pas des contours externes d’un conduit de refroidissement et qui comportent des secondes surfaces d’extrémité ES’ situées à un même niveau. Une deuxième sous-partie SP2 (j = 2) a des parois P21 et P22 (k = 1 ou 2) qui pour une partie (ici supérieure) ne délimitent pas des contours externes d’un conduit de refroidissement et comportent des secondes surfaces d’extrémité ES’ qui sont situées à un même niveau en regard respectivement des secondes surfaces d’extrémité ES’ des parois P11 et P12 et solidarisées à ces dernières (ES’) par de la colle CC’, et pour une autre partie (ici inférieure) délimitent partiellement des contours externes d’un futur conduit de refroidissement CR et comportent des premières surfaces d’extrémité ES qui sont situées à des niveaux différents (distants de dh). Une troisième sous-partie SP3 (j = 3) a des parois P31 et P32 (k = 1 ou 2) qui pour une partie (ici supérieure) délimitent partiellement les contours externes du futur conduit de refroidissement CR et comportent des premières surfaces d’extrémité ES qui sont situées à des niveaux différents (distants de dh) en regard respectivement des premières surfaces d’extrémité ES des parois P21 et P22 et solidarisées à ces dernières (ES) par de la colle CC.

On notera que l’exemple illustré est non limitatif, et la partie primaire PP peut comprendre n’importe quel nombre de sous-parties SPj, dès lors que ce nombre est supérieur ou égal à deux.

On notera également, compte tenu des deux paragraphes qui précèdent, que certaines des sous-parties SPj peuvent comprendre des parois Pjk se prolongeant sans délimiter des contours externes d’un futur conduit de refroidissement et comportant des surfaces d’extrémité ES’ en regard situées à un même niveau et solidarisées fixement entre elles par de la colle CC’.

On notera également que certaines des sous-parties SPj, qui ne font que délimiter partiellement des contours externes d’un futur conduit de refroidissement CR, peuvent comprendre des parois Pjk munies chacune de deux premières surfaces d’extrémité ES opposées entre elles. Dans ce cas, les parois Pjk d’une même sous-partie SPj, qui participent à la délimitation des contours externes du futur conduit de refroidissement CR, ont des premières surfaces d’extrémité ES (supérieures) situées à des niveaux différents, et d’autres premières surfaces d’extrémité ES (inférieures) situées à des niveaux différents.

On notera également que les sous-parties SPj peuvent être réalisées dans une matière plastique destinée à fondre lors du coulage du matériau (de la pièce finale) pendant la mise en œuvre d’une technique de moulage à modèle perdu. Par exemple, cette matière plastique peut être du polystyrène.

Egalement par exemple, le matériau qui est coulé sur la partie primaire PP de l’assemblage pour définir une pièce peut être un aluminium. Comme évoqué ci-avant, cette pièce peut être obtenue par coulage d’un matériau tel qu’un aluminium pendant la mise en œuvre d’une technique de moulage à modèle perdu.

Claims

Assemblage par empilement de sous-parties (SPj) d’une partie primaire (PP) à partir de laquelle est destinée à être réalisée, par coulage d’un matériau, une partie au moins d’un dispositif générant des calories en fonctionnement, lesdites sous-parties (SPj) ayant des parois (Pjk) se prolongeant afin de délimiter des contours externes d’au moins un conduit de refroidissement (CR) dédié à la circulation d’un fluide et dont les surfaces d’extrémité (ES) en regard sont solidarisées fixement entre elles par de la colle (CC), caractérisé en ce que lesdites parois (Pjk) d’une même sous-partie (SPj), qui participent à la délimitation desdits contours externes du conduit de refroidissement (CR), ont des hauteurs différentes de sorte que leurs surfaces d’extrémité (ES) respectives soient situées à des niveaux différents pour que leurs colles (CC) respectives soient décalées d’une distance au moins égale à un seuil et crées sur lesdits contours externes des bourrelets de colle décalés de cette distance, afin de minimiser une perte de charge dudit fluide induite par la formation dans ledit conduit de refroidissement (CR) de bourrelets internes résultant du coulage dudit matériau sur lesdits bourrelets de colle.
Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit seuil est inférieur à une distance séparant des contours externes en regard d’un conduit de refroidissement (CR).
Assemblage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit seuil est compris entre 1,5 mm et 50 mm.
Assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit seuil est égal à 20 mm.
Assemblage selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que certaines desdites sous-parties (SPj) ont des parois (Pjk) se prolongeant sans délimiter de contours externes d’un conduit de refroidissement et comportant des surfaces d’extrémité (ES’) en regard situées à un même niveau et solidarisées fixement entre elles par de la colle (CC’).
Assemblage selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites sous-parties (SPj) sont réalisées dans une matière plastique destinée à fondre lors du coulage dudit matériau pendant une mise en œuvre d’une technique de moulage à modèle perdu.
Pièce pour un dispositif générant des calories en fonctionnement, caractérisée en ce qu’elle est obtenue par coulage d’un matériau sur un assemblage par empilement de sous-parties (SPj) selon l’une des revendications précédentes.
Pièce selon la revendication 7, caractérisée en ce qu’elle est obtenue par coulage d’un matériau pendant une mise en œuvre d’une technique de moulage à modèle perdu.
Véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif générant des calories en fonctionnement et comportant au moins une pièce selon la revendication 7 ou 8.
Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il est de type automobile.