Brevet FR2384228A1 — publié le 19781013

Ltinvention concerne les instruments de mesure, et notamment un instrument destiné à mesurer l'angle de conicité des faces latérales de segments de pistons à hautes performances. lies moteurs à combustion interne à hautes performances et à pistons à mouvement alternatif comportent fréquemment des segments de compression et/ou des segments racleurs présentant des faces latérales ou axiales tronconiques destinées à s'appliquer de manière étanche contre des faces opposées correspondantes d'une gorge du piston. Considérées en coupe radiale, les faces latérales de ces segments convergent l'une vers l'autre et vers l'axe du segment.Par conséquent, les segments de ce type sont fréquemment appelés et seront désignés ci-après segments coniques". Pour obtenir le fonctionnement optimal d'un moteur, l'angle d'inclinaison de chacune des faces latérales d'un tel segment et l'angle du cône, mesuré entre les deux faces latérales, doivent correspondre étroitement aux angles d'inclinaison des parois de la gorge dans laquelle le segment doit être logé. L'invention concerne un instrument de mesure de l'angle d'inclinaison des faces latérales et/ou de 11 angle formé entre les faces latérales d'un segment de piston du type décrit ci-dessus, d'une fabrication et d'un assemblage peu coûteux, d'une grande précision et d'un fonctionnement sûr. Cette jauge comporte un nombre minimal de pièces mobiles et elle peut être aisément étalonnée et/ou permet de mesurer directement, en minutes d'angle, l'écart entre l'angle mesuré et une valeur nominale prédéterminée. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre dtexemples nullement limitatifs et sur lequel la figure 1 est une élévation de l'instrument selon l'invention destiné à la mesure de l'angle des faces latérales d'un segment conique de piston la figure 2 est une élévation d'une variante de l'instrument de la figure i ; et la figure 3 est une élévation d'une autre forme de réalisation de l'instrument selon l'invention, destinée à la mesure de l'angle formé entre les faces latérales d'un segment conique de piston. La figure I représente l'instrument 10 selon l'invention, destiné à la mesure de l'inclinaison des faces latérales des segments de piston. Cet instrument comprend une plaque 12 de base qui présente une surface horizontale et plane 14 de référence. Un support 20, monté sur cette plaque 12, porte une cale 22 de mesure montée sur un axe 24 de manière à pouvoir pivoter librement dans un plan perpendiculaire à la surface 14 de référence, autour d'un axe fixe. La surface inférieure ou surface 26 de mesure de la cale 22 est usinée avec précision de manière à présenter un profil plat ou tronconique dont l'angle d'inclinaison est avantageusement égal à un angle nominal prédéterminé devant être présenté par une face latérale d'un segment de piston.Un comparateur 30 à cadran est monté verticalement sur le support 20 et comporte un pointeau 32 de mesure orienté vers le bas et destiné à entrer en contact avec une surface supérieure plane 34 de la cale 22. Par conséquent, la position du point de contact entre le pointeau 32 et la surface 34 et donc la valeur indiquée par le cadran 30 constituent une fonction directe de la position angulaire de la cale 22 autour de son axe de pivotement. La figure i représente un segment conique 36 de piston, présentant des faces latérales tronconiques 38 et 40, de manière à faciliter la description du fonctionnement de l'instrument 10 de mesure selon l'invention. Blangle d'inclinaison de la face latérale 38 est à mesurer. lie segment 36 est disposé à peu près coaxialement autour du cadran 30 et du support 20 et il repose sur la surface 14 de référence par un bord 42. On fait ensuite glisser le segment sur la surface 14 jusqu'à ce que sa face 38 éloignée du bord 42 entre en contact étroit avec la surface 26 de mesure de la cale, en un point de la circonférence dudit segment auquel la mesure doit être effectuée.La cale 22 prend alors une position, autour de son axe de pivotement, qui dépend de l'angle formé entre la face latérale 38 et la surface 14 de référence, et elle permet ainsi d'obtenir une mesure de cet angle sur le cadran 30. Il est évident qu'on peut aisément mesurer l'angle d'inclinaison de la face latérale 40 du segment simplement en retirant ce dernier de llinstrument 10, en le retournant et en le remettant en place sur l'instrument de manière que sa face 40 soit orientée vers le haut et amenée en contact étroit avec la surface 26 de mesure. Une caractéristique importante de 11 instrument selon l'invention est quten choisissant une distance convenable d entre l'axe du pivot 24 et l'axe du pointeau 32, cette distance étant mesurée perpendiculairement aux deux axes, comme indiqué sur la figure 1, il est possible de monter le cadran 30 de manière qu'il indique directement en minutes d'angle l'inclinaison de la face supérieure du segment. En particulier,la distance d est avantageusement calculée selon l'équation suivante d = a/tgEO 8 (1) dans laquelle a est une unité prédéterminée du déplacement linéaire du pointeau et A e est l'écart par rapport à la valeur nominale de l'angle d'inclinaison de la face latérale, choisi de manière à correspondre à cette unité de déplacement du pointeau.Pour les faibles valeurs de A e exprimées en radians, on a e = tg A e (2) Par conséquent, dans le cas où le cadran 30 présente des graduations égales à 0,0025 mm, chacune de ces graduations correspond à 1 minute de l'angle dtinclinaison lorsque la distance d est égale à 8,732 mm. Lorsque la surface supérieure 34 de la cale est perpendiculaire à l'axe du pointeau 32 dans la position nominale et préférée de ladite cale, terreur présentée par l'instrument selon l'invention est inférieure à sept millionièmes(7 x 10 4 %0) pour une plage angulaire ( Ad) de 30 minutes, c'est-à-dire un angle nominal d'inclinaison d'une face latérale de plus ou moins 15 minutes. De plus, l'instrument 10 peut être aisément étalonné à un angle nominal prédéterminé de l'inclinaison des faces latérales par simple remplacement du segment 36 (figure 1) par une seconde cale, identique à la cale 22, puis par mise à zéro du cadran 30. De plus, l'instrument 10 peut être aisément adapté à l'un quelconque d'un grand nombre d'angles nominaux d'inclinaison des faces latérales par simple remplacement de la cale 22 par une autre cale présentant la surface usinée nominale souhaitée de mesure. La figure 2 représente une autre forme de réalisation selon l'invention, à savoir un instrument 50 destiné également à mesurer l'angle d'inclinaison d'une face latérale d'un segment. lies pièces communes aux deux formes de réalisation portent les mêmes références numériques. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 2, le cadran 30 est monté horizontalement sur un support 52 duquel fait saillie un pointeau 32 de manière à porter contre une surface verticale plane 54 d'une cale 56 de mesure. Il est évident que la cale 56 est analogue à la cale 22 représentée sur la figure 1, sauf qutelle comporte une pièce faisant saillie verticalement et délimitant la surface 54 destinée à entrer en contact avec le pointeau. La distance d, décrite en détail en regard de la figure 1, est de nouveau mesurée, dans la forme de réalisation représentée sur la figure 2, entre l'axe du pointeau et l'axe de pivotement de la cale, perpendiculairement à ces deux axes, mais verticalement dans cette fo-rme de réalisation.L'instrument représenté sur la figure 2 a pour avantage que la face du cadran peut être vue par le dessus. Cependant, il présente un léger inconvénient, car il ne peut être étalonné simplement par l'utilisation d'une seconde cale identique à la cale 56. En effet, il est nécessaire d'utiliser une cale différente, analogue à celle de la cale 22 représentée sur la figure 1, par exemple. La figure 3 représente une autre forme de réalisation selon l'invention, à savoir un instrument 60 destiné à mesurer l'angle formé entre les faces latérales inclinées 78 et 40 du segment. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 3, une cale 64, convenablement usinée et fixée par un support 66 à un montant vertical et fixe 68, présente une surface tronconique 62 de référence. L'angle du cône de la surface 62, c'est-à-dire l'angle formé par la surface 62 et la verticale, est avantageusement égal à angle nominal d'une face latérale de segment.Une cale 70, qui présente une surface 72 de mesure, pivote sur le support 66, autour d'un axe 74, Un indicateur 30 à cadran est également monté sur le support 66 de manière que son pointeau 72 soit orienté horizontalement et appliqué contre une surface arrière plane 76 de la cale.De même que dans les formes de réalisation représentées sur les figures i et 2, la surface 72 de mesure de la cale de l'instrument représenté sur la figure 3 est usinée de manière à former avec la verticale un angle égal à l'angle nominal d'inclinaison d'une face latérale du segment. la surface arrière 76 de la cale est perpendiculaire à l'axe du pointeau 32 en position nominale de la surface 72 de mesure par rapport à la surface 62 de référence, et la distance d est mesurée entre l'axe du pivot de la cale et~ltaxe du pointeau, perpendiculairement à ces deux axes. Lorsque l'instrument représenté sur la figure 3 est utilisé, un-segment 36 de piston est placé entre la surface 62 de référence et la surface 72 de mesure de manière que chacune de ces surfaces soit en contact étroit avec l'une des faces latérales 38 et 40 du segment.De même que pour les formes de réalisation des figures 1 et 2, les surfaces 72 et 76 de la cale représentée sur la figure 3 prennent, par rapport à la surface 62 de référence, une position qui dépend du segment 36 subissant la mesure. lie cadran de l'indicateur de l'instrument de la figure 3 indique l'écart de 11 angle formé entre la surface 72 de mesure et la surface 62 de référence, c'est-à-dire de l'angle formé entre les faces latérales 38 et 40 du piston, par rapport à l'angle nominal d'étalonnage. lie segment est maintenu en position par gravité pendant l'enregistrement de la valeur affichée par le cadran. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'instrument de mesure décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, il est évident que les formes de réalisation décrites peuvent être aisément modifiées de manière que la face du cadran 30 soit orientée afin de pouvoir être vue de toute direction souhaitée, par simple modification de la cale associée. Pour plus de précision, le seul critère à respecter pour de telles modifications est que l'axe du pointeau du cadran soit avantageusement perpendiculaire à la surface opposée présentée par la cale lorsque cette dernière occupe sa position nominale. Il est évident qu'il est possible d'utiliser des cadrans gradués en unités diverses par simple modification de la distance d en fonction de la course de l'aiguille du cadran. De plus, lors quril est souhaité d'augmenter ou de diminuer la précision de la mesure d'angle, la distance d peut être convenablement augmentée ou diminuée. REVENDICATIONS 1. Instrument de mesure de l'angle des faces latérales d'un segment conique de piston, caractérisé en ce qu'il comporte un élément qui présente une surface de référence sur laquelle un segment conique de piston peut reposer, un élément qui pivote par rapport à la surface de référence et qui présente une surface de mesure destinée à s'appliquer contre une face latérale d'un segment reposant sur ladite surface de référence, ce dernier élément pouvant pivoter par rapport à ladite surface de référence suivant 11 angle formé entre cette dernière et la face latérale par laquelle le segment porte contre la surface de mesure, un dispositif d'indication, fixe par rapport à la surface de référence, comportant un organe qui, en réponse à ladite position de ltélé- ment pivotant, indique l'angle formé entre la surface de référence et ladite face latérale par laquelle le segment porte contre la surface de mesure. 2. Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément pivotant est monté de manière à basculer autour d'un axe qui est fixe par rapport à la surface de référence. 3. Instrument selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément pivotant présente une seconde surface, ledit organe du dispositif d'indication portant contre ladite seconde surface de l'élément pivotant, la distance comprise entre le point de contact dudit organe sur la seconde surface et l'axe fixe ayant une valeur fixe d. 4. Instrument selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde surface est plane, ledit organe du dispositif d'indication étant sensible à tout déplacement linéaire dudit point de contact dans une direction à peu près perpendiculaire à cette seconde surface. 5. Instrument selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite surface de mesure forme avec la surface de référence un angle égal à un angle nominal prédéterminé de conicité du segment de piston dans une position prédéterminée dudit point de contact. 6. Instrument selon la revendication 5, caractérisé en ce que la distance d est égale à une unité prédéterinée de déplacement du point de contact, divisée par un écart entre l'angle formé par la surface de mesure et la surface de référence, et l'angle nominal prédéterminé de manière à correspcndre à l'unité de déplacement. 7. Instrument selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d'indication comprend un indicateur à cadran, l'organe dudit dispositif d'indication comprenant le pointeau dudit indicateur. 8. Instrument selon la revendication 7, caractérisé en ce que les graduations de I'indicatevr à cadran sont égales chacune à 0,0025 mm, la distance d étant à peu près égale à 8,732 mm, de manière que chaque graduation corresponde à une r.i- nute d'écart angulaire par rapport à l'angle nominal. 9. Instrument selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de mesure présente un profil tronconique destiné à s'appliquer étroitement contre une face latérale d'un segment de piston. 10. Instrument selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de référence est plane et peut porter un segment conique de piston qui repose sur cette surface par un bord, de manière que ladite surface de mesure puisse entrer en contact avec une première face latérale de ce segment, éloignée dudit bord, et que l'instrument indique l'angle d'inclinaison de cette face latérale. 11. Instrument selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de référence est tronconique et présente un angle de conicité égal à un angle nominal prédéterminé d'inclinai- son d'une face latérale dtun segment de piston, un segment conique de piston pouvant reposer par une première face latérale sur cette surface tronconique, de manière que ladite surface de mesure puisse entrer en contact avec la seconde face latérale du segment et que l'instrument puisse indiquer l'angle de conicité formé entre les deux faces latérales dudit segment. 12. Instrument de mesure de ltangle formé entre les faces latérales d'un segment conique de piston du type présentant des faces latérales tronconiques, l'instrument étant caractérisé en ce qu'il comporte un élément qui présente une surface de référence sur laquelle le segment peut reposer, une cale qui pivote dans un plan perpendiculaire à ladite surface de référence, autour d'un axe fixe, et qui présente une surface de mesure destinée à entrer en contact étroit avec une première face latérale présentée par le segment et éloignée de ladite surface de référence, la position dans laquelle la cale pivote étant ainsi une fonction de l'angle formé entre la première face latérale du segment et ladite surface de référence, l'instrument comportant également un dispositif d'indication qui est fixe par rapport à la surface de référence et qui comporte un organe sensible à la position dans laquelle la cale pivote pour indiquer ledit angle formé entre ladite première face latérale du segment et la surface de référence. 13. Instrument selon la revendication 12, caractérisé en ce que la surface de référence est plane, le segment pouvant reposer sur cette surface par un bord éloigné de ladite première face latérale, de manière que l'instrument indique l'angle d'inclinaison de cette face latérale. 14. Instrument selon la revendication 12, caractérisé en ce que la surface de référence est tronconique, le segment pouvant reposer sur cette surface par la seconde face latérale, de manière que l'instrument indique l'angle de conicité formé entre les deux faces latérales du segment.