Brevet FR2527728A1 — publié le 19831202

I La présente invention concerne un axe de piston, pour un piston, notamment-de moteur à combustion interne, du type articulé par un axe de piston, sensiblement cylindrique, à un pied de bielle, ledit axe de piston étant monté tournant dans un coussinet dudit pied de bielle muni d'une rainure annulaire, notamment située dans le plan médian longitudinal de symétrie dudit axe de piston et dudit pied de bielle, et communiquant avec l'extrémité d'un canal d'alimentation de fluide de refroidissement et/ou de lubrification s'étendant dans le corps de la bielle et débouchant à la surface d'extrémité du pied de bielle, et dans deux paliers espacés solidaires du piston, situés de part et d'autre du pied de bielle et dont les coussinets sont munis de rainures annulaires. Dans un piston de ce type, l'axe de piston connu est généralement plein et percé d'un certain nombre de canaux, notamment rectilignes, débouchant chacun, à une extrémité, dans la rainure annulaire du coussinet de pied de bielle et, à l'autre extrémité, dans l'une ou l'autre des rainures annulaires des p a l i e r s d ' a x e. L'inconvénient de l'axe de piston connu réside dans le fait que les canaux coupent l'axe géométrique longitudinal de l'axe de piston, en étant mutuellement sécants sur celui-ci Or, au voisinage dudit axe s'accumulent généralement des impuretés métalliques fragilisantes risquant d'affaiblir la résistance d'une paroi de cavité située dans cette région, et donc de créer des amorces de fissuration et de rupture dans les canaux en ces emplacements. La présente invention a donc pour but de pallier cet inconvénient en proposant un axe de piston, pour un piston, notamment pour moteur à combustion interne, du type indiqué ci-dessus et caractérisé en ce que lesdits canaux sont ménagés dans une partie périphérique dudit axe de piston en étant au plus tangents à une partie centrale sensiblement cylindrique dudit axe, coaxiale à celui-ci, dans laquelle la concentration d'impuretés métalliques est maximale. Selon une autre caractéristique de l'invention, le diamètre de la partie centrale cylindrique précitée est au moins égal à environ le dixième du diamètre de l'axe de piston précité; les canaux précités étant nonsécants. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins deux des canaux précités convergent vers leurs extrémités débouchant dans la rainure annulaire précitée du coussinet de pied de bielle. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, deux canaux convergent vers leurs extrémités précitées débouchant dans la rainure annulaire du coussinet de pied de bielle, leurs autres extrémités débouchant respectivement dans les rainures annulaires des p a 1 i e r S d ' a x e On peut notamment prévoir trois paires de canaux précités, les points de convergence des axes longitudinaux cbesitscanaux pouvant être espacés de 1200, ainsi que les extrémités des axes longitudinaux desdits canaux débouchant dans les rainures annulaires des paliers d'axe. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque point de convergence des axes longitudinaux des canaux précités et deux extrémités des axes longitudinaux desdits canaux débouchant respectivement dans les rainures annulaires des p a 1 i e r S d ' a x e peuvent être alignés selon une génératrice de l'axe de piston. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'axe de piston précité est percé de trois paires de canaux précités, chaque paire comprenant un canal reliant la rainure annulaire précitée d'un d e S paliers d'axe à la rainure annulaire du coussinet de pied de bielle, et un canal reliant la rainure annulaire de l'autre p a l i e r d ' a x e à la rainure annulaire du coussinet de pied de bielle les extrémités des axes longitudinaux desdits canaux débouchant dans ladite rainure annulaire du coussinet _ de pied de bielle étant angulairement espacéesde 600. En outre, les extrémités des axes longitudinaux des canaux précités débouchant dans les rainures d e S p a l i e rs d' a x e sont de préférence angulairement espacées de 1200 Enfin, les orifices des canaux précités s'ouvrant sur la rainure annulaire précitée du coussinet de pied de bielle appartiennent aux canaux reliant ladite rainure annulaire du coussinet de pied de bielle à alternativement l'une et l'autre rainures annulaires des p a l i e r s d'axe. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en se référant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs de modes de réalisation spécifiques actuellement préférés de l'invention, et dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un piston muni d'un axe de piston selon l'invention la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue d'un axe de piston selon un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 4 est une vue d'un axe de piston selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, et la figure 5 est une vue de droite de l'axe de piston de la figure 4. En se référant plus particulièrement aux figures 1 et 2, le piston 1, notamment de moteur à combustion interne, équipé de l'axe de piston 2 selon l'invention, est du type articule par ledit axe de piston 2 à un pied de bielle 3, ledit axe de piston 2 étant monté tournant dans un coussinet 4 du pied de bielle 3 muni d'une rainure annulaire , notamment située dans le plan médian longitudinal de symétrie de l'axe de piston 2 et dans le plan médian longi- tudinal de symétrie du pied de bielle 3 La rainure annu- laire 5 communique avec l'extrémité d'un canal 6 d'alimenta- tion de fluide de refroidissement et/ou de lubrification, en particulier de l'huile, s'étendant dans le corps de la bielle 7 et débouchant à la surface d'extrémité du pied de bielle 3. L'axe de piston 2 est également monté tournant dans deux paliers 8 espacés solidaires du piston, situés de part et d'autre du pied de bielle 3 et munis de rainures annulaires 10. L'axe de piston 2, généralement plein, est percé d'un certain nombre de canaux lia à 11 f notamment rectilignes, débouchant chacun, à une extrémité 13 a à 13 f dans la rainure annulaire 5 du coussinet 4 de pied de bielle 3 et, à l'autre extrémité 14 a à 14 f dans l'une ou l'autre des rainures annu- laires 10 des paliers d'axe 8. Selon l'invention, les canaux 1 la-11 f sont ménagés dans une partie périphérique 15 dudit axe de piston 2 en étant au plus tangents à une partie centrale sensiblement cylin- -drique 16 dudit axe coaxiale à celui-ci, dans laquelle la concentration d'impuretés métalliques est maximale Cet arrangement permet d'éviter les risques de création d'amorces de fissuration et de rupture dans la zone environnant l'axe géométrique longitudinal de l'axe de piston o s'accumulent- généralement les impuretés métalliques fragilisantes, et d'éviter les concentrations de contraintes résultant de perçages sécants Le diamètre de la partie centrale cylin- drique 16 est notamment au moins égal à environ le dixième du diamètre de l'axe de piston 2, par exemple, comme repré- senté en figure 2, égal à environ le dixième du diamètre de l'axe de piston; ou comme représenté en figure 5, environ égal au tiers dudit diamètre En tout état de cause, les canaux ne rencontrent pas l'axe géométrique longitudinal X-X' de l'axe du piston, ni la zone immédiatement environnante En outre, les canaux 1 la-11 f S o N t disposés de façon à ne pas être mutuellement sécants notamment dans la zone environnant l'axe géométrique longitudinal X X' précité. Les canaux 1 la-11 f peuvent être percés de façon qu' au moins deux desdits canaux convergent vers leurs extrémités débouchant dans la rainure annulaire 5 du coussinet 4 de pied de bielle 3 En particulier, deux canaux convergent vers lesdites extrémités, tandis que leurs autres extrémités débouchent respectivement dans l'une et l'autre des rainures annulaires 10 des p a 1 i e r S d ' a x e 8. Dans le mode de réalisation spécifique illustré par les figures 1 et 2, l'axe de piston 2 est traversé par trois paires de canaux rectilignes lia, llb; 11 c, lld; lie, 11 f qui convergent deux à deux vers leurs extrémités 13 a, 13 b; 13 c, 13 d; 13 e, 13 f débouchant dans la rainure annulaire 5 du coussinet 4 du pied de bielle 3 en définissant un orifice commun, dans ladite rainure, aux deux canaux Comme cela est représenté, les autres extrémités 14 a, 14 b; 14 c, 14 d 14 e, 14 f desdits canaux pris deux à deux débouchent dans l'une et l'autre des rainures annulaires 10 des a 1 i e r S d ' a x e 8, respectivement. En d'autres termes, en considérant une paire de canaux lia, 11 b, l'extrémité 14 a du canal lia par exemple débouche dans une rainure annulaire 10 d'un p a 1 i e r d'axe 8, tandis qu'une extrémité 14 b du canal llb débouche dans la rainure annulaire d e i ' a u t r e palier d'axe, les autres extrémités 13 a, 13 b des canaux 11 a, 11 b débouchant par un orifice commun dans la rainure annulaire 5 du coussinet 4 du pied de bielle 3 Dans le mode de réalisation représenté, il en va de même pour chacune des autres paires de canaux, étant bien entendu que le nombre de paires de canaux n'est nullement limité à trois. En outre, de préférence, les points de convergence des axes longitudinaux des canaux 11 a, 11 b; 11 c, 11 d; 11 e, 11 f sont angulairement espacés de 1200, ainsi que les extrémités des axes longitudinaux desdits canaux débouchant dans les rainures annulaires 10 des paliers d'axe 8. Selon le mode de réalisation de l'axe de piston illustré par la figure 3, étant bien entendu que celui-ci peut être utilisé dans un piston du type défini ci-dessus, chaque point de convergence des axes longitudinaux des canaux 11 a-11 f et deux extrémités des axes longitudinaux desdits canaux débouchant respectivement dans les rainures annulaires 10 des p a l i e r S d ' a x e 8 sont alignés selon une génératrice de l'axe de piston 2 Dans l'exemple représenté, l'axe de piston est percé de trois paires 11 a, 11 b; 11 c, 11 d; 11 e, 11 f de canaux Dans ce cas de figure non limitatif, les points de convergence des axes longitudinaux des canaux, ainsi que les extrémités des axes longitudinaux des canaux débouchant dans les rainures annulaires des p a 1 i e r s d'axe sont angulairement espacées de 120 De plus, si on considère par exemple la paire de canaux 11 a, 11 b, les extrémités 13 a, 13 b de ceux-ci convergent en un même orifice débouchant dans la rainure annulaire 5 du coussinet 4 de pied de bielle, orifice qui est aligné selon une génératrice de l'axe de piston 2 avec les extrémités 14 e, 14 d des canaux 11 e, 11 d,respectivement, débouchant dans l'une et l'autre des rainures annulaires des p a 1 i e r S d ' a x e 8, r e S p e c tivement. Il en est de même pour les extrémités communes 13 c, 13 d des canaux 11 c et 11 d, et les extrémités 14 a, 14 f des canaux 11 a et 11 f, respectivement; ainsi que pour les extrémités communes 13 e, 13 f des canaux 11 e, 11 f, et les extrémités 14 c, 14 b des canaux 11 c, 11 b, respectivement Cette configuration est bien sûr représentéà titre d'exemple, et touteautre configuration pour laquelle chaque point de convergence des axes des canaux et deux extrémités des axes des canaux débouchant respectivement dans les rainures annulaires des p a l i e r S d ' a x e sont alignés selon une génératrice de l'axe de piston fait également partie de l'invention. Selon le mode de réalisation de l'axe de piston illustré par les figures 4 et 5, étant bien entendu que celui-ci peut être utilisé dans un piston du type défini ci-dessus, l'axe de piston 2 est percé de trois paires de canaux 1 la-11 f, ce nombre n'étant bien sûr pas limitatif Chaque paire comprend un canal lia, 11 c, lie reliant la rainure annulaire 10 d'un des paliers d'axe 8 à la rainure annulaire 5 du coussinet 4 de pied de bielle 3 et un canal 11 b, 11 d, 11 f reliant la rainure annulaire 10 de l'autre p a l i e r S d ' a x e 8 à la rainure annulaire 5 du coussinet 4 de pied de bielle 3 Les extrémités 13 a-13 f, cette fois réalisées de façon indépendante, des axes longitudinaux des canaux 1 la-11 f débouchent dans la rainure annulaire 5 du coussinet 4 de pied de bielle en étant angulairement espacées de par exemple 600 De même, les extrémités 14 a-14 f des axes longitudinaux des canaux hla-11 f débouchent dans les rainures annulaires 10 des p a 1 i e r s d'axe 8 en étant angulairement espacées de par exemple 1200 On peut par exemple réaliser les canaux 1 ha-11 f de façon que leurs orifices 13 a-13 f s'ouvrant dans la rainure annulaire 5 du coussinet 4 de pied de bielle 3 appartiennent aux canaux lia, 11 c, île et 11 b, 11 d, 11 f respectivement, reliant ladite rainure annulaire 5 du coussinet 4 de pied de bielle à alternativement l'une et l'autre rainures annulaires 10 des coussinets 9 de paliers d'axe 8. Il est bien évident que l'axe de piston selon l'invention est fixé dans son logement par tout moyen 2527 728 approprié tels que par exemple des aneaux de blocage ou circlips 12. R e v e N d i c a t i o N s 1 Axe de piston, pour un piston ( 1), notamment de moteur à combustion interne, du type articulé par un axe de piston ( 2), sensiblement cylindrique, à un pied de bielle ( 3), ledit axe de piston ( 2) étant monté tournant dans un coussinet ( 4) dudit pied de bielle ( 3) muni d'une rainure annulaire ( 5), notamment située dans le plan médian longitudinal de symétrie dudit axe de piston ( 2) et dudit pied de bielle ( 3) et communiquant avec l'extrémité d'un canal ( 6) d'alimen- tation de fluide de refroidissement et/ou de lubrifi- cation s'étendant dans le corps de la bielle ( 7) et débouchant à la surface d'extrémité du pied de bielle, et dans deux paliers ( 8) espacés solidaires du piston, situés de part et d'autre du pied de bielle 3) e t m u N i S d e r a i N u r e s annulaires ( 10), ledit axe de piston ( 2), généralement plein, étant percé d'un certain nombre de canaux ( 11 a- 11 f), notamment rectilignes, débouchant chacun, à une extrémité ( 13 a13 f), dans ladite rainure annulaire ( 5) dudit coussinet ( 4) de pied de bielle ( 3) et, à l'autre extrémité ( 14 a-14 f), dans l'une ou l'autre desdites rainures annulaires ( 10) d e S d i t s paliers d'axe ( 8), caractérisé en ce que lesdits canaux (lla-llf) sont ménagés dans une partie périphérique ( 15) dudit axe de piston ( 2) en étant au plus tangentsà une partie centrale sensiblement cylindrique ( 16) dudit axe, coaxiale à celui-ci, dans laquelle la concentration d'impuretés métalliques est maximale. 2 Axe de piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre de la partie centrale cylindrique précitée est au moins égal environ le dixième du diamètre de l'axe de piston précité. 3 Axe de piston selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les canaux précités ne sont pas sécants. 4 Axe de piston selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins deux des canaux précités convergent vers leurs extrémités précitées débouchant dans la rainure annulaire précitée du coussinet de pied de bielle. Axe de piston selon la revendication 4, caractérisé en ce que deux canaux précités convergent vers leurs extrémités précitées débouchant dans la rainure annulaire précitée du coussinet de pied de bielle, leurs autres extrémités débouchant respective- ment dans les rainures annulaires des p a l i e r s d ' a x e 6 Axe de piston selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu trois paires de canaux précités. 7 Axe de piston selon la revendication 6, caractérisé en ce que les points de convergence des axes longitudinaux des canaux précités sont angulairement espacés de 1200, ainsi que les extrémités des axes longitudinaux desdits canaux débouchant dans les rainures annulaires des coussinets de paliers d'axe. 8 Axe de piston selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque point de convergence des axes longitudinaux des canaux précités et deux extrémités des axes longitudinaux desdits canaux débouchant respectivement dans les rainures annulaires des p a 1 i e r S d ' a x e sont alignés sur une généra- trice de l'axe de piston. 9 Axe de piston selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe de piston précité est percé de trois paires de canaux précités, chaque paire comprenant un canal reliant la rainure annulaire précitée d'un des p a 1 i e r S d ' a x e à i a rainure annulaire précitée du coussinet de pied de bielle, et un canal reliant la rainure annulaire de l'autre p a 1 i e r d ' a x e à ladite rainure annulaire du coussinet de pied de-bielle; les extrémités des axes longitudinaux desdits canaux débouchant dans ladite rainure annulaire du coussinet de pied de bielle étant angulairement espacées de 600. 10 Axe de piston selon la revendication 9, caractérisé en ce que les extrémités des axes longitudinaux des canaux précités débouchant dans les rainuresannulairès d e S p a ie r S d ' a xe sont angulairement espacées de 1200. 11 Axe de piston selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les orifices des canaux précités s'ouvrant dans la rainure annulaire précitée du coussinet de pied de bielle appartiennent aux canaux reliant ladite rainure annulaire du coussinet de pied de bielle à alternativement l'une et l'autre rainures annulaires des p a l i e r S d ' a x e. 12 Piston, notamment pour moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il est équipé de l'axe de piston selon l'une des revendicatiorsl à 11.