Brevet FR2579673A1 — publié le 19861003

L'invention concerne un piston composé pour moteurs à combustion interne à pistons alternatifs, comprenant une partie supérieure et une partie inférieure assemblée à la première par des vis de serrage, et comportant une garniture de segments qui est composée de plusieurs segments dont au moins l'un est logé dans une gorge annulaire de la partie inférieure du piston tandis que les autres sont logées dans des gorges annulaires de la partie supérieure du piston, dans lequel-la partie supérieure du piston est appuyée par le bord inférieur de sa paroi extérieure sur le bord supérieur de la paroi extérieure de la partie inférieure du piston, une fente annulaire circonférentielle radiale étant prévue en avant de ce plan de joint, cette fente étant formée par un évidement du bord inférieur de la paroi extérieure de la partie supérieure du piston et par un évidement du bord supérieur de la paroi extérieure de la partie inférieure du piston, et dans lequel le flanc supérieur annulaire de la première gorge annulaire ménagée dans la partie in férieure du piston est situé à une distance X du flanc inférieur de la fente annulaire. Un piston composé de ce genre est connu par le brevet de la R.F.A. DE 3 303 284. On a représenté un piston de ce genre sur les figures 1 et 2 pour bien faire ressortir ses inconvénients. Dans ce cas, le piston composé pour moteurs à combustion interne, désigné dans son ensemble par 1, comprend une partie supérieure 2 et une partie inférieure 3 assemblée à la première par des vis de serrage non représentées. On a représenté en 4 le fond du piston, en 5 la paroi extérieure de la partie supérieure 2 du piston et en 6 la paroi extérieure de la partie inférieure 3.Par ailleurs, il est prévu sur ce piston 1 une garniture de segments qui est composée de plusieurs segments 7, 8, 9 et 10, dont au moins l'un, le segment 10 dans ce cas, est logé dans une gorge annulaire 11 de la partie inférieure 6 tandis que les autres sont montés dans des gorges annulaires 12, 13, 14 de la partie supérieure 2. ta partie supérieure 2 est appuyée, par le bord inférieur 15 de sa paroi extérieure 5, sur le bord supérieur 16 de la paroi extérieure 6 de la partie inférieure 3 du piston.En avant de ce plan de joint des deux parties du piston, qui s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal du piston, est formée une fente annulaire 17 circonférentielle s'étendant radialement qui est formée par un évidement du bord inférieur 15 de la paroi extérieure 5 de la partie supérieure 2 et par un évidement du bord supérieur 16 de la paroi extérieure 6 de la partie inférieure 3. Dans le cas connu, la fente annulaire 17 est caractérisée par des flancs qui sont parallèles entre eux, à la sortie de la fabrication. Par ailleurs, le flanc annulaire supérieur 18 de la première gorge annulaire 11 prévue dans la partie inférieure 3 du piston est placé à la distance X du flanc inférieur 19 de la fente annulaire 17. Le flanc supérieur de la fente annulaire est désigné par 20. Dans ce piston composé déjà connu, on observe en utilisation les inconvénients suivants. Pendant le fonctionnement, la fente annulaire 17 se comble de résidus de combustion imbrQlés, relativement durs, ce qu'on appelle le coke, ainsi que ceci est représenté sur la figure 2 par le remplissage en hachures croisées de la fente annulaire 17. Dans le fonctionnement du moteur à combustion interne, il s'exerce sur ces régions du piston une force qui est indiquée sur la figure 2 par la flèche 21.En raison du remplissage de coke de la fente annulaire 17, cette force (flèche 21) est transmise vers l'extérieur, vers le bord du flanc 19. I1 se développe un moment Pa, ce qui peut conduire à des criques dans la partie inférieure 3 du piston, plus précisément, par suite de contraintes de tension à l'endroit indiqué par la référence 22 et par des refoulements à l'endroit indiqué par la référence 23. Face à cet état de fait, le but de l'invention est de perfectionner ce piston connu, présentant les par ticularités citées au début, de manière qu'on puisse éviter une formation de coke dans les espaces libres cités, critiques pour cette formation et, qu'on puisse éviter de cette façon, la fissuration dans ces régions. Selon l'invention, ce problème est résolu, dans un piston du genre cité au début, par le fait que la fente annulaire présente une section en coin ou en tronc de cône et que son flanc supérieur et/ou son flanc inférieur est ou sont incline(s) sur le plan de joint de la partie- supérieure et de la partie inférieure du piston. Grâce à la configuration donnée au piston selon l'invention, on dispose maintenant de la possibilité avantageuse de réduire la hauteur X de la nervure, c'est-à-dire de rapprocher la première gorge annulaire de la partie inférieure du piston de la fente annulaire suffisamment pour que la distance Xe mesurée entre le bord extérieur du flanc inférieur de la fente annulaire et le flanc supérieur de la première gorge annulaire formée dans la partie inférieure du piston soit plus petite que la distance X, et puisse être réalisée avec Xe = environ (1/2 à 1/3)X. Grâce à la configuration donnée selon l'invention à la fente annulaire, les résidus de combustion durs, qui pénètrent dans cette fente pendant le fonctionnement du moteur, sont constamment éjectés de cette fente, en raison de la forme en coin ou en tronc de cône de la section de cette fente et, plus particulièrement, en raison du rapprochement inévitable des deux flancs de la fente annulaire, qui résulte de la déformation, en particulier, de la partie supérieure du piston, qui résulte de l'influence des pressions d'allumage.Toutefois, étant donné que les résidus de combustion imbrûlés ne peuvent jamais remplir totalement la fente annulaire dans la construction selon l'invention, ces résidus ne peuvent non plus jamais exercer sur la nervure annulaire qui subsiste entre la fenté annulaire et la première gorge annulaire de la partie inférieure du piston une force suffisante pour qu'il se produise des fissures.Cette fissurait est donc efficacement évitée par la construction selon L'nventiono Etant donné que, de cette façon, il ne peut pas se manifester de contraintes de flexion préjudiciables dans la nervure désignée par Xe, le flanc supérieur 18 de. la première gorge annulaire li formée dans la partie inférieure 3 du piston reste plan dans une large mesure, c'est-à-dire qu'il ne se produit pas de. torsion entre le flanc supérieur et le flanc inférieur de la fente annulaire. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, feront bien comprendre comment l'in- vent ion peut être réalisée. Les figures 3 à 5 représentent des exemples de réalisation. Sur ces figures, pour faciliter la comparaison, les éléments du piston selon l'invention qui sont identiques à ceux du piston connu représenté sur la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence. Dans la suite, on ne donnera donc qu'un exposé des différences entre le piston selon l'invention et le piston déjà connu. Sur les figures 3, 4 et 5, on peut voir que la fente annulaire 17 présente une section en forme de coin ou de tronc de cône. Dans le cas de la forme de réalisation selon la figure 3, le flanc inférieur 19 de la fente annulaire 17 est incliné d'un angle d( d'environ 5 à 300, sur le plan de joint 15, 16 de la partie supérieure 2 et de la partie inférieure 3 du piston. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 4, le flanc supérieur 20 de la fente annulaire 17 est incliné d'un angle Oc de 5 à 30 sur le plan de joint 15, 16 de la partie supérieure 2 et de la partie inférieure 3 du piston. Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, le flanc supérieur 20 et le flanc inférieur 19 de la fente annulaire 17 sont tous deux inclinés d'un angle d d'environ 5 à 300 sur le plan de joint 15, 16 de la partie supérieure 2 et de la partie inférieure 1 du piston. Ainsi qu'on le voit en outre en comparant les figures 3 à 5 à la figure 1, la première gorge annulaire 11 est plus rapprochée de la fente annulaire, de sorte que la distance Xe mesurée entre le bord extérieur 24 du flanc inférieur 19 de la fente annulaire 17 et le flanc supérieur 18 de la première gorge annulaire 11 de la partie inférieure 3 du piston est inférieure à la dimension X de la nervure et vaut à peu près (1/2 à 1/3) X. I1 va de soi que des modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N A-Piston composé pour moteur à combustion interne à pistons alternatifs comprenant une partie supérieure et une partie inférieure assemblée à la première par des vis de serrage, et comportant une garniture de segments qui est composée de plusieurs segments dont au moins l'un est logé dans une gorge annulaire de la partie inférieure du piston tandis que les autres sont logées dans des gorges annulaires de la partie supérieure du piston, dans lequel la partie supérieure est appuyée par le bord inférieur de sa paroi extérieure sur le bord supérieur de la paroi extérieure de la partie inférieure du piston, une fente annulaire circonférentielle radiale étant prévue en avant de ce plan de joint, cette fente étant formée par un évidement du bord inférieur de la paroi extérieure de la partie supérieure du piston et par un évidement du bord supérieur de la paroi extérieure de la partie inférieure du piston, et dans lequel le flanc supérieur annulaire de la première gorge annulaire ménagée dans la partie inférieure du piston est situé à une distance X du flanc inférieur de la fente annulaire, caractérisé en ce que la fente annulaire (17) présente une section en coin ou en tronc de cône et en ce que son flanc supérieur (20) et/ou son flanc inférieur (19) est ou sont incliné(s) d'un angle t de 5 à 300 sur le plan de joint (15, 16) de la partie supérieure (2) et de la partie inférieure (3) du piston.