Brevet FR2616484A1 — publié le 19881216

L'invention concerne un piston composite, à dispo- sitif incorporé de refroidissement par liquide, pour des moteurs à combustion interne. Ce piston comporte une tête comprenant des gorges annulaires pour segments, ainsi qu'un corps, ces deux éléments étant reliés l'un à l'autre par un vissage central élastique. On connaît un tel piston grâce au document de brevet DE-T-3 249 290. Dans le piston antérieur décrit, la tête et le corps du piston sont reliés par l'inter- médiaire d'une vis médiane, la tête de cette vis s'appu- yant,par l'intermédiaire d'un bloc-ressort ou dispositif élastiquetsur une rainure du corps du piston, et la tige filetée de la vis étant vissée dans la t te de ce piston. Dans cette forme de réalisation, il est désavantageux d'une part que, pour garantir une solidité suffisante, on soit obligé de choisir une très grande épaisseur axiale de paroi du corps de piston, sur lequel la tête de vis s'appuie par l'intermédiaire du bloc-ressort, de sorte que la hauteur du piston devient dans l'ensemble très grande et, d'autre part, la force du ressort et, lors du fonctionnement du moteur, également les forces engendrées par les masses s'appuient, par l'intermédiaire d'une surface annulaire relativement petite, sur la rai- nure du corps de piston sur laquelle s'appuie le bloc ressort, de sorte qu'il apparaît en cet endroit des ten- sions mécaniques inadmissibles et que des endommagements risquent de se produire. La présente invention a donc notamment pour objet de proposer un piston composite, comportant un dispositif incorporé de refroidissement par du liquide, ayant une faible hauteur de construction - c'est-à-dire une faible hauteur de compression -, et d'en améliorer l'appui par rapport aux forces qui s'exercent ou risquent de s'exercer. On atteint cet objet, selon l'invention, grâce à un piston dans lequel une douille, logeant dans sa partie interne un bloc-ressort ou un dispositif élastique est reliée par vissage central au corps de ce piston et une vis, s'appuyant axialement sur le bloc-ressort et traversant la douille, est fixée à la tête de ce pis- ton. - Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: le bloc-ressort (ou dispositif élastique) s'appuie par sa périphérie externe sur la périphérie interne de la douille du piston, afin de guider les diverses ron- delles élastiques; pour permettre le retour de l'huile liquide de refroidissement à partir de l'espace central de refroi- dissement du piston, le bloc-ressort entoure à une cer- taine distance la tige de la vis reliant le corps à la tête du piston, et un disque circulaire, présentant des rainures radiales, est prévu entre la tête de la vis de liaison et le bloc-ressort; et le filetage de la douille est dirigé en sens in- verse de celui de la vis reliant le corps à la tête du piston. On peut encore citer, comme témoignant de l'état général de la technique, la demande de brevet DE-B- 2 212 922, qui a fait connaître un piston composite com- portant, du fait de la présence d'une bague filetée ou d'un boulon, deux filetages dirigés en sens contraire, afin de relier la tête au corps du piston. Dans ce piston antérieur, la liaison est cependant rigide et elle n'est nullement réalisée en vue de présenter une élasticité quelconque. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, à titre d'exemple illustratif et nullement limitatif, en regard du dessin annexé dont la figure unique repré- sente, avec coupes partielles, une partie de piston selon l'invention. Le piston 1 composite comprend une tête 3, logeant des segments dans des gorges annulaires 2, et réalisée en un matériau pouvant, en raison de sa solidité, suppor- ter des efforts élevés, comme, par exemple, de l'acier, et un corps 4 constitué d'un alliage léger, par exemple un alliage d'aluminium. La liaison de la tête 3 et du corps 4 s'effectue à l'aide d'une vis 5 à disposition centrale qui /d'une part, par l'intermédiaire d'un bloc- ressort (ou dispositif élastique) 6, constitué de ron- delles élastiques 7 montées sur une douille 8 vissée en position centrale dans le corps 4, est en liaison active avec le corps 4 du piston et, d'autre part, est vissée, par son filetage 9, réalisé sur la partie de la vis 5 éloignée de sa tête 10, dans la tête 3 du piston. La douille 8 est réalisée en acier et elle comporte, à son extrémité tournée vers la tête 3 du pis- ton, un rebord annulaire 11 qui, après le montage de la douille 8, s'appuie avec précontrainte sur le corps 4 du piston. La douille 8 est en prise, par son filetage 12 externe, ici par exemple un filetage à gauche M 48 x 1,5, avec un taraudage réalisé de façon correspon- dante dans un évidement 13 central du corps 4 du piston. Les rondelles élastiques 7 du bloc-ressort 6 s'appuient d'une part par leur périphérie externe sur la périphérie interne de la douille 8 pour les guider et en fixer la position et, d'autre part, elles ménagent, par rapport à la tige de la vis 5, un intervalle permettant à l'huile de refroidissement, dont la circulation est nécessaire pour le refroidissement du piston, de partir vers la zone du vilebrequin ou le carter. Cette huile de refroi- dissement est introduite, par une buse d'injection non représentée, dans un conduit 14 d'arrivée, selon la flè- che 15, pour passer dans un canal 16 annulaire externe de refroidissement d'o cette huile emprunte des rainures 17 radiales, dans le sens de la flèche 18, ménagées dans le corps 4 du piston, pour parvenir à un espace 19 inter- ne de refroidissement. De là, cette huile circule, dans le sens de la flèche 20, entre la vis 5 et les rondelles élastiques 7 en empruntant des rainures radiales 21 d'un disque circulaire 22 (ou rondelle 22) pour revenir dans l'espace du vilebrequin ou carter, ou bien elle pénètre partiellement dans une ouverture de la bielle pour y jouer un rôle de lubrification. Lors du montage du piston, la douille 8, compor- tant un filetage 12 à gauche, est vissée avec précon- trainte dans le corps 4 du piston. Comme la vis 5 pré- sente un filetage en sens inverse, un desserrage de la douille 8 est empêché lors de la réalisation de la liai- son de la tête 3 et du corps 4 de piston grâce à la vis 5. Après l'assemblage du piston 1, sa tâte 3 s'appuie d'une part par une collerette 23 annulaire externe et, d'autre part, par une collerette annulaire 24 interne séparée de la première, sur des buttes de conformation correspondante du corps 4 du piston, les deux collerettes 23 et 24 ayant des cotes telles que, lors du vissage de la vis 5, la collerette 23 externe vienne tout d'abord s'appuyer sur la surface de butée correspondante sur le corps 4 puis la collerette 24 interne vienne à son tour s'appuyer sur la surface de butée correspondante ménagée sur le corps 4 du piston. Une telle configuration de piston permet de réa- liser de façon simple un piston ayant une très petite hauteur, garantissant, lors du fonctionnement du moteur, une répartition uniforme des efforts et tensions sans concentrations ponctuelles de ces efforts ou tensions. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'inven- tion, de nombreuses modifications peuvent être apportées au piston composite, décrit et représenté, à dispositif -incorporé de refroidissement par de l'huile. REVENDICATIONS - 1. Piston composite, à refroidissement par un liquide, pour moteurs à combustion interne, ce piston comportant une tête comprenant des gorges annulaires pour segments, ainsi qu'un corps, ce corps et cette tête étant reliés l'un à l'autre par un vissage central élas- tique, piston caractérisé en ce qu'une douille (8), à l'intérieur de laquelle se trouve un bloc-ressort (6), est vissée en position médiane dans le corps (4) du pis- ton, et en ce qu'une vis (5), traversant la douille (8) et s'appuyant axialement sur le bloc-ressort (6),est fixée sur la tête (3) du piston. 2. Piston composite refroidi par du liquide, selon la revendication 1, piston caractérisé en ce que, pour guider les diverses rondelles élastiques (7) du bloc- ressort (6), ce bloc (6) s'appuie par sa périphérie ex- terne sur la périphérie-interne de la douille (8). 3. Piston composite, à refroidissement par du liquide, selon la revendication I ou 2, piston caracté- risé en ce que, pour l'évacuation de l'huile liquide de refroidissement hors de l'espace (19) central de refroidissement, le bloc-ressort (6) entoure à une cer- taine distance la tige de la vis (5), et en ce que le disque circulaire, ou rondelle (22), disposé(e) entre la tête (10) de la vis (5) et le bloc-ressort (6),com- porte des rainures (21) radiales. 4. Piston composite, à refroidissement par liquide, selon l'une quelconque des revendications précédentes, piston caractérisé en ce que le filetage (12) de la douille (8) est dirigé en sens inverse du filetage de la vis (5).