Brevet FR2641577A1 — publié le 19900713

PROCEDE POUR EMPECHER LA ROTATION DES SEGMENTS DE PISTONS La présente invention concerne les moteurs à combus- tion interne, et plus particulièrement, les constructions de segments de pistons des moteurs à combustion interne. Il est courant dans la conception des moteurs à com- -bustion interne de prévoir dans les pistons des goupil- les pour empêcher la rotation d'un segment de piston monté sur le piston, relativement au piston. Les segments de pis- tons comportent des extrémités opposées espacées pour for- mer un vide qui permet de monter les segments de pistons sur les pistons. cis ?oup]Ls sont prévues dans les pistons des moteurs à combustion interne de l'art antérieur pour empêcher les segments de pistons de tourner dans une posi- tion o ils peuvent dévier dans les orifices d'admission ou d'1chappement du moteur à combustion interne, en particu- lier lorsque le moteur est un moteur de forte puissance comportant de gros orifices d'admission ou d'échappement. L'installation d'une gouqlledahs un piston pour empêcher la rotation d'un segment de piston est une pratique coûteu- se tout conme la pratique conjointe de formation d'une en- coche dans le segment de piston, pour loger la goupille, de ma- nière qu'un segment de piston relativement petit puisse être produit avec un vide minime entre les extrémités op- posées espacées, lorsque le segment de piston est monté sur le piston. En plus de leur coût, ces pratiques se sont avé- rées diminuer la fiabilité d'ensemble du moteur. L'attention est attirée sur les références des brevets U.S. suivants: Flamnang 1 363 725 28 décembre 1920 Smith 1 514 022 4 novembre 1924 Hof 1 526 309 10 février 1925 Phillips 2 428 177 30 septembre 1947 Block 2 955 57q 11 octobre 1960 Yost 3 379 186 23 avril 1968 Lassanske 3 55A 564 12 janvier 1971 Fukui 4 256 067 17 mars 1981 Irimajiri et al. 4 256 068 17 mars 1981 Thomas et al. 4 28" 501 1 septembre 19R1 Lassanske 4 367 702 11 janvier 1983 Irimajiri et al. 4 383 5n8 17 mai 19R3 Honda 4 471 730 18 septembre lq84 Tanaka et al. 4 474 144 2 octobre 1984 Irimajiri et al. 4 502 434 5 mars 1985 Tomita et al. 4 671 228 9 juin 1987 L'attention est également attirée sur la demande de brevet U.S. Winston N 035,596, et aux références étran- gères suivantes: Dawson Australie 17 848/29 14 janvier 1929 Bonfa Grande Bretagne 441 224 15 janvier 1936 Levesque France 1 156 722 20 mai 1958 La présente invention fournit un segment de piston pour l'utilisation avec un piston généralement cylindrique adapté à aller et venir dans un cylindre présentant une forme en coupe transversale généralement elliptique, le segment de piston comportant une périphérie externe géné- ralement elliptique d'une forme correspondant à la forme en coupe transversale du cylindre généralement elliptique pour contact glissant avec le cylindre, et le segment de piston comportant une périphérie interne généralement circulaire. La présente invention fournit également un moteur à combustion interne comprenant un piston généralement cylin- drique, un segment de piston sur le piston généralement cy- lindrique, un cylindre recevant en son intérieur le piston pour va-etvient avec le segment de piston; et un moyen sur le segment de piston et sur le cylindre pour empêcher la rotation du segment de piston relativement au cylindre. La présente invention fournit encore un moteur à com- bustion interne comprenant un piston généralement cylin- drique, un segment de piston sur le piston généralement cy- lindrique et comprenant une périphérie externe de forme gé- néralement elliptique, et un cylindre recevant le piston pour va-et-vient en son intérieur avec le segment de piston et présentant une forme en coupe transversale généralement elliptique correspondant en ellipticité à la périphérie externe. D'autres caractéristioues et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description dé- taillée suivante du mode de réalisation préféré de la pré- sente invention, référence étant faite aux dessins annexés. La figure 1 est une vue éclatée d'un moteur à combus- tion interne mettant en oeuvre la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe prise le long de la ligne 2-2 de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe prise le long de la ligne 3-3 de la figure 2. Avant qu'un mode de réalisation de la présente inven- tion ne soit expliqué de façon détaillée, il faut noter que la présente invention n'est pas limitée dans son applica- tion aux détails de construction et aux agencements des pièces mentionnées dans la description suivante ou illus- trées sur les dessins. La présente invention est capable d'autres modes de réalisation et d'être mise en pratique ou réalisée de diverses façons. Aussi, il est entendu que la phraséologie et la terminologie sont utilisées ici à des fins de description et ne doivent pas être considérées com- me limitatives. Un moteur à combustion interne 10 mettant en oeuvre la présente invention est illustré sur la figure 1. Dans la construction représentée, le moteur 10 est-un moteur à deux temps classique, bien que la présente invention soit égale- ment applicable à des moteurs à quatre temps. Le moteur 10 comprend un bloc moteur 12 comportant un carter 14, et une surface interne 16 définissant un alésa- ge-cylindre 18. Le moteur 10 comprend également un carbura- teur 20 communiquant avec le carter 14, et un passage de transfert ou d'admission 22 communiquant entre le carter 14 et l'alésage-cylindre 18. Le passage de transfert 22 com- munique avec l'alésage-cylindre 18 via un orifice d'admis- sion 23. Le moteur 10 comprend également un passage d'"chappement 2! communiquant avec l'alésage-cylindre 18 via un orifice d'échappement 25. Le moteur 10 comprend en ontre un vilebrequin 26 monté de façon à tourner dans le carter 15, une bielle 28 reliée de manière à pivoter au vi- lebrequin 26, et un piston 30 relié de manière à pivoter à la bielle 28. Le piston 30 est mobile en ta-et-vient le long d'un axe 32 et comprend une surface externe généralement cylin- drique 34 faisant face à la surface interne 16 de l'alé- sage-cylindre 18 et comportant en son intérieur (voir fi- gures 2 et 3) une gorge s'étendant de manière circonféren- tielle 36. Comne représenté sur la figure 2, un segment de piston 42 est situé ou monté dans la gorge 36 dans le piston 30. De préférence, le segment de piston 42 est fait de métal pulvérisé. Le segment de piston 42 comporte des extrémités opposées 43 espacées pour former un vide 44 et comprend une périphérie externe 46 faisant face à la surface interne 16 de l'alésage-cylindre. Le segment de piston 42 et la surface interne 16 de l'alésage-cylindre comprennent des moyens à engagement mu- tuel pour empêcher la rotation du segment de piston 42 re- lativement à la surface interne 16 de l'alésage-cylindre et selon l'axe 32. Ces moyens comprennent ladisposition à la surface interne 16 de l'alésage-cylindre d'une forme en coupe transversale non-circulaire, et ladispcsition à la périphérie externe 46 du segment de piston d'une forme non- circulaire correspondante. Dans le mode de-réalisation pré- féré de la présente invention, la surface interne 16 de l'alésage-cylindre est dotée d'une forme elliptique compor- tant un axe majeur 48 et un axe mineur 50 et la périphérie externe 46 du segment de piston est dotée d'une forme el- liptique correspondante. L'emplacement de l'axe majeur 48 de l'alésage-cylindre selon l'axe 32 et relativement à l'orifice d'admission 23 et l'orifice d'échappement 25 détermine l'emplacement du segment de piston 42 selon l'axe 32 et relativement à l'orifice d'admission 23 et l'orifice d'échappement 25. L'emplacement angulaire de l'axe majeur 48 de la surface interne 16 de l'alésage-cylindre selon l'axe 32 et l'empla- cement angulaire du vide 44 dans le segment de piston 42 selon l'axe 32, et relativement à l'orifice d'admission 23 et l'orifice d'échappement 25, sont choisis de telle façon que le vide 44 du segment de piston 42 ne soit aligné avec aucun des orifices communiquant avec l'alésage-cylindre 18, afin d'empêcher les extrémités 43 du segment de piston 42 de s'étendre vers l'extérieur dans un orifice et d'être cassés. L'axe majeur 48 de la surface interne 16 de l'alésage- cylindre est plus grand que l'axe mineur 50 de la surface interne 16 de l'alésage-cylindre d'une longueur minime re- quise pour empêcher la rotation du segment de piston 42 selon l'axe 3? et relativement à la surface interne 16 de l'alésage-cylindre. Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, l'axe majeur 48 est plus grand que l'axe mineur 50 de moins de 10 %. Plus particulièrement, l'axe majeur 48 est plus grand que l'axe mineur 50 d'envi- ron 1 t. Diverses caractéristiques de la présente invention sont exposées dans les revendications qui suivent. REVE'TDICATIONS 1. Moteur à conbustion interne (10) comprenant un piston généralement cylindriaue (30), un segment de piston (42) sur ledit piston généralement cylindrique, un cylindre (18) recevant ledit piston (30) pour va-et-vient en son inté- rieur avec ledit segment de piston (42), et un moyen sur ledit segment de piston et sur ledit cylindre pour empêcher la rotation dudit segment de piston relativement audit cy- lindre. 2. Moteur à combustion interne (10) selon la revendica- tion 1 dans lequel ledit segment de piston (42) comprend une périphérie externe (46) et dans lequel ledit moyen pour empêcher la rotation dudit segment de piston (42) relative- ment audit cylindre comprend ladite périphérie externe (46) étant de forme non-circulaire et ledit cylindre (18) étant de forme en coupe transversale non-circulaire correspondan- te. 3. Moteur à combustion interne (10) selon la revendica- tion 2 dans lequel ladite périphérie externe (46) est géné- ralement elliptique. 4. Moteur à combustion interne (10) selon la revendica- tion 3 dans lequel ladite périphérie externe (46) généra- lement elliptique comporte un axe majeur (48) et un axe mineur (50), l'axe majeur étant plus grand que l'axe mineur d'une longueur approchant une longueur minimum requise pour empêcher la rotation dudit segment de piston (42) relative- vement audit cylindre (18). 5. Moteur à combustion interne (10) selon la revendica- tion 3 dans lequel ladite périphérie externe (46) généra- lement elliptique comporte un axe majeur (48) et un axe mineur (50), l'axe majeur étant plus grand que l'axe mineur de moins de 10 %. 6. Moteur à combustion interne (10) selon la revendica- tion 3 dans lequel ladite périphérie externe (46) généra- lement elliptique comporte un axe majeur (48) et un axe mineur (50), l'axe majeur étant plus grand que l'axe mineur de 1 '. 7. Moteur à combustion interne (10) selon la revendica- tion 6 dans lequel ledit moteur à combustion interne est un moteur à deux temps. 8. Moteur à combustion interne (10) comprenant un piston généralement cylindrique (30), un segment de piston (42) sur ledit piston généralement cylindrique et comprenant une périphérie externe (46) de forme généralement elliptique, et un un cylindre (18) recevant ledit piston (30) pour va- et-vient en son intérieur avec ledit segment de piston (42) et présentant une forme en coupe transversale généralement elliptique correspondant en ellipticité à ladite périphérie externe (46) dudit segment de piston. 9. Moteur à combustion interne (10) selon la revendica- tion 8 dans lequel ladite périphérie externe (46) généra- lement elliptique comporte un axe majeur (48) et un axe mineur (50), l'axe majeur étant plus grand que l'axe mineur d'une longueur approchant une longueur minimum requise pour empêcher la rotation dudit segment de piston (42) relative- vement audit cylindre (18). 10. Moteur à combustion interne (10) selon la revendica- tion 8 dans lequel ladite périphérie externe (46) généra- lement elliptique comporte un axe majeur (48) et un axe mineur (50), l'axe majeur étant plus grand que l'axe mineur de moins de 10 %. 11. Moteur à combustion interne (10) selon la revendica- tion 8 dans lequel ladite périphérie externe (46) généra- lement elliptique comporte un axe majeur (48) et un axe mineur (50), l'axe majeur étant plus grand que l'axe mineur de 1. 12. Moteur à combustion interne (10) selon la revendica- tion 8 dans lequel ledit moteur à combustion interne est un moteur à deux temps. 13. Segment de piston (42) pour l'utilisation avec un pis- ton généralement cylindrique (30) adapté à aller et venir dans un cylindre (18) présentant une forme en coupe trans- versale généralement elliptique, ledit segment de piston (42) comportant une périphérie externe (46) généralement elliptique d'une forme correspondant à la forme en coupe transversale du cylindre (18) généralement elliptique pour contact glissant avec le cylindre, et ledit segment de pis- ton comportant une périphérie interne généralement circu- laire. 14. Segment de piston (42) selon la revendication 13 dans lequel le segment de piston généralement elliptique compor- te un axe majeur (48) et un axe mineur (50), l'axe majeur étant plus grand que l'axe mineur d'une longueur aDprochant une longueur minimum requise pour empêcher la rotation du segment de piston (42) selon le piston (30) généralement cylindrique à l'intérieur du cylindre (18) généralement elliptique. 15. Segment de piston (42) selon la revendication 14 dans lequel l'axe majeur est plus grand que l'axe mineur de moins de 10 %. 16. Segment de piston (42) selon la revendication 14 dans lequel l'axe majeur est plus grand que l'axe mineur d'envi- ron 1 %. 17. Segment de piston (42) selon la revendication 14 dans lequel le piston (30) généralement cylindrique est adapté à l'utilisation dans un moteur à combustion interne (10). 18. Segment de piston (42) selon la revendication 17 dans lequel le moteur à combustion interne est un moteur à deux temps.