Brevet FR2668088A1 — publié le 19920424

i PROCEDE POUR LA FABRICATION D'UNE TETE DE PISTON REFROIDIE La présente invention concerne un procédé pour la fa- brication d'une tête de piston, en particulier une tête de piston articulée, ou en deux parties, dotée d'une chambre de refroidissement fermée sur sa partie supérieure. Les chambres de refroidissement fermées des pistons de l'art antérieur, y compris des pistons articulés, ne peu- vent être réalisées que par le procédé de coulée debout. Cependant, ce procédé s'avère inadéquat pour la fabrication de têtes de pistons articulées parce que ces dernières n'ont pas la solidité de structure nécessaire pour sup- porter les charges thermiques et mécaniques élevées impo- sées sur la partie supérieure de la tête de piston durant la combustion. Par conséquent, dans les pistons articulés connus, la chambre de refroidissement est du type appelé "semi-ou- vert", c'est-à-dire formée par une gorge sur le dessous de la partie supérieure et un plateau disposé sur la partie supérieure de la jupe Dans ces chambres de refroidis- sement, le moyen de refroidissement est distribué dans la chambre par une buse située au carter-moteur, et circule dans la chambre Etant donné le mouvement alternatif du piston, le moyen de refroidissement se projette contre la paroi inférieure de la cuvette de combustion et la paroi interne de la zone des segments, extrayant ainsi une partie de la chaleur produite dans ces régions. Cependant, pour certaines applications, il est souhai- table de garder le moyen de refroidissement plus longtemps à l'intérieur de la chambre de refroidissement, ce qui non seulement augmente l'efficacité du processus de refroidis- sement mais permet également d'utiliser des quantités sen- siblement plus petites de moyen de refroidissement (huile lubrifiante de moteur), qui exigent une pompe à huile de moindre débit. La présente invention a donc pour principal objet de proposer un procédé pour la fabrication d'une tête de pis- ton, en particulier une tête de piston articulée, compor- tant une chambre de refroidissement fermée, ainsi que la tête de piston ainsi obtenue. La présente invention propose un procédé pour la fa- brication d'une tête de piston refroidie du type comportant une chambre de refroidissement fermée, caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant à: réaliser une gorge circonférentielle et un évidement central sur un premier élément supérieur préformé; réaliser une gorge circonférentielle et un trou débou- chant central sur un deuxième élément intermédiaire préfor- mé; réaliser un évidement central et un évidement périphé- rique sur un troisième élément de bossage d'axe préformé; raccorder par soudage ledit élément supérieur préformé audit élément intermédiaire préformé en juxtaposant les pa- rois et les membrures; raccorder par soudage l'ensemble dudit élément supé- rieur et dudit élément intermédiaire audit élément de bos- sage d'axe. La présente invention propose un procédé pour la fa- brication d'une tête de piston refroidie du type comportant une chambre de refroidissement fermée, caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant à: réaliser une gorge circonférentielle et un évidement central sur un élément supérieur préformé; réaliser une gorge circonférentielle et un évidement central sur un élément de bossage d'axe préformé; raccorder par soudage ledit élément supérieur préformé audit élément de bossage d'axe préformé en juxtaposant les parois et les membrures. La présente invention propose une tête de piston re- froidie du type comportant une chambre de refroidissement fermée, caractérisée en ce que ladite tête est composée d'un élément supérieur préformé, d'un élément intermédiaire préformé et d'un élément de bossage d'axe préformé, lesdits éléments étant raccordés par soudage. La présente invention propose une tête de piston re- froidie du type comportant une chambre de refroidissement fermée, caractérisée en ce que ladite tête est composée d'un élément supérieur préformé et d'un élément de bossage d'axe préformé, lesdits éléments supérieur et de bossage d'axe étant raccordés par soudage. La présente invention est décrite ci-dessous avec ré- férence aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation préféré selon lequel la tête de piston de la présente invention est réalisée à partir de trois flans préformés; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation selon lequel la tête de piston de la présente invention est réalisée à partir de deux flans préformés; et La figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la tête de piston obtenue à partir des flans illustrés sur la figure 1 et la figure 2 et selon le procédé de la présente invention. Dans un mode de réalisation de la présente invention illustré sur la figure 1, un premier élément supérieur pré- formé 1 est doté d'une gorge circonférentielle la et d'un évidement central ld Un second élément intermédiaire pré- formé 2 est doté d'une gorge circonférentielle 2 a et d'un trou débouchant 2 d Un troisième élément de bossage d'axe préformé 3 est doté d'un évidement central 3 a et d'un évi- dement périphérique 3 b Ensuite, l'élément supérieur pré- formé 1 et l'élément intermédiaire préformé 2 sont rac- cordés par soudage par juxtaposition des parois lb et 2 b et des membrures le et 2 c L'ensemble des éléments 1 et 2 mu- tuellement reliés est alors raccordé par soudage à l'élé- ment de bossage d'axe préformé 3, de manière que la tête de piston brute de la figure 3 soit obtenue Dans ce mode de réalisation, la chambre de refroidissement est formée par la juxtaposition des extrémités ouvertes de la gorge cir- conférentielle la de l'élément supérieur 1 et la gorge cir- conférentielle 2 a de l'élément intermédiaire 2. Dans une variante de mode de réalisation de la pré- sente invention, comme représenté sur la figure 2, un élé- ment supérieur préformé 1 est doté d'une gorge circonféren- tielle la et d'un évidement central ld Un élément de bos- sage d'axe préformé 2 est doté d'une gorge circonférentiel- le 2 a et d'un évidement central 2 d Ensuite, l'élément su- périeur préformé 1 est raccordé par soudage à l'élément de bossage d'axe préformé 2 en juxtaposant les parois lb et 2 b et les membrures lc et 2 c, de manière que la même tête bru- te 4 de la figure 3 soit obtenue Dans cette variante de mode de réalisation, la chambre de refroidissement fermée est formée par la juxtaposition des extrémités ouvertes de la gorge circonférentielle la de l'élément supérieur 1 et la gorge circonférentielle 2 a de l'élément de bossage d'axe 2. Les éléments peuvent être réalisés à partir de billet- tes d'acier. Au cours d'opérations ultérieures, la tête brute 4 est soumise à un usinage final pour l'obtention des dimensions finales et la formation des rainures à segments et orifices de bossages d'axe Ces opérations ne sont ni décrites ni illustrées, parce qu'elles ne constituent pas un aspect ma- tériel de la présente invention. Le procédé préféré pour réaliser la présente invention est le soudage par friction, cependant, d'autres techniques connues dans l'art peuvent également être utilisées, telles que le forgeage ou le frittage. Tandis que deux modes de réalisation ont été décrits et illustrés, il est clair que d'autres modes de réalisa- tion peuvent entrer dans le cadre de la présente invention en restant dans l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé pour la fabrication d'une tête de piston re- froidie du type comportant une chambre de refroidissement fermée, caractérisé en ce qu'il comprend les phases consis- tant à: réaliser une gorge circonférentielle (la) et un évide- ment central (ld) sur un premier élément supérieur préformé ( 1); réaliser une gorge circonférentielle ( 2 a) et un trou débouchant central ( 2 d) sur un deuxième élément intermé- diaire préformé ( 2); réaliser un évidement central ( 3 a) et un évidement pé- riphérique ( 3 d) sur un troisième élément de bossage d'axe préformé ( 3); raccorder par soudage ledit élément supérieur préformé ( 1) audit élément intermédiaire préformé ( 2) en juxtaposant les parois (lb) et ( 2 b) et les membrures (le) et ( 2 c); raccorder par soudage l'ensemble dudit élément supé- rieur ( 1) et dudit élément intermédiaire ( 2) audit élément de bossage d'axe ( 3). 2 Procédé pour la fabrication d'une tête de piston re- froidie du type comportant une chambre de refroidissement fermée, caractérisé en ce qu'il comprend les phases consis- tant à: réaliser une gorge circonférentielle (la) et un évide- ment central (ld) sur un premier élément supérieur préformé ( 1); réaliser une gorge circonférentielle ( 2 a) et un évide- ment central ( 2 d) sur un élément de bossage d'axe préformé ( 2); raccorder par soudage ledit élément supérieur préformé ( 1) audit élément de bossage d'axe préformé ( 2) en juxtapo- sant les parois (lb) et ( 2 b) et les membrures (lc) et ( 2 c). 3 Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits éléments sont réalisés à partir d'une billette d'acier. 4 Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le raccordement desdits éléments est effectué par soudage par friction. Tête de piston refroidie du type comportant une cham- bre de refroidissement fermée, caractérisée en ce que ladi- te tête ( 4) est composée d'un élément supérieur préformé ( 1), d'un élément intermédiaire préformé ( 2) et d'un élé- ment de bossage d'axe préformé ( 3), lesdits éléments étant raccordés par soudage. 6 Tête de piston selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite chambre de refroidissement fermée est for- mée en juxtaposant les extrémités ouvertes des gorges cir- conférentielles (la, 2 a) prévues sur ledit élément supé- rieur ( 1) et ledit élément intermédiaire ( 2). 7 Tête de piston refroidie du type comportant une cham- bre de refroidissement fermée, caractérisée en ce que ladi- te tête ( 4) est composée d'un élément supérieur préformé ( 1), et d'un élément de bossage d'axe préformé ( 2), lesdits éléments supérieur et de bossage d'axe étant raccordés par soudage. 8 Tête de piston selon la revendication 7, caractérisée en ce que ladite chambre de refroidissement fermée est for- mée en juxtaposant les extrémités ouvertes des gorges cir- conférentielles (la, 2 a) prévues sur ledit élément supé- rieur ( 1) et ledit élément de bossage d'axe ( 2).