Brevet FR2668089A1 — publié le 19920424

i PROCEDE POUR LA FABRICATION D'UNE TETE DE PISTON COMPORTANT UNE CHAMBRE DE REFROIDISSEMENT ET TETE DE PISTON OBTENUE PAR CE PROCEDE 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 ferméedans 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. Par conséquent, dans les pistons articulés connus, la chambre de refroidissement est du type semi-ouvert, 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 refroidissement, 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 procédé 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 obtenue par ledit procédé. La présente invention propose un procédé pour la fa- brication d'une tête de piston comportant une chambre de refroidissement du type fermé, caractérisé en ce qu'il com- prend les phases consistant à: réaliser un premier flan de section sensiblement cy- lindrique; réaliser par usinage sur ledit premier flan une gorge circonférentielle périphérique et un évidement central de manière à former une membrure circonférentielle; doter ledit premier flan de deux encoches, une sur chaque côté de l'extrémité ouverte de ladite gorge circon- férentielle périphérique; réaliser un second flan de section sensiblement cylin- drique, carrée ou rectangulaire; réaliser par usinage sur ledit second flan un évide- ment central et un évidement externe périphérique de maniè- re à former une membrure circonférentielle; disposer une plaque annulaire circonférentielle et la faire reposer sur lesdites encoches de l'extrémité ouverte de ladite gorge circonférentielle périphérique; et juxtaposer lesdites membrures circonférentielles et raccorder ledit premier flan audit second flan de manière à former la tête de piston brute. La présente invention propose une tête de piston com- portant une chambre de refroidissement, caractérisée en ce que ladite tête est composée d'un premier flan et d'un se- cond flan 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 des deux parties composant la tête de piston de la présente in- vention; et La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la tête de piston fabriquée selon le procédé de la présente invention. Selon un mode de réalisation préféré, la tête de pis- ton articulée comportant une chambre de refroidissement fermée est obtenue par les opérations suivantes: (a) un premier flan 1 est obtenu à partir d'une pre- mière billette d'acier présentant une section de préférence sensiblement cylindrique; (b) le premier flan 1 est soumis à des opérations d'usinage pour réaliser une gorge périphérique circonféren- tielle et un évidement central de manière à former une mem- brure circonférentielle. (c) le premier flan 1 est doté de deux encoches lb et lc, une sur chaque côté de l'extrémité ouverte de la gorge périphérique circonférentielle la; (d) un second flan 3 est obtenu à partir d'une seconde billette d'acier présentant une section sensiblement cylin- drique, carrée ou rectangulaire; (e) le second flan 3 est soumis à des opérations d'usinage pour réaliser un évidement central 3 a et un évi- dement externe périphérique 3 b; (f) une plaque annulaire circonférentielle 2 est dis- posée de manière à reposer sur les encoches lb et lc du premier flan 1; (g) le premier flan 1 et le second flan 3 sont rac- cordés en soudant la membrure circonférentielle ld du pre- mier flan 1 à la membrure circonférentielle 3 c du flan 3, de manière à former la tête de piston brute 4. L'opération de soudage fixe le bord interne de la pla- que annulaire 2 qui devient intégré à la tête de piston (figure 2), tandis que le bord externe de la plaque an- nulaire 2 repose sur l'encoche lc. Au cours d'opérations ultérieures, la tête de piston brute 4 est soumise à un usinage final pour la formation des rainures à segments et des bossages d'axe Ces opéra- tions ne sont ni décrites ni illustrées, parce qu'elles ne constituent pas un aspect matériel de la présente inven- tion. Le procédé préféré pour réaliser la présente invention est le soudage par friction, cependant, d'autres techniques de soudage connues dans l'art peuvent également être utili- sées. Tandis qu'un mode de réalisation préféré a été décrit et illustré, il est clair que d'autres modes de réalisation peuvent entrer dans le cadre de la présente invention Ain- si, par exemple, les deux parties de la tête de piston ob- tenues à partir d'une billette d'acier telles que revendi- quées ici peuvent être réalisées par forgeage ou frittage, sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Procédé pour la fabrication d'une tête de piston ( 4) comportant une chambre de refroidissement du type fermé, caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant à réaliser un premier flan ( 1) de section sensiblement cylindrique; réaliser par usinage sur ledit premier flan une gorge circonférentielle périphérique (la) et un évidement central de manière à former une membrure circonférentielle (ld); doter ledit premier flan ( 1) de deux encoches (lb et lc), une sur chaque côté de l'extrémité ouverte de ladite gorge circonférentielle périphérique (la); réaliser un second flan ( 3) de section sensiblement cylindrique, carrée ou rectangulaire; réaliser par usinage sur ledit second flan ( 3) un évi- dement central ( 3 a) et un évidement externe périphérique ( 3 b) de manière à former une membrure circonférentielle ( 3 c); disposer une plaque annulaire circonférentielle ( 2) et la faire reposer sur lesdites encoches (lb et lc) de l'ex- trémité ouverte de ladite gorge circonférentielle périphé- rique (la); et juxtaposer lesdites membrures circonférentielles (ld et 3 c) et raccorder ledit premier flan ( 1) audit second flan ( 3) de manière à former la tête de piston brute ( 4). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier flan ( 1) et ledit second flan ( 3) sont obtenus à partir de billettes d'acier. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le raccordement entre ledit premier flan ( 1) et ledit second flan ( 3) est réalisé par soudage par friction. 4 Tête de piston ( 4) comportant une chambre de refroi- dissement, caractérisée en ce que ladite tête est composée d'un premier flan ( 1) et d'un second flan ( 3) raccordés par soudage. Tête de piston selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite chambre de refroidissement est formée par une gorge circonférentielle périphérique (la) et une plaque annulaire circonférentielle ( 2) fermant l'extrémité ouverte de ladite gorge circonférentielle périphérique (la). 6 Tête de piston selon la revendication 4, caractérisée en ce que le bord interne de ladite plaque annulaire ( 2) est intégré à ladite tête de piston ( 4) et le bord externe de ladite plaque annulaire ( 2) repose sur une encoche (lc) réalisée sur l'extrémité ouverte de la chambre de refroi- dissement.