Brevet FR2790286A1 — publié le 20000901

La présente invention concerne un piston pour moteur à combustion interne, particulièrement en métal léger, comprenant un fond de piston et un moyeu de cheville s'étendant de manière centrale à partir du fond de piston avec un oeil de moyeu, dont l'écart extérieur correspond à 60 à 80% du diamètre du piston et comprend chacun une partie d'arbre disposée sur le côté pression et contre-pression, la partie d'arbre disposée du côté pression étant supérieure, au moins dans la direction périphérique, à celle du côté contre-pression et les parties d'arbre étant renforcées par des parois de renforcement par rapport au moyeu de cheville et les parois de renforcement d'une partie d'arbre sont disposées de manière décalée par rapport aux parois de renforcement de la partie d'arbre opposée dans la direction de l'axe du moyeu de cheville. Un but prioritaire dans les moteurs à combustion interne modernes est la réduction de poids des pièces constitutives étant donné que l'on peut ainsi non seulement abaisser la consommation en carburant, mais le comportement de bruit et d'oscillation peut également être influencé de manière avantageuse. La solidité du piston va à l'encontre de la demande de réduire au maximum les masses oscillantes en raison des hautes sollicitations. Les pistons de construction légère comme les pistons en boîte ou en H présentent deux parties d'arbre séparées qui ne s'étendent que sur les côtés pression et contre-pression. Le moyeu de cheville est plus court dans la direction d'axe de cheville que le diamètre du piston. Il est connu du document EP-0 171 825 A un piston en métal léger pour moteur à combustion interne du type décrit. Ce type de piston présente des parties d'arbre réalisées de manière asymétrique. Dans la zone de pression, les parties d'arbre sont réalisées de manière plus grande en direction périphérique que sur le côté contre-pression. Le renforcement des parties d'arbre individuelles est réalisé par des parois de renforcement reliées au moyeu de cheville, les points de jonction au moyeu de cheville étant prévus sur la zone d'extrémité extérieure des yeux de moyeu. Les parois de renforcement sur le côté pression s'étendent avec un angle dans le moyeu de piston. Ceci a pour conséquence que sur le moyeu sont appliquées aussi bien des forces longitudinales que des forces transversales, ce qui résulte en ce que les points de jonction des parois de renforcement au moyeu de cheville ainsi qu'à la partie d'arbre doivent être réalisés avec une épaisseur de paroi relativement importante en section transversale. De par ce renforcement, le poids du piston est augmenté sur le côté pression du piston de sorte que le piston, lorsque le moteur fonctionne, a tendance à basculer aux points morts haut et bas. L'invention a pour but d'améliorer un tel piston en ce que le poids du piston est encore réduit et simultanément qu'une répartition de masse symétrique soit obtenue. 2 2790286 Ce but est atteint en ce que les parois de renforcement s'étendent parallèlement l'une à l'autre et perpendiculairement à l'axe du moyeu de cheville, les parois de renforcement de la partie d'arbre disposée du côté contre-pression étant reliées à la zone d'extrémité interne des yeux de moyeu de cheville. Avantageusement, la hauteur axiale et/ou la largeur des parois de renforcement sur le côté pression et contre-pression est réalisée de manière différente. Avantageusement, l'épaisseur de paroi de la partie d'arbre disposé du côté contre- pression est plus petite que l'épaisseur de paroi de l'autre partie d'arbre. Le piston selon l'invention est de préférence formé à partir d'un alliage d'aluminium et se distingue par une réduction de l'arbre de piston en deux parties d'arbre et par un poids avantageux. En raison du décalage parallèle des parois de renforcement, les jonctions entre le moyeu de cheville et la partie d'arbre sont réduites au chemin le plus court. La liaison en angle droit des parois de renforcement permet des épaisseurs de parois les plus petites au niveau des points de jonction étant donné qu'aucune force longitudinale n'est transmise dans le moyeu. Par la variation de la hauteur et/ou de la largeur des parois de renforcement sur le côté pression et contre-pression, on peut équilibrer les masses, ainsi on peut par exemple équilibrer des pistons avec un fond de piston non symétrique par des parois de renforcement larges et/ou plus hautes sur le côté pression ou contre-pression, de sorte qu'une répartition de poids symétrique est obtenue par rapport à l'axe du moyeu de cheville. L'invention est représentée sur les dessins au moyen d'un exemple de réalisation et plus amplement expliquée ci-après. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue d'un piston selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessous du piston de la figure 1, et - la figure 3 est une vue selon la ligne de coupe III-III de la figure 1. La figure 1 montre un piston 1 en métal léger obtenu par un procédé de coulée. La tête de piston 2 présente des rainures annulaires 3 pour la réception de segments de piston (non représentés). L'arbre du piston 1 est constitué de deux parties d'arbre diamétralement opposée 4, 4'. Dans la direction d'axe du moyeu de cheville 5, qui comprend deux yeux de moyeu 6, 6', décalés l'un par rapport à l'autre (fig. 2), le piston 1 est réalisé de manière ouverte. L'écart extérieur des yeux de moyeu 6, 6' correspond environ à 60 à 80% du diamètre du piston, c'est-à-dire que le piston 1 est reliée au moyen d'une cheville courte (non représentée) à une bielle. La figure 2 est une vue de dessous. Les parties d'arbre 4, 4' présentent, lorsqu'on regarde dans la direction périphérique, des dimensions différentes. Les parties d'arbre 4, 4' sont reliées au moyeu de cheville par l'intermédiaire de parois de renforcement 7, 7', 8, 8'. Les parois de renforcement 7, 7' de la partie d'arbre 4' s'étendent perpendiculairement au moyeu de cheville 9 et sont reliées aux yeux de moyeu 6, 6', dans la zone d'extrémité interne 10, 10'. Les parois de renforcement 8, 8' s'étendent de manière parallèlement décalée dans la direction de l'axe du moyeu de cheville 9 par rapport aux parois de renforcement 7, 7'. En raison de la liaison perpendiculaire des parois de renforcement 7, 7', 8, 8', aucune force latérale n'est exercée sur les parois de renforcement d'o il en résulte que la liaison aussi bien par rapport aux yeux de moyeu 6, 6' qu'aux parties d'arbre 4, 4' est réalisée avec des rayons minimaux Rl, R2. De cette manière, des parois de renforcement très minces 7, 7', 8, 8' sont possibles. En variant les épaisseurs de parois ti, t2, t3, t4, il est possible d'équilibrer le poids du piston asymétrique 1 de sorte qu'un piston symétrique est réalisable en ce qui concerne la répartition de masse. Comme cela est visible à partir de la figure 3, les parois de renforcement 7, 7', 8, 8' peuvent être réalisées de manière différente dans la hauteur axiale de manière à avoir encore une influence sur la répartition de masse. De par la construction particulière des parois de renforcement 7, 7', 8, 8' et en leur liaison particulière au moyeu de cheville 5, on obtient un piston particulièrement léger qui est en même temps approprié pour de hautes sollicitations thermiques et mécaniques. Revendications: I.- Piston pour moteur à combustion interne, particulièrement en métal léger, comprenant un fond de piston et un moyeu de cheville s'étendant de manière centrale à partir du fond de piston avec un oeil de moyeu, dont l'écart extérieur correspond à 60 à 80% du diamètre du piston et comprend chacun une partie d'arbre disposée sur le côté pression et contre-pression, la partie d'arbre disposée du côté pression étant supérieure, au moins dans la direction périphérique, à celle du côté contre-pression et les parties d'arbre étant renforcées par des parois de renforcement par rapport au moyeu de cheville et les parois de renforcement d'une partie d'arbre sont disposées de manière décalée par rapport aux parois de renforcement de la partie d'arbre opposée dans la direction de l'axe du moyeu de cheville, caractérisé en ce que les parois de renforcement (7, 7', 8, 8') s'étendent parallèlement l'une à l'autre et perpendiculairement à l'axe (9) du moyeu de cheville, les parois de renforcement (7, 7') de la partie d'arbre (4') disposée du côté contre-pression étant reliées à la zone d'extrémité interne (10, 10') des yeux de moyeu de cheville (6, 6'). 2.- Piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur axiale et/ou la largeur des parois de renforcement (7, 7', 8, 8') sur le côté pression et contre-pression est réalisée de manière différente. 3.- Piston selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de paroi (tl) de la partie d'arbre (4') disposé du côté contre-pression est plus petite que l'épaisseur de paroi (t2) de l'autre partie d'arbre (4).