Brevet FR2900978A3 — publié le 20071116

FR 2900978 A3 20071116 FR 0651664 A 20060510 SEGMENT FOUR PI STON DE MOTEUR A COMBUSTI ON, Dl SPOSI Tl F D'ETANCHEI TE DE CHAMBRE DE COMBUSTI ON COMPRENANT AU MOI NS UN TEL SEGMENT, ET PI STON CORRESPONDANT La présente invention concerne l'étanchéité des chambres de combustion de moteur thermique, sur la f ace cylindrique du piston. Rus précisément, elle a pour objet un segment d'étanchéité de chambre de combustion logé dans une gorge cylindrique extérieure de piston, ainsi qu'un dispositif d'étanchéité comprenant au moins un tel segment, et un piston comprenant au moins un tel dispositif . Les segments de piston ont pour fonction de limiter les phénomènes de blow-by , c'est-à-dire de perte d'air entre le piston, et la paroi, ou chemise , du cylindre où il se déplace. Les segments sont donc des moyens d'étanchéité des chambres de combustion. Ils se présentent sous la forme de pièces annulaires ouvertes, logées dans des gorges extérieures du piston. Les segments disposent généralement d'un jeu de débattement axial et radial dans la gorge. Selon une disposition connue, ils sont montés sur un anneau intérieur d'expansion placé au fond de la gorge, qui les repousse vers l'extérieur pour les maintenir en appui élastique contre la chemise du cylindre. L'ouverture des segments est nécessaire pour pouvoir les monter sur le piston, et pour leur permettre de débattre radialement dans la gorge. Toutefois, quelle que soit la qualité d'appui du segment contre la chemise, l'ouverture des segments est un point de fuite qui limite la contribution du segment à l'étanchéité de la chambre. Les segments ont le plus souvent une section carrée ou rectangulaire. Selon une disposition connue, illustrée par la publication US 2003/0015163, il est possible de disposer dans une même gorge de piston, deux segments superposés. Dans ce cas, on peut prendre soin de décaler angulairement les deux ouvertures, de manière à ce qu'elles ne soient pas superposées. Cette disposition permet théoriquement de supprimer les fuites par l'ouverture des segments. Toutefois, il n'y a aucune garantie que les segments restent immobiles en rotation dans la gorge, de sorte que les risques de fuite par superposition de leurs ouvertures, ne sont pas totalement exclus. La présente invention vise à résoudre radicalement les problèmes de fuite par les ouvertures de segments. Dans ce but elle propose que la hauteur de leurs faces latérales varie conjointement entre les extrémités du segment. De pr éf ér ence, les f aces supérieure et supérieure sont inclinées l'une par rapport à l'autre. La présente invention a également pour objet un dispositif d'étanchéité comprenant deux segments superposés en position inversée, ainsi qu'un piston de mot eur t hermique à segment s inversés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la f figure 1 est une vue en perspective du segment proposé et - les figures 2 et 3 illustrent le montage des segments sur le piston L'anneau ouvert 1 représenté sur la figure 1 est un segment d'étanchéité destiné à se loger dans une gorge extérieure de piston de moteur thermique. Le segment 1 est donc composé d'un anneau ouvert de section quadrangulaire. Il présente une face supérieure 2 et une face inférieure 3 raccordées par deux f aces latérales 4, 6 concentriques à l'axe de symétrie 5 du segment 1. Comme montré sur le schéma, le segment proposé a pour caractéristique que la hauteur des deux faces latérales varie 4, 6 varie autour du segment. Rus précisément, ces deux faces ont la même hauteur entre elles sur toute la circonférence du segment, mais cette hauteur commune varie conjointement entre ses deux extrémités. Ainsi, à la différence des segments connus, où les faces 3 supérieure et inférieure sont parallèles, celles du segment proposé par l'invention ne sont pas parallèles et sont inclinées l'une par rapport à l'autre. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, une des deux faces du segment reste cependant orthogonale à l'axe de symétrie (et du piston une fois monté sur celui-ci). 5i cette face regarde vers le bas de la gorge, on peut considérer que le segment présente une face inférieure orthogonale à l'axe de symétrie 5 de celui-ci, et une face supérieure qui présente une pente constante par rapport à la face inférieure. 5i en revanche la face orthogonale à l'axe de symétrie du segment regarde vers le haut, on peut considérer que le segment présente une face supérieure orthogonale à son axe de symétrie 5, et une face intérieure qui présente une pente constante par rapport à la face supérieure. Dans tous les cas, le segment présente une petite et une grande extrémité la, lb, de sections différentes. Sur la figure 2 et sur la figure 3 (qui est un agrandissement partiel de la figure 2), on a présenté en vue extérieure un piston 7 dans lequel sont découpées deux gorges de segment 8a, 8b. Chaque gorge 8a, 8b est susceptible de recevoir deux segments 1, tels que décrits ci-dessus, superposés en position inversée l'un par rapport à l'autre, de manière que la petite extrémité la de chaque segment 1 soit superposée à la grande extrémité lb de l'autre segment. Pour faciliter la compréhension, seule la gorge inférieure 8b est représentée avec le dispositif complet composé des deux segments superposés, tandis que la gorge supérieure 8a porte seulement une bague d'expansion, ou expandeur 9. Celle-ci n'est pas indispensable, mais elle est généralement présente au fond des gorges de pistons, sous les segments, pour repousser élastiquement ces derniers vers l'extérieur. Par ailleurs, on remarquera sur la figure 2, l'ouverture 9a de l'expandeur 9, et l'ouverture 1c d'un segment de la gorge inférieure 8b. L'ouverture de l'autre segment n'apparaît pas, car elle est située de l'autre côté du piston. Sur les schémas, les deux segments sont donc montés autour d'une bague d'expansion 9, disposée dans le fond de la gorge du piston. Toutefois, cette disposition n'est pas impérative pour mettre en oeuvre l'invention. La superposition des deux segments en position inversée dans la gorge, réalise un dispositif d'étanchéité dont les f aces inférieure et une f ace supérieure sont parallèles. Enfin, conformément aux schémas, il est possible de monter au moins deux dispositifs d'étanchéité tels que proposés dans un piston de moteur qui présente les gorges appropriées pour recevoir ces segments. L'invention porte donc également sur un piston de moteur thermique, présentant un, deux ou davantage de dispositifs d'étanchéité tels que décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Segment d'étanchéité pour gorge extérieure de piston de moteur thermique, composé d'un anneau ouvert (1) de section quadrangulaire présentant une face supérieure (2) et une face inférieure (3) raccordées par deux faces latérales (4, 6) concentriques à l'axe de symétrie du segment, caractérisé en ce que la hauteur des faces latérales (4, 6) varie conjointement entre les deux extrémités (la, lb) du segment. 2. Segment selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces inférieure et supérieure (2, 3) sont inclinées l'une par rapport à l'autre. 3. Segment d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que sa face inférieure (3) est orthogonale à l'axe de symétrie de celui-ci, et en ce que sa face supérieure (2) présente une pente constante par rapport à la face inférieure (3). 4. Segment d'étanchéité selon la revendication 2 caractérisé en ce que la face supérieure (2) du segment est orthogonale à l'axe de symétrie de celui-ci et en ce que la face inférieure (3) du segment présente une pente constante par rapport à la face supérieure (2). 5. Dispositif d'étanchéité caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux segments (1) conformes à l'une des revendications précédentes, superposés en position inversée l'un par rapport à l'autre, de manière que la petite extrémité (la) de chaque segment soit superposée à la grande extrémité (lb) de l'autre segment. 6. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il présente une face inférieure (3) et une face supérieure (2) parallèles. 7. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les deux segments (1) sont placés autour d'une bague d'expansion (9), disposée dans le fond de la gorge (8a, 8b) d'un piston (7). 8. Piston de moteur thermique (7), caractérisé en ce qu'il présente au moins un dispositif selon la revendication 5, 6 ou 7.