Brevet FR3009986A1 — publié le 20150306

DISPOSITIF PERFECTIONNE POUR FACILITER L'INTRODUCTION D'UN PISTON AVEC SES SEGMENTS DANS UN CYLINDRE DE MOTEUR DE VEHICULE [0001] L'invention porte sur un dispositif, appelé cône d'introduction, utilisé pour faciliter l'introduction d'un piston avec ses segments dans un cylindre de moteur de véhicule, en particulier de véhicule automobile. [0002] Pour introduire un ensemble de piston composé de trois segments dans un cylindre de moteur à combustion interne de véhicule automobile, il est connu d'utiliser un cône d'introduction comportant, d'une part, une partie inférieure destinée au positionnement du cône d'introduction dans le cylindre du moteur dite "partie de positionnement dans le cylindre", et d'autre part, une partie supérieure destinée au guidage et à l'insertion du piston avec ses segments dite "partie d'insertion du piston". [0003] Dans une configuration connue, la partie d'insertion du piston présente une face interne de forme conique. Cette face interne peut présenter une pente simple d'angle inférieur à dix degrés. L'inconvénient d'une telle géométrie est que, lors de l'introduction, la pente du cône en partie supérieure ne guide pas suffisamment le piston avec ses segments. En effet, des segments peuvent se décaler en fond de gorge d'un côté et, par conséquent, sortir de l'autre côté. Dans cette position, le segment peut se casser dans le cône d'introduction sous l'effort de la presse utilisée pour introduire le piston dans le cylindre du bloc-moteur. [0004] Afin de résoudre ces problèmes, un perfectionnement du cône d'introduction a consisté à réaliser une partie d'insertion du piston présentant une face interne comportant deux tronçons ayant des pentes différentes. Ces deux tronçons sont séparés par un tronçon de raccordement cylindrique, de façon à permettre lors de l'insertion du piston le basculement d'une pente à l'autre dans de bonnes conditions. En réduisant les jeux avec les segments, un tel cône à double pente permet d'améliorer le guidage du piston. [0005] Toutefois, quelle que soit la configuration mise en oeuvre (à simple ou double pente), le piston avec ses segments vient frotter contre le profil intérieur du cône d'introduction, ce qui génère une usure importante au niveau des zones de raccordement internes du cône d'introduction. [0006] Par ailleurs, le document KR20110061457 divulgue un cône d'introduction dépourvu de partie de positionnement dans le cylindre comportant uniquement une partie d'insertion du piston présentant une pente simple. Le problème d'une telle configuration est qu'il existe un décrochement entre le cône d'introduction et le cylindre, ce qui peut engendrer des problèmes de guidage lors de la mise en place du piston dans le cylindre pouvant également causer une cassure des segments. [0007] Les cônes d'introduction étant des pièces de coût élevé du fait de leur traitement au titane, il existe donc un besoin de prolonger leur durée de vie tout en ayant des propriétés de guidage permettant de garantir un bon montage du piston et de ses segments sans risque de cassure des segments. [0008] L'invention vise à combler efficacement ces besoins en proposant un dispositif pour faciliter l'introduction d'un piston avec ses segments dans un cylindre de moteur à combustion interne de véhicule, comportant une partie supérieure destinée au guidage et à l'insertion du piston avec ses segments dite "partie d'insertion du piston", caractérisé en ce qu'une génératrice d'une face interne de ladite partie d'insertion du piston est formée à partir d'au moins un profil courbe. [0009] L'invention permet ainsi d'appliquer un effort de mise en place du piston plus régulier suivant le profil courbe réduisant l'usure du cône d'introduction. On prolonge ainsi la durée de vie du cône d'introduction, ce qui permet de réaliser une économie substantielle de coût. En outre, le profil courbe permet d'assurer un guidage progressif du piston vers le cylindre, ce qui permet d'éviter les problèmes de cassure des segments. L'invention présente ainsi l'avantage de fournir un dispositif qui permet de diminuer le pourcentage de moteurs à retoucher ou à démonter après contrôle en bout de ligne de montage. En outre, le dispositif selon l'invention est de conception et de fabrication simple. [0010] Selon une réalisation, le dispositif comporte en outre une partie inférieure destinée au positionnement dudit dispositif dans le cylindre du moteur dite "partie de positionnement dans le cylindre", la génératrice de la face interne de ladite partie d'insertion du piston étant tangente à une génératrice d'une face interne de ladite partie de positionnement dans le cylindre à l'endroit d'une liaison entre ladite face interne de ladite partie d'insertion du piston et ladite face interne de ladite partie de positionnement dans le cylindre. Ainsi, la face interne du cône d'introduction est dépourvue de zone de raccordement entre les deux parties du cône d'introduction de manière à être entièrement lisse, ce qui permet de réduire l'usure du cône d'introduction. [0011] Selon une réalisation, le profil courbe est choisi parmi les profils suivants: un arc de cercle, une portion d'ellipse, une portion de parabole, ou une portion d'hyperbole. [0012] Selon une réalisation, la génératrice de la face interne de la partie d'insertion du piston est formée à partir d'un seul profil courbe. [0013] Selon une réalisation, la génératrice de la face interne de la partie d'insertion du piston est formée à partir d'une pluralité de profils courbes tangents entre eux. [0014] Selon une réalisation, la partie d'insertion du piston est formée de secteurs angulaires séparés entre eux par des évidements. [0015] Selon une réalisation, la génératrice de ladite partie de positionnement dans le cylindre est une droite. [0016] Selon une réalisation, le profil courbe présente un rayon de courbure choisi parmi les rayons de courbure suivants: 100mm, 150mm ou 200mm. [0017] Selon une réalisation, une longueur axiale de la partie d'insertion du piston est de l'ordre de 45mm. [0018] Selon une réalisation, le dispositif comporte en outre une semelle s'étendant depuis une périphérie externe du dispositif sensiblement perpendiculairement par rapport à un axe dudit dispositif. Cette semelle permet d'assurer le positionnement du dispositif sur une face plane externe du bloc-moteur. [0019] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0020] La figure 1 est une vue en perspective représentant un cône d'introduction selon l'invention guidant un piston et ses segments lors de l'introduction de ce dernier dans un cylindre d'un bloc-moteur. [0021] La figure 2 est une vue en perspective du cône d'introduction selon la présente invention. [0022] La figure 3 est une vue en perspective montrant le détail de la tangence entre la génératrice de la partie d'insertion du cylindre et la génératrice de la partie de positionnement à l'intérieur du cylindre. [0023] La figure 4 est une vue en coupe longitudinale du cône d'introduction selon la présente invention. [0024] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0025] La figure 1 montre un cône d'introduction 1 selon l'invention utilisé pour l'introduction d'un piston 2 dans un cylindre de moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Le piston 2 est équipé, de manière classique, de ses trois segments ou anneaux fendus, à savoir le segment de feu 3 proche de la chambre de combustion, le segment d'étanchéité 4 situé au milieu et le segment racleur 5 le plus bas. [0026] Comme cela est bien visible sur les figures 2 et 4, le cône d'introduction 1 présente globalement la forme d'un tube d'axe longitudinal X, qui comporte une partie inférieure 8 destinée au positionnement dudit cône d'introduction 1 dans le cylindre du moteur dite "partie de positionnement dans le cylindre". A cet effet, la partie 8 de positionnement dans le cylindre est destinée à venir s'emmancher au moins partiellement à l'intérieur du cylindre du bloc-moteur. Le cône d'introduction 1 comporte également une partie supérieure 9 destinée au guidage et à l'insertion du piston 2 avec ses segments 3-5 dite "partie d'insertion du piston". [0027] Une semelle 11 s'étend depuis la périphérie externe sensiblement perpendiculairement par rapport à l'axe X. La semelle 11 s'étend suivant un plan décalé légèrement par rapport à un plan médian du dispositif du côté de la partie 8 de positionnement dans le cylindre. Cette semelle 11 permet d'assurer le positionnement du cône 1 sur une surface plane du bloc-moteur désigné par la référence 13 sur la figure 1. Les trois parties 8, 9, 11 du cône d'introduction 1 sont de préférence monobloc. [0028] Plus précisément, comme cela est montré sur la figure 3, la face interne de la partie 8 est de forme cylindrique. Une génératrice G1 de cette face interne est une droite sensiblement parallèle à l'axe X. [0029] La partie 9 d'insertion du piston présente une face interne ayant une génératrice G2 formée à partir d'un profil courbe qui est tangent à la droite génératrice G1 à l'endroit d'une liaison 12 entre la face interne de la partie 9 d'insertion du piston et la face interne de la partie 8 de positionnement dans le cylindre. La courbure du profil courbe est telle que la dimension radiale de l'ouverture définie par la partie 9 d'insertion du piston a tendance à diminuer lorsque l'on se délace depuis l'extrémité axiale du cône 1 située du côté opposé du bloc-moteur vers la liaison 12 entre les deux parties 8 et 9. [0030] De préférence, la génératrice G2 présente la forme d'un arc de cercle. Toutefois, en variante, la génératrice G2 de la face interne de la partie 9 d'insertion du piston pourrait être formée à partir d'un autre type de profil courbe, tel qu'une portion d'ellipse, une portion de parabole, ou une portion d'hyperbole. Alternativement également, la génératrice G2 de la face interne de la partie 9 d'insertion du piston pourra être formée à partir d'une pluralité de profils courbes tangents entre eux. [0031] Comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, la partie 9 d'insertion du piston pourra être une partie tubulaire à circonférence complète. Toutefois, dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures 1 et 2, la partie 9 d'insertion du piston n'est pas une partie tubulaire à circonférence complète mais est formée de secteurs angulaires 91 situés sur une même circonférence autour de l'axe X. Ces secteurs angulaires 91 sont séparés entre eux par des évidements 92, deux secteurs angulaires 91 successifs étant séparés par un évidement 92. Ces évidements 92 permettent de laisser passer les doigts de la pince tenant le piston 2 équipé de ses segments 3-5. [0032] Ces secteurs angulaires 91 peuvent être d'amplitude angulaire différente. En l'occurrence, le cône d'introduction 1 comporte une partie 9 d'insertion du piston formée de sept secteurs 91, parmi lesquels trois secteurs 91 sont de relativement plus grande amplitude angulaire que les autres. Les bords latéraux des secteurs 91 sont de préférence chanfreinés. Bien entendu, le nombre et les dimensions des secteurs 91 et des évidements 92 pourront varier en fonction des dimensions de la pince qui dépendent de l'application. [0033] Dans un exemple de réalisation non limitatif, la longueur axiale L1 du cône d'introduction 1 (cf. figure 4) est de l'ordre de 80mm. La longueur axiale L2 de la partie 9 d'insertion du piston est de l'ordre de 45 mm. La semelle 11 est située à une distance L3 de l'ordre de 25mm par rapport à une extrémité axiale du cône 1 située du côté de la partie 8 de positionnement dans le cylindre. [0034] Par ailleurs, la partie 8 de positionnement dans le cylindre présente un diamètre interne L4 de l'ordre de 71mm. La partie 9 d'insertion du piston s'étend sur une longueur axiale L5 de l'ordre de 35mm. La génératrice G2 de la face interne de la partie 9 présente un rayon de courbure valant 100mm, 150mm, ou même 200mm lorsque cela est permis par la géométrie du cône 1. De préférence, toutes les surfaces internes du cône d'introduction 1 sont polies puis revêtues d'une couche de titane. [0035] Lors d'une utilisation du cône d'introduction 1, la partie 8 de positionnement dans le cylindre est emmanchée au moins en partie à l'intérieur du cylindre du bloc-moteur 13, en sorte que la semelle 11 vient en appui contre la face externe du bloc-moteur 13. Les doigts de la pince tenant le piston 2 peuvent alors assurer, via les évidements 92, l'insertion du piston 2 et de ses segments 3-5 à l'intérieur du cône d'introduction 1 pour son guidage vers le cylindre d'intérêt du bloc-moteur 13. Une presse (non représentée) applique ensuite un effort sur le piston 2 pour l'introduire dans le cylindre du moteur. [0036] La face intérieure du cône 1 étant dépourvue de zone de raccordement du fait de la tangence entre les génératrices G1 et G2 des faces internes des deux parties 8 et 9, il est ainsi possible d'appliquer un effort régulier de mise en place du piston à l'intérieur du cylindre réduisant l'usure du cône 1. On prolonge ainsi la durée de vie du cône d'introduction 1, ce qui permet de réaliser une économie substantielle de coût. L'invention permet en outre de garantir un bon montage du piston et de ses segments sans risque de casse des segments. On diminue ainsi le pourcentage de moteurs à retoucher ou à démonter en bout de ligne de montage. [0037] Bien entendu, l'homme du métier pourra apporter des modifications au cône d'introduction 1 précédemment décrit sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, en variante, la génératrice G1 de la partie 8 de positionnement dans le cylindre pourrait présenter une autre forme qu'une droite. En variante, le cône d'introduction 1 est dépourvu de partie 8 de positionnement dans le cylindre et comporte uniquement une partie 9 d'insertion du piston ayant une génératrice G2 formée par un profil courbe. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) pour faciliter l'introduction d'un piston avec ses segments (3-5) dans un cylindre de moteur à combustion interne de véhicule, comportant une partie supérieure destinée au guidage et à l'insertion du piston (2) avec ses segments (3-5) dite "partie d'insertion du piston", caractérisé en ce qu'une génératrice (G2) d'une face interne de ladite partie (9) d'insertion du piston est formée à partir d'au moins un profil courbe. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une partie inférieure (8) destinée au positionnement dudit dispositif dans le cylindre du moteur dite "partie de positionnement dans le cylindre", la génératrice (G2) de la face interne de ladite partie (9) d'insertion du piston étant tangente à une génératrice (G1) d'une face interne de ladite partie (8) de positionnement dans le cylindre à l'endroit d'une liaison (12) entre ladite face interne de ladite partie (9) d'insertion du piston et ladite face interne de ladite partie (8) de positionnement dans le cylindre. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le profil courbe est choisi parmi les profils suivants: un arc de cercle, une portion d'ellipse, une portion de parabole, ou une portion d'hyperbole. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la génératrice (G2) de la face interne de la partie (9) d'insertion du piston est formée à partir d'un seul profil courbe. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la génératrice (G2) de la face interne de la partie (9) d'insertion du piston est formée à partir d'une pluralité de profils courbes tangents entre eux. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie (9) d'insertion du piston est formée de secteurs angulaires (91) séparés entre eux par des évidements (92). 7. Dispositif selon la revendication 2 et le cas échéant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la génératrice (G1) de ladite partie (8) de positionnement dans le cylindre est une droite. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le profil courbe présente un rayon de courbure choisi parmi les rayons de courbure suivants: 100mm, 150mm ou 200mm. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une longueur axiale de la partie (9) d'insertion du piston est de l'ordre de 45mm. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une semelle (11) s'étendant depuis une périphérie externe du dispositif sensiblement perpendiculairement par rapport à un axe (X) dudit dispositif.