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Perfectionnement aux pistons.
La présente invention concerne des pistons de ma- chines ou moteurs, et en particulier des pistons du type utilisé dans les moteurs à combustion interne et elle vise des perfectionnements à la construction de ces pistons.
Un but particulier consiste à réaliser la construc- tion d'un piston en matière légère dont la dilatation est régie par des entretoises en matière relativement indilatable, la chemise du piston étant de construc- tion perfectionnée de façon qu'on obtienne une rigidi- té aussi uniforme que possible dans tous les sens.
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L'invention comporte l'utilisation de rebords en forme d'arc de cercle dirigés vers l'intérieur sur le bord inférieur de la chemise du piston de façon à assu- rer la rigidité aux endroits voulus. Ces rebords for- ment aussi une surface qui peut être perforée en vue de l'usinage, de sorte que les parois de la chemise peuvent être plus minces qu'elles ne devraient l'être autrement.
Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que les entretoisessont montées par rapport à l'extrémité supérieure de la chemise du piston de fa- çon à assurer au piston l'ajustage voulu dans les con- ditions de marche.
Bien que le dessin représente à titre d'exemple des modes de réalisation préférés de l'invention, il est bien entendu que différents changements peuvent être apportés à la construction sans qu'on sorte pour autant du cadre de l'invention.
La figure loes dessins est une élévation, partie en coupe, d'un piston construit suivant l'invention.
La figure 2 est une coupe par la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la figure 4., La. figure 4 est une vue semblable à la figure 1 et montre une variante du piston.
La figure 5 est une coupé de l'extrémité inférieu- re du piston et montre le mode de fabrication.
La figure 6 est un diagramme montrant la dilata- tion de.la chemise.
La figure 7 est un croquis montrant l'action de la chemise dans une certaine position verticale des
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centre toi se s.
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La figure 8 est un croquis semblable à celui de la figure 7 et montre les entretoises dans une position différente.
En se référant plus particulièrement aux dessins, on voit que le piston, qui est de préférence en matiè- re légère telle qu'un alliage à base d'aluminium, com- porte une tête 10 et une chemise 11 dont l'extrémité supérieure est séparée de la/tâte par des fentes 12 sur la plus grande partie de la circonférence du piston.
Des fiches 10 partant de la tête et dirigées vers le bas sont reliées par leurs extrémités inférieures à la partie circulaire 14 de la chemise, ces fiches as- surant une liaison homogène et d'une seule pièce entre la tête et la chemise. Un -moyen d'axe de piston 15 est venu de fabrication dams la partie médiane de cha- que axe.
Les parties 16 et 17 qui portent sur le cylindre sont dirigées vers le haut entre les fiches à partir de l'extrémité circulaire 14 de la chemise, et les ex- trémités supérieures de ces parties qui portent sur les cylindres sont reliées par des entretoises 18 en matiè- re moinsdilatable que la matière dont est faite la chemise, en acier par exemple. Une des extrémités de chaque entretoise est noyée dans la partie portante 16 et l'extrémité opposée est noyée dans la partie por- tante 17, tandis que sa partie médiane est noyée dans la fiche 13. Les entretoises jouent le rôle de pièces d'écartement et de supports pour les extrémités su- périeures des parties portant sur le cylindre et elles ont une influence déterminante sur la dilatatinn dis- symétrique des, surfaces de poussée.
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Pour renforcer le fond de la chemise chaque côté de la chemise comporte au-dessous du moyeu de l'axe de piston un rebord 19 en forme d'arc de cercle formant saillie intérieure sur les parois de la chemise. 'Une fente 20 partant du bord inférieur del la chemise monte jusqu'à la surface portante 16.
La chemise du piston représenté par les figures let 2 est aussi renforcée par une nervure 21 en forme de segment qui relie l'extrémité inférieure de chaque fiche 13 à la partie circulaire 14 de la chemise. Cet- te nervure est supprimée dans le type représenté par les figures 3 et 1{. et dans ce cas l'extrémité inférieu- re de chaque fiche est reliée directement à l'extrémi- té inférieure de la chemise.
Les caractéristiques du type de piston qui fait l'objet de l'invention ont un certain nombre d'avan- tages importants qui contribuent à faire de ce piston un piston perfectionné. Les rebords de renforcement 19 sont placés exactement au fond du piston., de sorte que le métal de renforcement a le plus grand avantage possible et qu'on peut donner au piston le maximum de rigidité avec le poids minimum de métal. Du fait que ces rebords sont en forme d'arc de cercle et espacés entre eux, ils n'empêchent pas de fabriquer le piston dans un moule permanent avec un simple noyau en trois pièces. La figure 5 montre clairement comment ces re- bords peuvent être faits sur les noyaux en forme de secteur seulement.
Après le moulage on peut faire glis- ser le noyau central 22 verticalement pour le sortir du piston, après quoi on peut laisser les noyaux 23 en forme de secteur tomber l'un sur l'autre pour les dégager des rebords 19
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Les rebords 19 jouent un rôle important en supportant les côtés de la chemise pendant l'usinage, ce qui facilite la fabrication à la machine. En outrer comme la chemise est munie de rebords sur sa face intérieure qui petit être alésée en vue de l'usinage, on peut donner aux parois de la chemise une épaisseur plus petite que l'épaisseur habituelle, puis- qu'il n'y a pas lieu de faire des perforations enlevant du métal à l'intérieur de la chemise et au fond.
La fente 20 peut avoir une longueur telle qu'on obtienne en tenant compte des moyens de renforcement de la chemise, une chemise ayant perpendiculairement à l'axe de piston.la même rigidité que parallèlement à cet axe, c'est-à-dire donnant pour des charges égales des flexionségales en A-A ou B-B (fig. 5) ou des flexions ayant entre elles tout rap- port désiré.
Les rebords semi-circulaires19 contribuent à maintenir la forme circulaire exacte de la chemise et empêchent tout grippement de la chemise au-dessous des moyeux d'axes, tandis que la coupure des rebords en 24, figures 2 et 4, rend la chemise assez flexible pour permettre la fermeture de la fen te.
Le diagramme de la figure 6 montre l'effet des divers organes de renforcement du fond de la chemise sur la dila- tation du piston, la ligne E représentant le diamètre nor- mal de la chemise. Si le piston comporte une nervure 21 fortement saillante et si les rebords 19 sont supprimés, la chemise se dilate suivant la ligne C (la zone de la ner- / vure 21) jusqu'à la limite indiquée, et comme l'extrémité supérieure de la chemise est retenue intérieurement par les entretoises 18, la partie inférieure de la chemise sera en- traînée jusqu'aux points F.
D'autre part si les nervures 21 sont supprimées, laissant la chemise relativement faible dans cette zone, et si l'on utilise de forts rebords 19,la. che- mise sedilateura suivant la ligne D (la zone
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des rebords 19) jusqu'à la limite indiquée et l'extrémité inférieure de la chemise se dilatera considérablement main s que dans le premier cas, la dilatation n'allant que jusquaux points f'
Les figures 7 et 8 montrent schématiquement comment on peut faire varier la distance entre ltentretoise et l'extré- mité supérieure de la chemise pour obtenir différentes ac- tions de la chemise aux changements de température. Dans la fig. 7 l'entretoise est placée tout à fait à l'extrémité supérieure de la chemise.
Dans ce cas, lorsque le piston est refroidi par une journée très froide, le diamètre B se contracte, tandis que le diamètre A est maintenu par les entretoises. Dans la figure 8 les entretoises sont placées plus bas, plus près du milieu de la chemise. Dans ce cas lorsque le diamètre B se contracte, le diamètre A se dilate et devient plus grand que le diamètre C à l'endroit de l'en- tretoise. L'application précise sur le diamètre A compensera alors la diminution d'application sur le diamètre D et em- pêchera le piston de cogner. Ces pistons travaillent exac- tement de la façon inverse lorsqu'ils sont portés au-dessus de la température normale. Chacun de ces espacements par entretoises convient pour une certaine série de conditions.
Revendications
1. Un piston composé d'une tête et d'une chemise carac- térisé par ce fait qu'il comporte une paire de rebords en forme d'arc de cercle dirigés vers l'intérieur à la partie inférieure de la chemise, ces rebords étant espacés entre eux et placés sur des cotés opposés du piston.