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pour t PERFECTIONNEMENTS AUX PISTONS.
L'invention est relative aux pistons et plus particulièrement à ceux qui sont composés de métaux non ferreux relativement légers.
On a reconnu qu'un facteur très important de l'efficacité mécanique des moteurs à combustion interne est le mode de construction du piston. On a proposé jadis d'accroître cette efficacité en rempla- çant le piston habituel en fonte par un piston fait en une matière ayant une plus grande conductibilité oalo- rifique et un poids plus faible, tel que par exemple l'aluminium ou un métal léger analogue ou un alliage.
En raison de leur poids,ces substances sont recommandées dansla construction de pistons. Cependant, ces métaux et alliages ont un coefficient de dilatation relativement élevé, et par suite on a trouvé nécessaire pour empêcher le grippage de réserver un jeu initial important entre le piston et la paroi du cylindre.
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L'emploi du piston composé de cesmétaux plus légers a été accompagné d'inconvénients déci- sifs, tel qu'un battement accentué des pistons ,une os- cillation des pistons, et une usure excessive de la paroi du cylindre.
Dew essais ont été faits en vue d'atténuer ces inconvénients. Ceux-ci cherchent en général à maintenir l'alignement du piston dans le cylindre en disposant des segments élastiques sur la chemise du piston, ou en pratiquant des fente dansla chemise elle-même de manière à former effectivement 'un piston formant un ensemble élastique dans un plan perpendiculaire à l'axe. Ces dispositifs qui repré- sentent un perfectionnement dans la technique n'assu- rent pas cependant l'efficacité voulue .Ils sont caractérisés en générât par des pertes élevées par frottement et par une usure anormale 'de la paroi du cy- lindre; de plus ils n'éliminent pas l'oscillation in- désirable du piston autour de l'axe de pied de bielle pendant la marche.
L'objet principal de l'invention est un piston fait en une matière de plus grande oonduo- tibilité calorifique et de plus faible poids spécifi- que que le fer, d'un système spécial et construit de manière à éliminer les inconvénients qui ont été rencontrées jusqu'à présent.
Un autre objet est d'accroître en général,l'ef- ficacité des moteurs à combustion interne en rédui- sant le poids des pistons tout en obtenant tous les avantages de l'emploi des métaux de faible coeffi- oient de dilatation et si on le désire, la résistait? e d'un piston plein.
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L'inven tion vise en outre à diminuer le flotte- ment total en empêchant la dilatation du corps du piston contre la paroi du cylindre. Elle a en vue un piston qui transmette effectivement la chaleur.
Elle prévoit la construction d'un piston en métal léger, de construction simplifiée qui peut fonctionner avec un jeu minimum. Un autre objet de l'invention est un piston qui réunit les avantages des pistons en aluminium et des pistons en fonte.
Ces résultats et d'autres résultats qui sont également importants sont obtenus en construisant un piston avec un métal ou un alliage de conductibilité calorifique élevée et de faible poids spécifique, munie de ceintures en matière ferreuse ou en matière ana.. logue dont le coefficient de dilatation est approxi-. mativement le même que celui du métal avec lequel est fabriqué le cylindre .Pour expliquer clairement les principes fondamentaux de l'invention, on a repré sente dans les dessins joints plusieurs réalisations. pratiques dans lesquelles on retrouve ces caractères saillants. Dans celles-ci les mêmes numéros de référence indiquent dans toutes les vues les parties corres- pondantes.
La figure 1 est une vue en élévation d'un type de piston monté dans le cylindre d'un moteur à combus- tion interne.
La fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la fig.l.
La fig. 3 représente à une échelle élargie en élévation une forme de l'organe qui limite l'extension de la ceinture.
La figé 4 est une coupe transversale des parties
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représentées dans la fig. 3.
La fig. 6 est une élévation semblable à la fig. 1 montrant une forme de piston modifiée.
La fig. 6 est une coupe transversale suivant la ligne 6-6 suivant la fig. 5.
La fig. 7 est une coupe transversale suivant la ligne 7-7 de la fig. 8,
La fig. 8 est une élévation d'une autre forme modifiée du piston.
La fig. 9 est une vue semblable aux figs. 5 et 8 représentant une autre forme modifiée.
La fig. 10 est une vue de détail du piston re- présenté dans la fig. 9, à angle droit de la vue précé- dente pour montrer la construction de la chemise ;
La fig.ll est une coupe transversale suivant la ligne 11-11 de la fig. 10 ;
La fig. 12 est une vue de détail à une éohelle agrandie du dispositif de limitation représenté dans la fig.ll ;
La fig. 13 est une vue de détail agrandie montrant le montage d'un type modifié du dispositif de limitation.
La fig. 14 représente schématiquement l'organe de limitation représenté dans la fig. 13 .
La fig. 16 est une coupe transversale montrant une autre modification de l'organe de limitation et la manière de la monter sur le piston.
La fig. 16 @@5 une vue semblable à la fig, 15 mon- trant un autre mode de montage de l'organe de limita- tion.
La fig. 17 représente un autre type d'organe de limitation et la manière de le monter.
La fig. 18 représente un détail à une échelle
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agrandie de l'organe de limitation représenta (fans les figs* 15 et 16.
Dans la fig.l, on a représenté un cylindre 1 dont la partie supérieure est entourée d'une enveloppe d'eau limitée par le cylindre et par l'enveloppe
2. Un piston qui porte le repère général 3 est monté à l'intérieur d'un cylindre de manière à exé- cuter un mouvement de va et vient. Il est muni des bossages de l'axe de pied de bielle qui reçoivent les coussinets 4. Les axes de pied de bielle 6 sont montés dans ces coussinets de la manière bien connue.
On comprend que les bossages de l'axe de pied de bielle peuvent comporter des ouvertures qui s'éten- dant jusqu'à l'axe de pied de bielle ou jusqu'au coussinet de manière à former un canal de graissage de l'axe de pied de bielle . Le piston est commandé par un arbre principal non représenté auquel il est relié par l'intermédiaire d'une tige de connexion à collier 6.
Le piston 3 peut être fabriqué en aluminium, en alliage d'aluminium ou en d'autres métaux analogues, ou bien en alliage d'un poids spécifique relativement bas et ayant la résistance à la traction nécessaire.
Il y a un grand nombre d'alliages spéciaux sur le marché qui ont été proposés et sont utilisés pour la construction des pistons. Les propriétés que doi- vent avoir ces métaux pour un tel usage, sont leur conductibilité calorifique, et leur légèreté par com- paraison avec le fer. Pour la commodité de la descrip- tion,ces métaux seront appelés "non ferreux" dans toute la description et dans le résumé; on désignera donc ainsi non pas un alliage ne contenant pas de fer mais un mitai de poids moindre que le fer employé habituellement dans la fabrication des pistons.
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Le corps du piston comprend une tête circu- laire 7 et une chemise continue 8. Plusieurs rainures sont prati quées dans la tête. Des segments en nombre habituel et du type habituel sont disposés dans ces rainures ,le nombre de ces segments et leur type pouvant d'ailleurs être modifiés à volonté.
L'invention prévoit des organes qui coopèrent avec le piston de manière à permettre une dilatation et une contraction libre du corps du piston. Ces organes fonctionnent effectivement de manière à permettre au corps du piston de se dilater et de se contracter entre certaines limites sans affeoter le jeu existant entre le piston et le cylindre. Il y a lieu d'observer que les difficultés auxquelles on a fait allusion précédemment sont attribuables en grande partie au jeu excessif existant entre les organes du piston qui s'appuient sur le cylindre et le cylindre
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lui -mène . On sait que l'on obtient le fonctionnement est le plus efficace lorsque me je1: ussi petit que possible.
Les avantages qui résultent d jeu minimum entre la circonférence du piston et celle du cylindre sont bien connus des gens compétents. En réduisant ce jeu à un minimum, le déngaer d'un déplacement latéral du piston dans le cylindre est diminué d'une manière correspondante.
Ceci est particulièrement important dans les pistons en aluminium. Dans les premiers types de piston qui ont été construits, le jeu permis était approximativement de 0,002 c/m par centimètre du diamètre du piston. On sait qu'un jeu total qui dépasse 0,0126 o/m est nuisible parce qu'il donne lieu aux inconvénients qui ont été indiqués. Il en résulte que les pistons en aluminium dont le diamètre est plus grand que 7,6 o/m environ ne peuvent pas fonctionner d'une manière silencieuse.
Dans de tels cas, o'est-à-dire avec un jeu d'une telle
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amplitude, il se produit fréquemment des battements du piston qui résultent du fait qu'à la fin du cycle de compression ou de détente, le corps du piston est déplacé d'un 08té du cylindre vers l'autre, La fréquence et l'intensité de ces battements dépendent largement, comme on le sait , de la température re- lative du piston, et du jeu qui en résulte entre le piston et le cylindre,
Le dispositif qui fait l'objet de l'invention assure un petit jeu et élimine ces désavantages. Comme on l'a indiqué, le résultat cherché consiste à permet- tre un mouvement de dilatation et de contraction du corps du piston.
Pour obtenir ce résultat, on dispose des ceintures 10 et 11 respectivement au-dessus et au-dessous de l'axe de pied de bielle. Dans le mode de construction préféré, elles ont la forme d'anneaux fendus qui sont disposés dans des rainures correspon- dantes 12. Comme le montre le dessin, les anneaux sont d'une largeur considérablement plus grande que les anneaux habituels tels que ceux qui sont employés dans la tête du piston. Les ceintures sont montées sur le piston, de manière à permettre au corps du piston de se dilater et de se contracter indépendam- ment des anneaux 10 et 11. On voit immédiatement qu'il y a un grand nombre de manières d'assurer un tel montage.
On a représenté dans les figures 2 et 3 un mode de construction dans lequel ce principe est effectivement mis en application ¯$ Dans ces figures, on a édéorit à titre d'exemple une réalisation prati- que de laquelle on a appliqué le prinoipa indiqué, savoir la possibilité d'une libre dilatation et d'une libre contraction du corps du piston.
Entre la ceinture et le corps du piston, on a interposé un organe qui maintient le corps du
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piston appliqué sur un coté de la oeinture à opaque instant , d'une manière indépendante de la dilatation du piston. Comme le montrent les dessins, cet organe a la forme d'un ressort à lamelle ondulé 13. Ce ressort s'appuie sur le fond de la rainure et sur la surface de la ceinture qui se trouve vis-à-vis. L'organe élas- tique s'étend de préférence sur les trois quarts environ de la longueur circonférentielle des rainures 12. Sur le côté d'appui du piston , une bande 14 en forme d'arc est disposée entre les côtés de la rainure. Elle peut être faite d'une martière légère quelconque telle que l'aluminium ou un alliage à base d'aluminium .
La bande peut être munie d'organes qui coopèrent avec le corps du piston en vue d'empê- cher un déplacement de la bande sur la circonférence du piston. Une forme simple de ces organes est repré- sentée de la figé 2. Comme le montre cette figure, le piston peut porter des pointes 15 qui s'adaptent dans des logements correspondants 'pratiquée dans la bande 14 .Si on le désire, la position de ces organes peut être inverse, c'est-à-dire que les logements peuvent être formés dans le corpsdu piston en vue de recevoir des pointes formées sur la surface inté- rieure de la bande en forme d'arc.
Un certain nombre
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de méthodes particulières destinées à empêcher le moubande vement â'e l&'-ÎL suivant une oiroonférenoe relativement au piston se suggéreront rapidement d'elles-mêmes; toutes ces méthodes sont considérées comme schématisées par la construction particulière représentée. On comprendra que la plaque 14 est ajustée étroitement entre les côtés des entailles, et comme elle est de préférence fabriquée avec la même matière que le corps du piston, elle se dilatera et se contractera avec la même vitesse de sorte que l'ajustement sera
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maintenu.
Les anneaux sont construits avec une matière ayant un coefficient de dilatation relativement faible si on le compare à celui du métal qui cons- titue le corps du piston. De la forme préférée, l'anneau est composé de matière ferreuse. Comme le montre la figure 4 ,il est. fendu en étage, de sorte qu'il présente un prolongement 16 sous-jaoent en forme de lame, Ce prolongement s'étend sous l'extré- mité 17 entaillée àtir laquelle il s'appuie étroite-. ment, relativement à laquelle il peut glisser . L'an- neau a une dimension telle que la partie de recouvre- ment 17 vient butée sur l'épaulement 18 lorsque l'anneau est dans la position de contraction maximum, mais qu'elle glisse sur la partie sous-jacente 16 lorsque l'anneau se dilate.
Comme on l'a vu dans la description qui en a été faitjusqu'à présent, la ceinture est disposée de manière à se distendre sous l'action de l'organe élastique 13. Pour limiter la distention de l'anneau qui est produite par le ressort, et pour assurer de cette manière le jeu désirable entre la ceinture et le cylindre on emploie un organe de limitation. Comme le montre la fig. 3, les extrémités de l'anneau sont entaillées de manière à présenter deux rainures per- pendiculaires peu profondes 19 et 20. Les rainures Horizontales 20 sont disposées dans le prolongemt l'une de l'autre, de manière à constituer une entaille continue disposée dans le sens transversal relative- ment aux extrémités adjacentes de l'anneau. Un organe de limitation coopère avec ses rainures.
Cet organe a la forme d'une double croix arquée comprenant la barre horizontale 21 et les barres perpendiculaires 22. On
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notera que la barre horizontale 21 s'adapte étroitement à l'intérieur de l'entaille destinée à la recevoir, tandis que d'autre part les barres verticales 22 sont plus étroites que les entaillesqui sont destinées à les contenir. Comme on le voit,ceci permet de limiter le mouvement circonférentiel de l'anneau relativement à l'organe de limitation.
Le dispositif peut être rapidement assemblé en insérant d'abord la plaque 14 dans les entailles , de sorte que les pointes 16 pénètrent dans les loge- ments correspondants de la plaque la plaque est alors disposée entre les bords de l'entaille, L'organe élastique 13 peut être placé dans la rainure, ses extrémités libres étant également espacées des extré- mités adjacentes respectivement de la plaque 14. Ensuite la ceinture est enfoncée vers le bas sur la face cylin- drique du piston, jusqu'à ce qu'elle soit en position à l'intérieur de la rainure. On peut alors comprimer l'anneau par un outil quelconque approprié et insérer l'organe de limitation dans les .rainures associés 19 et 20.
Lorsque les organes sont ainsi assemblés, le s cein- tures sont de préférenoe au niveau de la faoe du piston du côté de la poussée maximum sur le cylindre, de sorte que de ce oôté, le corps du piston et la ceinture ser- vent tous les deux de surface d'appui. Lorsqae le piston est dans sa course de retour, la ceinture appuie légère- ment contre la paroi du cylindre. Ce frottement rode
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bientôt.la surface périphérique extérieure de la ceinture a celle de manière à former une surface analogue verre et à assurer un faible jeu.
On notera que 1k resgort 13 distend la ceinture jusqu'à la limite permise par l'organe de limitation ,oe qui conserve la forme ronde de la oein-
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ture, et donne un jeu uniforme entre celle-ci et la paroi intérieure du cylindre. On observera en parti- culier que, tandis que l'organe de limitation limite l'extension de la ceinture, il permet à sa contraction de s'effectuer librement. Ceci est un caractère très important car il empêche le grippage aux températures anormales auxquelles la ceinture pourrait se dépendre jusqu'à venir s'appuyer sur la paroi du cylindre. Il permet également d'ajuster le piston en laissant entre lui et le cylindre un jeu moindre que si l'anneau ne pouvait pas être resserré suivant sa circonférence.
La partie de l'anneau située du côté du piston qui exerce sur le cylindre la poussée maximum est appuyée sur la plaque 14 par la force exercée par l'organe élastique, et par suite la poussée exercée sur le piston est trans- mise directement et sans l'intermédiaire d'organes élastiques par la partie massive du piston jusqu'à la paroi du cylindre . En conservant la forme ronde de l'anneau, on obtient une usure égale de la paroia du cylindre, et on évite une oscillation du piston autour de l'axe de pied de bielle.
On notera également que les ceintures sont indé- pendantes du corps de piston au point de vue thermique.
Puisque les ceintures sont maintenues à une certaine dis- tance du corps du piston sur une grande partie de la circonférence, le corps du piston peut se dilater ou se contracter d'une manière indépendante deeintures @ elles-mêmes, sans déplacer la surface principale suivant laquelle se fait l'appui du piston sur le cylindre rela tivement ceintures. De cette manière, si la température du piston s'élève , le corps du piston se dilate, la valeur de la dilatation dépendant naturellement de l'ac- oroissement de température. Rien ne s'oppose à cette dila-
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tation sauf le ressort 13. La dilatation du corps du piston comprime par suite le ressort 13 sans déformation permanente de la oeinture.
En d'autres termes, la coopé- ration du piston ou de la ceinture est telle que le corps du piston peut se dilater et se contracter rela- tivement à la ceinture tout en étant relié en même temps à celle-ci du côté o@ le piston exerce la pression la plus forte sur le cylindre. Par suite de cette dispo., sition , le piston n'est soumis à aucun effort méca- nique autre que la compression exercée par le ressort et par suite sa déformation est évitée.
En plaçant une oeinture à la fois au-dessus et au-dessous de l'axe de pied de bielle on empêche le piston d'osciller autour de cet axe& Une telle oscil- lation a comme on le sait de nombreux inconvénients tels qu'une répide usure des segments dans leur rainure, un pompage d'huile.
Les avantages de l'invention peuvent être égale- ment obtenus en employant un piston d'un type spécial dent la figure 5 représente un exemple. De cette figure le piston a une tête cylindrique 7 et une chemise continue 8. Il est pourvu comme dans le cas précédent de ceintures 10 et 11. Dans ce dispositif , la tête est exactement cylindrique tandis que la chemise est composée en réalité de plusieurs parties cylindriques de rayons inégaux formant une seule pièce. On verra que sur le côté du piston qui exerce sur le cylindre la pression maximum la chemise comporte une partie quadrangulaire 24 légèrement en saillie sur la circon- férence de la partie principale de la chemise. Cette disposition peut être obtenue de toute manière voulue.
On peut par exemple fabriquer la chemise à l'origine en lui donnant une section égale à celle de la partie
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24 et réduire ensuite la partie restante par n usi- nage approprié en laissant la partie 24 en saillie. Si on le désire, on peut fondre le piston avec la partie 24 en saillie sur la partie principale de la chemise.
De cette modification particulière, la plaque 14 au lieu d'être faite séparément et au lieu d'être détachable peut être formée dans le corps du piston lui-même, comme cela est représenté en 23 . Elle peut être faite de la même manière que la saillie 24 c'est-à-dire que l'on peut fondre à l'origine la bhemise, de sorte que le fond de la rainure ait un rayon égal à celui de la sillie 23 et que l'on en- taille ensuite de la quantité voulue la partie cir- conférentielle restante de la rainure . On peut aussi fondre le corps de la chemise de manière qu'il comprenne la partie en saillie 23 et la rainure, la partie 23 étant ensuite usinée.
Le dispositif modifié peut être assemblé de la manière décrite précédemment. Avec une telle cons- truction on voit que dans la course active du piston, toute la surface suivant laquelle le piston exerce la pression maximum sur le cylindre c'est-à-dire le seg- ment 24 et les ceintures, est utilisée comme surface d'appui. Dans la course de compression d'autre part les ceintures forment la surface d'appui. De cette manière la surface d'appui du piston sur le cylindre pendant la course de détente est sensiblement aussi grande que dans les pistons de construction habituelle, et la chaleur de frottement est diminuée d'une manière correspondante. A coté des différences indiquées dans la construction, le dispositif est semblable à celui
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décrit précédemment et fonctionne d'une manière comparable.
L'invention a été décrite jusque présent dans le cas d'un piston ayant une chemise cylindri- que pleine sur laquelle deux ceintures sont montées.
Les avantages de l'invention ne sont cependant pas limités à ce type de piston particulier, non plus qu'au nombre et la position des ceintures indiqués précédemment. L'invention peut être appliquée à d'au- tres systèmes particuliers de pistons tels que par exemple 9 ceux dont la chemise est fendue . On a re- présenté dans les figures 9 à 10 un piston de ce genre auquel l'invention est appliquée . Ces figures repré- sentent un piston ayant une tête cylindrique et une chemise 8 . Dans ce dispositif la ceinture 19 est montée dans la tête du piston. On a placé au-dessous de cette ceinture un anneau graisseur 9.
Ba chemise est de diamètre réduit dans la partie qui se trouve à hau- teur des bossages de l'axe de pied de bielle et du coté opposé à celui sur lequel a lieu la pression maximum du piston sur le cylindre. Du côté de la faible pression une fente 26 en forme de V est pratiquée dans la chemise, cette fente étant reliée avec une fente verticale 27.
On comprendra naturellement que l'on peut employer tout autre système de chemise fendue, le type indiqué étant donné pour permettre de faire comprendre l'inven- tion. L'extrémité inférieure de la chemise est formé de préférence avec une ceinture annulaire 28 qui est de diamètre légèrement plus grand que la partie entaillée et dont la hauteur du côté du piston qui exerce sur le cylindre la pression la plus faible est sensiblement celle de la partie élastique de la chemise du piston.
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La centune 10 utilisée dans cette modifi- cation particulière diffère quelque peu des ceintures analogues décrites précédemment. Comme le montrant les figures 11 et 12, la centure à la forme d'un anneau fendu, la fente 29 étant sensiblement oblique au lieu d'être verticale comme dans les autres. L'organe de limitation de cet anneau est fait de manière a être disposé sur la face interne. Pour obtenir ce résultat, la périphérie intérieure de l'anneau adjacente à la fente 29 est entaillé de manière à former des entail les verticales 30 relativement larges, les parois les plus rapprochées des extrémités de l'anneau étant obliques comme cela est représenté sur la figure.
Ces entailles, de même que les entailles verticales des modes de construction précédent sont d'une largeur telle qu'elles permettent le degré voulu de contrac- tion de l'anneau de sorte qu'il soit convenablement ajusté sur le cylindre. On emploie un organe de limi- tation coopérant avec l'anneau et cet organe pouvant être monté directement sur le corps du piston d'une manière qui permette de l'enlever facilement*Comme le montre la figure ,cet organe comprend une plaque 31 en forme d'arc dont la courbure correspond à celle du corps du piston.Elle est formée d'une partie centra- le 32 et d'ailes 33 formant une seule pièce. Les ailes 33 font saillie sur la plaque 31 dans une direction opposée à celle de l'arête 32.
Ces ailes sont entaillées en biais comme cela est indiqué en 34 pour permettre d'agrafer l'organe de limitation sur la centune de manière que le biais des saillies 33 s'appuie sur la face opposée des entailles 30. Comme le montre la figure 11 la partie intérieure 33 est entaillée en 36 de manière à présenter un logement dans lequel l'arête
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32 vient se placer. La saillie 23 est également entaillée sur une faible profondeur de manière à recevoir la plaque 31.
Le fonctionnement de cet anneau et de l'organe de limitation est semblable à celui déjà décrit. L'anneau 13 s'appuie sur la face intérieure de la ceinture qu'il a tendance à pousser vers l'extérieur. Ce mouvement vers l'extérieur cependant nèst permis que jusqu'à une certaine limite qui est définie par la largeur des entailles 30.
Lorsque les surfaces biaisées 34 s'appuient sur les faces des rainures qui se trouvent du côté de la fente 29, l'anneau a atteint son extension maximum. Dans ce dispo- sitif comme dans les autres, par conséquent, le corps du piston a la possibilité de se dilater et de se contrac- ter d'une manière indépendante de la ceinture.
On voit que la partie inférieure de la chemise, plus particulièrement la partie qui se trouve sur la fen- te intérieure 26 en forme de V et à hauteur de la fente verticale 27 s'appuie sur le cylindre d'une manière élas- tique, lorsque le piston est en place dans le cylindre ses parties s'appuient sur la paroi du cylindre de manière à limiter le mouvement latéral de la partie inférieure du piston. Lorsque le piston est chaufë , cette manière alu- mineuse se dilate d'une manière importante par suite de son coefficient de dilatation relativement élevé. En cons truisant le piston de cette manière on obtient effecti- vement une chemise qui peut se dilater et se contracter comme le comprendront bien les gens compétents.
On voit qu'avec le présent mode de construction, le jeu entre la tête du piston et le cylindre est en effet le même que le jeu qui existe lorsque l'on emploie les pistons à fourreau faits de la même matière.Par suite
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de l'emploi de la ceinture, la tête du piston se dilate et se contracte d'une manière indépendante de cette ceinture .La ceinture peut par conséquent être considérée comme un segment auxiliaire de la tête du piston. Le fait que l'anneau peut se resserrer écarte l'éventua- lité un grippage même dans les conditions anormales puisque la pression que cet organe peut exercer contre la paroi du cylindre est égale seulement à la force élas- tique du ressort.
En formant une surface d'appui relati-
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vement haute dans la tête du piston et en employant peut se simultanément une chemise dont une partie ntractés, on réduit au minimum le mouvement latér du corps du piston et l'oscillation du piston sur l'axe du pied de bielle. De plus, la construction permet d'employer un piston cylindrique plein, ce qui assure la résistance maximum.
Un autre avantage de la présente construction réside dans le fait qu'elle permet une dissipation,maximum de la chaleur .La ceinture en métal ferreux 10 est disposée dans la tête du piston à l'endroit où les températures sont les plus élevées, et par suite du faible jeu et de la surface relativement large ,elle transmet la cha- leur du piston au cylindre . De même que les autres modes de construction , ce système de piston réunit les avanta- ges de la légèreté et de la conductibilité oalorigique élevée des matières telles que l'aluminium et des allia- ges contenant du magnésium , et l'avantage du jeu opti- mum que l'on obtient avec la fonte ou les matières les mieux appropriées avec lesquelles on fabrique la ceinture.
La disposition décrite de la ceinture ,outre qu'elle maintient le piston dans un alignement invariable, assure une commande efficace du graissage. La ceinture 10 par suite du fait qu'elle est ajustée étroitement dans
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le cylindre empêche effectivement l'huile en excès/ de ga s'écouler dans la chambre d'explosion du/moteur. Comme on le sait, si l'huile entre dans la chambre d'explosion, elle peut être craquée par suite des températures élevées et des pressions importantes qui existent dans cette chambre. Dans la construction décrite la ceinture aide par conséquent à conserver l'huile dans un état de faible viscosité et à empê- cher sa carbonisation.
Ces facteurs agissent directe- ment sur le frottement du piston puisque le frottement est accru lorsque la viscosité de l'huile est accrue, en raison du fait qu' il faut davantage de force pour couper une pellicule d'huile plus lourde.
Les avantages d'une ceinture disposée dans la tête ne sont nullement limités au piston à chemise fendue mais peuvent être obtenus dans un piston du type représenté dans la fig. 1 . On a représenté dans la figé 8 un/el dispositif. Le piston est semblable en général à celui représenté dans la figure 1 et il est muni si on le désire d'organes de limitation du même type. Dans cet exemple, la ceinture supérieure est disposée dans la tête et elle est interposées entre les segments et un anneau de graissage . Le dispositif présente toue les avantages inhérents à celui qui est employé avec les chemises fendues.
En plaçant une ceinture dans la tête et une autre ceinture sur la chemise, on empêche l'eeoillation dangereuse du piston.Lorsque le piston oscille autour de son axe de pied de bielle, le déplacement maximum se produit au som- met et au fond, et, par conséquent, lorsque les ceintures sont disposées près des extrémités du piston comme cela a été décrit, elles sont relativement plus efficaces puisque la distance qui les sépare de l'axe de pied de
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bielle est accrue. Par conséquent une telle disposition assure un piston bien équilibré et se qui/déplace suivant un alignement invariable. On observera également avec une telle construction qu'on obtient une commande du graissage très efficace.
La ceinture inférieure qui se projette au delà de la paroi du piston forme un rebord qui essuie l'excès d'huile qui s'écoule vers le bas dans le carter de la manivelle. La ceinture supérieure fonc- tionne de manière semblable et permet seulement la formation d'une pellicule de matière lubréfiante sur les parois du cylindre d'une épaisseur aussi gaible qu'il est désirable . Cette construction par consé- quent réduit au minimum le danger de dissociation du lubréfiant composé de carbures d'hydrogène et la formation qui en résulte de matières oarbonaoées lourdes et l'accroissement de la viscosité de l'huile.
La structure décrite précédemment est naturel- lement susceptible de nombreuses modifications sans sortir du domaine de l'invention . On a représenté dans les figures 13 à 18 comme exemples de modifica- tions @ possibles d'autres formes de l'organe de limitation et la méthode particulière de montage de cet organe sur le piston.
Les figs. 13 et 14 représentent un organe de limitation simple et efficace. Cet organe peut être formé d'une simple ébauche constituée par une pièce estampée élastique. Dans sa position initiale (voir les lignes pointillées de la figure 14) l'organe comprend un corps longitudinal 36 d'une hauteur légère. ment moindre que la hauteur de la rainure 12 dans laquelle il est destiné à être posé. Dans sa partie médiane,
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l'ébauche est coudée et repliée sur elle-même de manière à former une arête oentrale 37 . La plaque est recourbée à chaque extrémité de manière à former les ailes 38.
On entaille le corps du piston lui-même de manière à former un logement destiné à contenir l'organe de limitation. Cette entaille est légèrement plus petite que la longueur de l'organe de limitation lors- qu'il est dans sa position allongée. Elle comporte un logement relativement profond 36 pour l'arête 37. Pour assembler le dispositif, on resserre l'organe de limita- tion jusqu'à lui donner la position représentée dans la figure 14 et on le dispose alors dans l'entaille corres- pondante du corps du piston. Lorsqu'on relâche la pres- sion exercée sur l'organe de limitation celui-ci est retenu dans l'entaille par les faces de la rainure qui s'appuient sur les extrémités des ailes 38; en d'autres termes l'organe de limitation est retenu par frottement sur le piston.
On notera en se référant à la figure 13 que les ailes de l'organe de limitation sont disposées de manière à former un certain angle relativement à la ceinture , de manière qu'elles présentent des surfaces obligues qui s'appuient sur les côtés des rainures 30.
La ceinture utilisée avec l'organe de limitation de ce type est celle représentée dans la figure 12, c'est-à- dire que des entailles verticales sont pratiquées sur la périphérie intérieure. On comprendra que l'organe de limitation 36 peut être adapté dans une plaque arquée indépendante telle que la plaque 14 de la fig.2 qui est entaillée d'une manière appropriée. Un tel dispositif est avantageux par le fait qu'il supprime la nécessité d'usiner le corps du piston.
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On a représenté dans les figs. 16 à 18 une/autre forme de l'organe de limitation. Comme le montrent,ces figures, il coopère avec une plaque d'appui indépendante..
39. Une ouverture sensiblement circulaire 40 est prati- quée dans la plaque 29. L'organe de limitation lui- même comprend une base 41 circulaire qui porte des sail- lies 42 parallèles formant une seule pièce avec la base et disposées suivant des cordes de la base 41. Les faces supérieures de ces saillies sont disposées de manière à former un certain angle avec la base 41, et les faces latérales 43 s'approchent l'une de l'autre dans un but qui va maintenant être décrit. Les extrémités des saillies 42 s'étendent légèrement au delà de la circonférence de leur base, et se terminent sensiblement à la partie supérieure et à la partie inférieure de la plaque 39. La plaque 39 peut être préparée pour être associée @@eo l'organe de limitation en pratiquant simplement dans cette plaque un percement du même diamètre que la plaque 41.
Cet organe de limitation est construit de manière à coopérer avec une ceinture dans laquelle ona pratiqué les rainures verticales 30. Ces rainures comme on l'a dit précédemment sont considérablement plus larges que les parties de l'organe de limitation qui coopèrent avec elles, de manière à permettre à la ceinture de se déplacer relativement à l'organe de limitation.
Lorsque le dispositif est monté sur le piston , les organes de limitation sont mis en place dans la rainure, et les extrémités des saillies 43 reposent étroi- tement sur les bords des rainures, ce qui. empêche un mouvement de torsion de l'organe de limitation dans l'ou- verture de la plaque 39. Le dispositif fonctionne de la manière suivante: le ressort 12 distend la ceinture , et
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le fond des rainures 30 glisse sur les faces inclinées 42 jusqu'à oe que l'assemblage soit réalisé .L'inclinaison des saillies 42 et l'obliquité des faces 43 assurent en effet une liaison plus effective de l'organe de limita- tion avec l'anneau.
Comme dans les dispositifs décrits précédemment,l'organe de limitation permet une libre contraction mais seulement une extension déterminée de l'anneau, de sorte que le corps du piston peut se dilater et se contracter d'une manière indépendante de la ceinture.
On a représenté dans la figure 16 une légère modification du dispositif qui vient d'être décrit .
Dans cette modification, la plaque 39 est supprimée, et la base 41 est insérée dans une ouverture 44 prati-
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qu6e directement dans le corps du piston 23. Ce dispomême sitif fonctionne de la/manière que ceux qui ont été décrits. le
Ce type particulier d'organe de limitation peut prendre une autre forme comme le montre la figure 17.
Dans cette forme modifiée la plaque 39, soit comme organe séparé, soit comme pièce faisant corps avec le piston. La base 41' est considérablement plus épaisse que la base 41. Elle est construite de nanière à être ajustée à l'intérieur d'une ouverture 44 prati- quée dans le fond de la rainure du piston. Le base 41 étant faite de plus forte épaisseur, peut jouer le rôle des organes 41 et 39 de la fig. 16 , c'est-à-dire qu'elle sert de base pour les griffes de l'organe de limitation, et qu'elle sert également d'organe qui
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maintient l'espacement voulu entre l'anneau et le corps du Pi.ton1#X. Dans cette forme modifiée,
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la poussée du piéton sur le cylindre est transmise à l'anneau directement par l'intermédiaire de cet organe.
Ce dispositif remplit toutes les fonctions décrites précé- demment et la construction et son entretien sont économi- que s.
Les avantages obtenus par l'emploi de la construc- tion décrite sont apprécaibles. Le piston fonctipnne d'une manière souple tout en ayant une construction de la rigidité voulue. Il réunit lesprinoipaux avantages des pistons légers et des pistons au moyen desquels le jeu entre les pistons et le cylindre est réduit .L'emploi d'un organe de limita- tion qui limite le mouvement vens l'extérieur de la ceinture, et qui en même temps permet sa construction,,sur la longueur de l'organe élastique disposé sous la ceinture, supprime la possibilité d'un grippage puisque le piston lui-même (sauf celui du type à chemise fendue) ne peut pas exercer une pression dangereuse sur la paroi du cylindre même dans les conditions de température les plus sévères, Comme on l'a expliqué, la construction décrite élimine les batte- ments nuisibles d'oscillation ,
assure un graissage convena- ble et rapide de la dissipation effective de la chaleur en- gendrée.
Comme on l'a indiqué dans la description, l'idée principale de l'invention est l'emploi d'une ceinture dis- posée sur le piston, ajustée étroitement à l'intérieur du cylindre qui permette une dilatation et une contraction libres et indépendantes du corps du piston . Le mode de construction particulier décrit , c'est-à-dire dans lequel on emploie un anneau sensiblement continu ayant un montage élastique et une limite de dilatation, est donné en vue de schématiser les principes de l'invention et d'indiquer une manière de mettre ces principes en application. Comme
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ceux-ci peuvent être mis en application sous d'autres formes de réalisation ,l'invention n'est pas limitée à celles représentées, mais à toutes celles qui peuvent être prises pour schématiser l'idée inven- tive.
REVENDICATIONS
Ayant ainsi décrit mon invention et me réservant d'y apporter tous perfectionnements ou modifications qui me paraîtraient nécessaires, je revendique comme ma propriété exclusive et privative:
1 - Un piston pour moteur à combustion interne caractérisé par le fait qu'il comprend un corps composé d'une tête et d'une chemise faits en une matière ayant un coefficient de dilatation plus élevé que le cylindre du moteur , et ajusté dans le cylindre du moteur avec le jeu qui correspond à la différence de dilatations indiquée , une ceinture ayant une dimension oirconfé- rentielle définie, indépendante de son contact avec le cylindre étant disposé sur le piston de manière à s'ap- puyer sur les parois du cylindre à toutes les tempé- ratures,et un organe interposé entre la face interne de la ceinture et le corps du piston,
disposé de manière à se déformer élastiquement lorsque le corps du piston se dilate ,en vue de compenser la différence de la dilatation du piston et de la ceinture ,une liaison rigide étant réalisée entre le piston et la ceinture du côté du piston qu@ s'appuie sur le cylindre avec la pression maximum.