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Perfectionnements aux pistons des moteurs à combustion inte;>e
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La présente invention a trait à des perfectionnements apportés aux pistons des motears à combustion interne dans lesquels il
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n'existe pas de guidage indépendant du piston,, la bielle s'artictilànt.:tdirectement sur ceiui-cî.
On sait que lfaugmentati'on de la llpuîssauce massique" des moteurs; par l'accroissement de leur vitesse de 20tatiou# entraîne l'obligation de réduire; le plu>3 ¯poosible, l'inertie des masses à mouvement alternatil'* On a donc rechercher pour les bielles et particulièrement les pistons, l'emploi de métaux 1861;:)1'6 'et notamment .d'alliages- à base dk1.&inúniau...
Un inconvénient sérioux réside, tonterois, dans 1- coerricient de dilatation éleva de ces alliages. il l'aut prévoir un jeu. relativement important entre Il alésage (àq cylindre ut le iLi,8;è [;1'6 da pifston ce qoi provoquej à t'l'oid, tLtMiaqaement de celai-ci et facilite les remontées d,wiloo
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D'antre part, la'présence des bossages intérieurs formant, la- téralement, douilles pour le passage de l'axe de piston, entraîne, sur la surface cylindrique leur correspondante une dilatation plus importante, nécessitant un jeu accru.
.En définitive,malgré d'assez longs tâtonnements de mise au point, le piston chaud présente une surface à courbure variable prenant irrégulièrement contact avec la surface correspondante du cy- lindre, sous l'action de la poussée oblique de la bielle.
,La présente invention se propose: a) de remédier à ces inconvénients de dilatation; b) de faciliter, d'antre part, la réalisation de pistons-ultra- légers; c) d'utiliser, au maixmu, les propriétés diathermanes des allia- ges employés.
L'invention est principalement caractérisée par le fait que. les bossages, formant douilles supportant l'axe de piston, ne sont plus fixés à la paroi lat'érale ou "jupe" du piston, mais directement au fond de celui-ci par an pilier central tabulaire reliant les douil- les au fond dn piston.
La poussée oblique de la bielle n'est plus transmise à la jupe par les douilles, mais, indirectement, par le fond du piston..
Il résulte de cette disposition du pilier central supportant les douilles:
1 la disparition des irrégularités de. dilatation provoquées, dans la jupe du piston, par la présence de bossages internes;
2 - la facilité d'usiner cette jupe, intérieurement comme exté- rieurement, et d'en réduire l'épaisseur à celle strictement néces- carire ;
3 - la possibilité de supprimer, plus ou moins complètement cette jupe, sur les côtés perpendiculaires au plan de rotation de la biel- le, puisque l'appui sur le cylindre y est nul et que, d'autre part, ces côtés n'ont plus à supporter les bossages dont la fixation est assurée agrément, ce qui permet en outre un allégement de la jupe;
4 - la possibilité même de rendre la jupe élastique par la sup-
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pression complète de chaque partie latérale ou l'utilisation d'une simple rente, oblique ou non, sous chaque passage ménage latéralement pour la mise en place de l'axe de pistono
Chaque partie .de jupe;
ainsi rendue distincte, se comporte comme un solide,libre à une extrémité et encastré à l'autre, pouvant se déformer élastiquement, sous l'action des efforts répartis le long de sa surface,
Pour rendre la jupe élastique, il n'est pas ainsi nécessaire de recourir, comme il est usuel, à des fentes longitudinales des surfaces de guidage du piston, fentes combinées avec d'autres,, transversales, lesquelles présentent l'inconvénient de'gêner la transmis- sion de la chaleur de la tête du piston au cylindre, à travers la jupe.
Dans le plan de rotation de la bielle et pour résister à la poussée oblique de celle-ci; la jupe est renforcée par deux nervures, diamétralement opposées.
On pourra conserver; pour supporter 11 axe de piston, deux douilles"letérales" entre lesquelles s'engagera le pied de bielle, mais on pourra, encore, n'utiliser qu'une douille "centrale", le pied de bielle formant: "chape" de chaque coté de celle-ci.
Quelle que soit la disposition adoptée, on obtiendra, une réduction de la longueur de l'axe de piston, partie relativement très lourde. Il en résultera une nouvelle diminution d'inertie complétant celle provenant, pour le piston, d'une meilleure répartition de la matière et d'un allégement consécutifs
Enfin, pour ane masse moindre, on augmentera la surface de re- froidissement du piston résistance égale, on pourra réduire 1'épaisseur du fond de piston et diminuer, ainsi, avec la température locale des parties les plus chaudes, la tendance à la formation de dépôts charbonneux.
Particulièrement applicable dans le cas d'emploi de métaux ou alliages à coefficient élevé de dialtation, l'invention conserve son intérêt quelle que soit la substance utilisée.
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Appliquée aux pistons pourvus, à leur partie supérieure et du
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côte de la chambre de soupapes, d'un bossage extérièar, l'invention présente les caractéristiques sr1ivantes: a) la race intérieure périphérique du dit bossage se trouve dans le prolongement de la surface interne de la jupe; b) sa face intérieure centrale se trouve dans le prolongement de la surface extérieure du pilier central tubulaire.-portant la ou les douilles.
L'invention sera mieux comprise én se référant au dessin annexé
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qui en montre sohématiqaemeat, à titre d'exemple, quelques modes de réalisation. Sur ce dessin:les figures 1 à 4 se réfèrent au 'cas par,t.iculier- . où l'axe de piston est supporté par deux douilles latérales, avec réalisation d'une jupe élastique:
La'figure 1 est une coupe diamétrale, selon la ligne 1-1 de la figure 2, par le plan contenant l'axe et perpendiculaire au plan de rotation de la bielle.
,La figure 2 est une coupe horizontale selon la ligne brisée 2-2 de la figure 1, partie à hauteur de l'axe de piston et partie à Hauteur du dernier segment.
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La figure 3 est une coupe diamétrale selon la little 3-3 des figures'1 et.4, par le plan de rotation de la bielle, dans' le cas particulier d'un piston à bossage extérieur.
La figure 4, est une vue en plan de ce même piston. '
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Dtref,ï.5 est une coupe diamétrale analogue à celle de la figure 1, mais dans le cas d'une douille"centrale"avec, à chaque bout, le pied de bielle formantechapelè dans la forme représentée, la .-jupe n'a pas été rendue élastique.
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Il est aisé de voir que les dOlli1:1es,D, latérales (figure 1) ou centrale (figure 5) supportant l'axe 'de piston, sont fixées, di- rectement au fond F du piston,' par .un pilier tubulaire T.
Dans la figure 1, la bielle passe, comme il est usuel., en-
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tre les douilles "latérales" D du piston.
Le piller tubulaire T présente, de part et d'autre, un passage H pour permettre le libre déplacement du pied de. bielle, selon son plan de rotation*
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Les deux face h du passage H s,ont reliées, entr'elles, de préférence par une voûte v.
Le pilier central, tubulaire T est préférablement renforce en ± et t' (figure 2), entre les douilles D et le fond F. Le renforcement est réalisé.,
1 à l'extérieur du pilier T, par une augmentatino t de diamètre dont d'épaisseur;
2 à l'intérieur, en ménageant; un méplat t'.Ou pourra prévoir, également, and nervure radiale n entre la douille et le fond.du piston.
La partie inférieure du pilier T, ou de pièces d'autres formes, utilisées pour supporter les douilles D, pourra être de substance différente et rapportée par tous moyens appropriés, sur la partie supérieure, venue de fonderie avec le fond F du piston.
On voit que. la disposition, selon l'invention, présente la ca- ractéristique que la poussée oblique de la bielle est transmise a la paroi latérale ou jupe J, non pas au moyen des douilles D portant l'axe, mais indirectement par le fond 2 du piston.
Dans le plan de rotation de la bielle et pour résister à la poussée oblique de celle-ci; la jupe J du piston est renforcée par deux nervures, diamétralement opposées N (figures 1, 2 et 3).
On peut, tout en allégeant, la jupe au maximum, réaliser la ca- ractéristique, tres importante, dobtenir une jupe élastique, déformable, permettant de ne monter, qu'avec un jeu très réduit, les pistons en alliage léger, malgré leur important coefficient de dilatation.
Il suffit, pour cela, de supprimer partiellement: la jupe, en E, de chaque côté du piston, au-dessous du passage circulaire ménagé pour la mise en place de l'axe. On obtient, ainsi, dans la jupe, deux solutions de continuité telles que 4 (figures 1 et 3).Les bords en regard pourront être parallèles, comme indiqué figure 3, ou obliques.
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On pourrait, également n'utiliser en E qu'une simple rente de peu de largeur,' oblique ou non, de la jupe*
Chacune des deux parties ainsi séparées de la jupe J, par- ties formant, respectivement, surface de guidage du piston, se com- portera comme un solide libre à une extrémité (partie inférieure de la jupe) encastre à l'autre (vers la tête du piston) et pouvant se dêformer; élastiquement, sous l'action des efforts répartis le long de sa surface*
Pour l'application de l'invention à la réalisation de pistons, du'type connu, présentant; à leur sommet, du cote de la chambre de soupapes, un bossage latéral R, selon le tracé mixte de la figure 1, les faces intérieures r et r1 (figures 3 et 4) de ce bossage se trou- veront placées:
la race périphérique , dans le prolongement de. la surraee inté- rieure j que présente la jupe J dans sa partie supérieure (au ni- veau des segments); la race centrale r1 dans le prolongement de la surface extérieu- re g du pilier central T.
Le bossage R sera cloisonné en c (figures 3 et 4) par le pro- . longeaient de la nervure N se trouvant du même côté*
La figure 5 enfin montre une variante de réalisation dans la- quelle la bielle'B, représentée schématiquement en tracé mixte, l'orme change à chaque bout de la douille centrale D de fixation, com- potant un passage circulaire p pour le moulage et l'usinage de la surface intérieure du tube T.
Des nervures radiales, telles que N' peuvent alors'conso- lider le fond B du piston.
Dans chacune des deux formes de réalisation ci-dessus décrites (deux douilles latérales comme en figure 1, ou une seule douille centrale comme en figure 5), la partie de jupe, supprimée sur les cotes perpendiculaires- -, au plan de rotation de la bielle, au lieu de s'étendre jusqu' en bas de la jupe comme 'en E, figures 1 à 3 et de rendre ainsi la jupe élastique, peut comme représenté en E',figure 5, être constituée par un évidement ne s'étendant pas jusqu'en bas de la jupe, ne rendant, par' conséquent, pas la jupe
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élastique et permettait simplement la mise en place latérale de l'axe' de piston, tout en allégeant le piston.
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On voit qu'il est possiule, dans tous les cas, d'usiner.à l'inté- rieur et à l'extérieur et sur toute sa hauteur la jupe cylindrique du piston,
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Le pilier tabulaire T peut être usiné a l'extérieur dans le cas de la figure 1 et 1> l' intérieur dans le cas- de la î igare 5Dans le cas do la figure 1, le fond F du piston peut être usiné pt?rtiel1ewent à l'iuteriear. Tout usinage intérieur pourra d'ailleurs, être 8up],iJ:'imâ en coulatit le piston en des moules métalliques, ce que permet sa l'orme.
Il est évident, du reste, que l'invention ne saurait être arbi-
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traitement limitée aux seuls modes d'exécution décrits et représen- tés, toutes modifications de forme, dimensions et détails de réalisation pouvant y être apportées selon les cas et applications, sans .se départim de l'esprit général du présent brevet.
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R 5 1, b ù àà là i,
Applicable aux moteurs à combustion interne, dans lesquels le pied de bielle s'articule directement sur le piston, lequel ne com-
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porte aucun guidage 3'rs,l. supplémentaire, l'invention présente les caractâisiques suivantes prises ensemble ou séparément:
1 la ou les douilles supportant l'axe de piston sont fixées, non pas sur la paroi cylindrique du piston, mais directement au rond de celui-ci, cette fixation pouvant être obtenue par un ou plusieurs
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pièces de l'ormes quelconques, appropriées, mais étant pré!\ra.11ement réalisée par une pièce centrale tubulaire comportant, si nécessaire, , on passage, dans le plan de rotation de la bielle, pour permettre le libre déplacement du pied de bielle;
2 les pièces ou le pilier tabulaire de fixation reliant les douilles au rond du piston peuvent !âtre d'une substance différente pour la partie inférieure, celle-ci rapportée,, par tous moyens appropriés, sur la partie supérieure, venue de fonderie avec le fond du piston ;
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3 le pilier central tabulaire est renforce Intérieurement comme extérieurement, -antre les douilles et le fond. du piston: intérieurement par un méplate et extérieurement par une augmenta- tion de son diamètre primitif;
on pourra également, prévoir une nervure radiale entre chaque douille et le rond du piston;
4 - les deux-faces du passage ménage, dans le pilier central, selon le plan de rotation de la bielle, pour permettre le libre déplacement de celle-ci; sont reliées à leur partie supérieure par une voûte;
59- pour résister à la poussée oblique de la bielle, laquelle e mais douilles se transmet non directementà la jupa, mais indirectement par le fond de piston;
la,jupe est renforcés, dans le plan de rotation de la bielle, par deux nervures diamétralement opposées;
6 - Jour permettre' la mise en place latérale de l'axe de piston et alléger le piston,on supprime partiellement la jupe sur les cOtés perpendiculaires au plan de rotat-ion de la eille, puisque l'appui sur le cylindre y est nul et que, d'autre part, ces côtes n'ont plus à supporter les douilles logeant l'axe;
7 - en vue de rendre la jupe élastique, on supprime sa partie inférieure, de chaque côté du piston, au-dessous du passage circulaire ménagée pour la mise en place de l'axe de piston, de sorte que chaque partie de jupe, rendue ainsi distincte, se comporte comme un solide libre à une extrémité et encastré à l'autre, pouvant se dé- rormer élastiquement, sous l'ction des efforts répartis le long de sa surface.
On peut, également, n'autiliser qu'une seule fente, oblique ou non, sous chaque passage ménagé, latéralement) pour la mise en place, de l'axe de piston;
8 - pour l'application de l'invention à la réalisation de pisto.ns, présentant, à leur sommet) un bossage latéral, du côté de la chambre dè soupapes, les faces intérieures da ce bossage se trouveront : la face "périphérique" dans le prolongement de la surface intéfieure dé la jupe,
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la race IICE:D'L.J:'al011 dans le prolongement de la su.n'ace extéïrieuxe du pilier tabulaire reliant; au rond du piston$ les douil 10d poj.'uatit l'axe; 1 bossage sera cloisonne par le prolongement de la nervure ie U20avkili't da mêm<=! côté; 9g- au lieu ae douilles "latérales" portaJ.!1t l'axe de pistou; on Utili.=,8, dand tue variante de réalÍt:>8 tiOD;
aile douille "cent2alei, a \.ma.ql16 tout de lactz:le.. pied de bielle l'orme chape.