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" Perfectionnements apportés aux piétons, notamment à ceux pour moteurs à combustion. interna ".
L'invention est relative aux pistons; et elle con- cerne plus particulièrement (parée que c'est en leur cas que son application aemble devoir offrir la plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi de tala pistons, ceux pour moteurs à combustion interne,
Les pistons, et plus particulièrement ceux de mo- tanrs à combustion interne, doivent entre autres qualitéa es- sentiellea, posséder celles ci-après: légèreté, très bonne conductibilité de la chaleur, étanchéité, élasticité. les pistons actuellement utilisés répondent assez: mal à certaines de ces exigences, notamment à la dernière.
On constitue généralement ces pistons en aluminium; c'est un métal léger, réaiatant et bon conducteur de la cha- leur. Cependant, en raison de son coefficient de dilatation ,
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élevé, on est obligé de prévoir un jeu important lora du mon- tage, entre les parois du piston et celles du cylindre, pour éviter que ledit piston, au fur et à mesureda son échauffe- ment, vienne se serrer dans le cylindre. Les inconvénients de ce jeu sont bie n connust tant que le moteur comportant le- dit piaton n'a pas atteint une certaine température, le pis- ton, mal guidé dans son cylindre, fait entendre des claque- ments et dea -remontées. d'huile importantes se produisent.
On obvie à ces inconvénients en pratiquant, dans la jupe du piston, dea fentes longitudinales, permettant un ajus- tage plus précia du piston dans le cylindre. Le piston peut ainsi se dilater librement dans son cylindre aune risquer de venir serrer dans ce dernier.
Mais l'aluminium est un métal qui manque beaucoup d'élasticité; c'est pourquoi, malgré que l'on ait prévu des fentes longitudinales, permettant la dilatation du piston et lui conférant une certaine élasticité au début, ledit piaton ne tarde pas à acquérir des déformations permanentes lui en- levant le peu d'élasticité que lui autorisaient les susdites fentes longitudinales.
A partir de ce moment, le piston se comporte dana aon cylindre comme s'il n'était paa fendu; il claque et donne lieu à des -remontées. d'huile.
D'autre part, on munit les pistons usuels de seg- menta d'étanchéité que l'on plaoe à leur partie supérieure, la tête. Ces segments, qui doivent se mouvoir dans des gor- ges pratiquées dans la tâte du piston (tête dont le métal se trouve ramolli par suite de la haute température régnant dans le cylindre),prennent rapidement du jeu dans lesdites gorges.
Il en résulte que les gaz surmontant le piston passent entre les segments et le fond de leur gorge, brûlent l'huile qui s'y est déposée en formant dea charbons, lesquels, de pair avec les susdits. gaz, exercent une poussée derrière lesdits segmenta.. Ceux-ci se trouvent alors fortement appliquée con- tre les parois du cylindre abusent rapidement et provoquent
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même une usure du cylindrée
La. présenta invention a pour but, surtout, de ren- dre tels, les pistons, quila répondent, mieux que jusquà présent, aux desiderata de la pratique.
Elle consiste, principalement, à constituer la jupe des piatona du genre en question en plusisurs éléments propres, aous l'action d'organes internes travaillant à l'expansion, à rappliquer sur les parois des cylindres dans lesquels doivent ae mouvoir lesdits pistons, et à assurer ainsi l'étanchéité roquise
Elle consiste, mise à part aatte disposition prin- aipale en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment en une seconda disposition,excluis- vement relative, celle-là, semble-t-il, aux pistons devant être reliés à un attelage cinématique tel que bielle et mani- velle, et consistant, ladite disposition, à constituer les pistons du genre en question, d'une part,
par un ensemble comportant, notamment, une tête et une jupe et, d'autre part, par un organe propre à être relié au pied de la bielle ou semblable, et à réunir de manière telle cet ensemble et cet organe que ceux-ci puissent subir l'un par rapport à l'autre certains déplacements angulaires.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application, ainsi que certains modes de réalisation, des- dites dispositions; et elle vise plus particulièrement enco- re, et ce à titre de produits industriela nouveaux, les pis- tons. comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles (notamment les moteurs à combustion interna compre- nant de semblables pistons) et les installations (notamment les véhicules), fixes ou mobiles, comprenant de semblables ensembles..
@ Et elle pourra, de tonte façon, être bien comprime '
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à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnes surtout à titre d'indication.
Les fige le 2 et 3 que comporte ce dessin montrent, respectivement en coupes axiales selon 1-1 fig. 2 et 2-2 fig. l, et en élévation @ un piston établi conformément à l'invention,
Selon l'invention,, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il sembla qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'êtablir un piston pour moteur à explosions, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On constitue la jupe du piston en plusieurs éléy- monta, propres, sous l'action d'organes internes travaillant à l'expansion, à a*appliquer sur les parois du cylindre dans lequel doit sa mouvoir ledit piston, et à assurer ainsi l'é- tanchéité requise.
De préférence, alors, on fait comporter au piston une tête distincte de sa jupe, mais on prévoit, bien entendu, des liaisons telles des éléments de ladite jupe avec ladite téta, que, malgré les déplacements relatifs que peuvent subir ces organes, l'étanchéité soit toujours assurée.
Pour ce qui est des éléments devant constituer la- dite jupe, on leur donne toute forme appropriée, par exemple une forme voisine de celles obtenues en découpant la surface latérale d'un cylindre, soit par des plans horizontaux et en fendant les portions ainsi réalisées, pour leur permettre de se contracter et de se dilater, soit suivant des hélices parall0les et équidistantes tra- cées sur ladite surface, soit, et mieux, par-des plans. radiaux, déterminant ainsi des segmenta cylindriques, et, dans toua les cas, on prévoit encore des liaiaona
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telles, de. ces différents éléments entre eux, que, malgré les mouvements relatifa quils peuvent subir, 10'étanchéité requi- se soit parfaitement conservée.
Pour ce qui est des susdits organes, propres, en travaillant à l'expansion, à appliquer les susdits éléments contre la paroi du cylindre, on les établit, eux aussi, de toute façon appropriée.
De préférence, cependant, on les constitue par des sortes de. joncs élastiques.circulaires et fendus, assez analo- gues, par exemple, aux segmenta d'étanchéité dont sont ordi- nairement munis les pistons usuels, et, de préférence encore, on dispose ces organes suivant des aectiona droites du cylin- dre dans lequel on a découpé les éléments de la jupe.
Bien entendu, on prévoit ces joncs en nombre tel, et on les dispose, en hauteur, de manière également telle, que le contact entre les éléments de la jupe et la paroi du cylindre soit toujours convenablement assuré.
Final ornent, on a, par exemple, recours à celui des modes de réalisation représenté sur le dessin et selon lequel on procède comme suite
On établit, pour o-onstituer la jupe 1 du piston, des éléments 2 avantageusement en aluminium, en forme de segments cylindriques (dont la courbure dépend, bien entendu, de celle- du cylindre dans lequel doit se mouvoir le piston à établir) et, par exemple, au nombre de trois.
On établit également, avantageusement aussi en alu- minium, de toute façon appropriée dans +on ensemble, la tête.
3 du piston.
Un prévoit alors des moyens poux relier lea élé- ments 2 de la jupe avec ladite tête 3 et permettre cependant des déplacements relatifs de ces organes sous 1*efèt, no- tamment, de différences de dilatation.
Pour cela, par exemple, on fait simplement comporter à le, partie supérieure de chaque élément 2 des talons circulaires 4, par exemple au nom-
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bre de deux, on ménage, dans la tête 3, pour recevoir lesdits talons, des logements correspondants 5,
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et on s''arrange pour que, lorsque les éléments 2 sont assemblés avec la tête- 3, d'une part, les talons 4 puissent glisser dans leur lo- gement, et, d'autre part, un léger jeu subsiste au fond des em-
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boîtements, ainsi obtenus, ce qui autorise de faibles dé- placements radiaux, desdits éléments par rapport à la tête 3.
On prévoit également des moyens pour relier entre aux les éléments 2, en leur donnant la possibilité de dépla- cémenta relatif+, et conserver cependant l'étanchéité india- pensable.
On fait appel, pour cela, par exemple, à la diapo-
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action d"assemblage dit à baïonnette et selon laquelle (fig.
3) on fait comporter aux éléments 2 des parties alternative- ment mâles et femelles, par exemple des sortes de languette 6, propres à s'engager les unes dans les autres. Là encore, bien entendu, on ménage, au fond des assemblages, des jeux suffisants pour permettre des déplacements relatifs des élé- ments 2 sous l'effet, notamment, d'une contraction qu'il% su- bissent.
On a recours, avantageusement, ensuite, à des joncs extensibles 7, que l'on dispose, dans des logements appropriés,
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à l'intérieur de l'ensemble obtenu pur l'assemblage des trois éléments 3 de la jupe.
On choisit, avantageusement, trois semblables joncs et, par exemple, on en dispose deux à a partie supérieure, entre lea élé- ments 2 et la téta 3 (un jeu radial étant encore ménagé) et, par exemple enaore, l'un entre lea deux séries de talons 4,
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l'autre, au-.daeaua de la-sézie,4aa talons a,uêr,eua., et on dispose le .:J:01.1i!-18, , l ar1i1 intérieure, dé le jupe, laquelle par à..ce1i,e:f;Ç:ett Ç).n..a;.,a.1ageu"eme:t ren-
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forcée.
Avantageusement, et¯surtout dans le but d'adoucir.
1& frottement dea éléments 2 contre les parois du cylindre et da contrarier les déformations dues à. la chaleur, on munit extérieurement lesdits éléments, de préférence en les faisant venir de fonderie, de garnitures métalliques 8, placées à demeure dans leadita éléments. On choisit, par exemple, ses garnitures au nombre de quatre et, avantageuse- ment, alors, on établit les deux garnitures intermédiaires en acier spécial et les deux. garnitures, extrêmes en fonte.
De préférence, on ménage, à la partie inférieure renforcée des alimenta. 2, des gorgea 9 dana lesquelles on place des segments 10, dont le rôle, analogue aux segmenta râcleurs usuels, est d'empêcher l'huiles de monter trop abon- damment entre le piston et le cylindre.
On prévoit avantageusement, en les menageant extê- rieurement,de toute façon convenable, par exemple circulaire- ment, sur les éléments de la jupe, dea rainures (non repré- sentées) espacées d'une dizaine de millimètres, pour facili- ter la circulation de l'huile devant lubrifier lea parties en contacta
Enfin, on adjoint, de toute manière appropriée, à la tête 3. du piston, le support 11-, avantageusement en àlumi- nium, pour l'axe d'articulation du piston et on ménage, comme on l'a fait pour la tâte 3 par rapport aux- éléments 2, entre ledit support et lesdits éléments, des intervalles suffisants pour permettre, notamment, les différences de dilatation de ces organes.
En suite de quoi, on a établi un piston dont le fonc- tionnement ae conçoit aisément, les jones 7 travaillant à l'ex- pansion, appliquent toujours de façon parfaite les éléments de la jupe contre les parois du cylindre. L'étanchéité d'un tel piston est donc bien assurée et son élasticité se conser- va continuellement.
On remarque, en effet, que les joncs ? qui assurent le contact entre les éléments 2 et les parois du
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cylindre, sont à l'abri des ''coupa de feu se produisant dans le cylindre et ne peuvent, en aucune façon, présenter un échauffement exagéré* Ils ne risquent donc pas de prendre du jeu dans leur logement, ni d'acquérir des déformation permanentes leur enlevant leur qualité d'élasticité.
De plus, quelle, que soit la température du piston, l'évacuation de la chaleur est aonvenablement assurée et la jupe ne risque pas de gripper dans le cylindre par suite de dilatations inégales. Toutes précautions ont, en effet, été prisas pour assurer des dilatations respectives et l'expan- sion de la jupe est obtenue grâce aux joncs 7, jamais soumis à un échauffement exagéré. les .-..segmenta 10, également, placée dans une partie de la jupe bien refroidie, ne peuvent aucunement prendre du jeu dans leur gorge.
Quant aux garnitures comme dit plus haut, elles ré- duisent les frottements, et empêchent pratiquement toutes dé- formations.
Enfin, il convient de noter que l'élasticité propre des éléments de la jupe n'intervient pratiquement pas, puisque l'étanchéité est obtenue par l'élasticité des joncs. Il en résulte, en particulier, que le frottement régulier du piston dans son cylindre usure de plus en plus une étanchéité¯ plus satisfaisante.
Et, ou bien on se contente de s'y prendre ainsi qu'il vient d'être dit, ou bientôt mieux, ona recours à des dispositions, supplémentaires, telles que la suivante, et qui peuvent, le cas échéant, s'utiliser isolément.
Selon cette disposition, supposer qu'il s'agisse encore d'établir un piston pour moteur à explosions, on la constitue, d'une part, par un ensemble comportant, notamment, une tâta: at une jupe. et, diantre. part, par un sup- port pour l'axe d'articulation du pisiton,
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et on réunit de manière telle cet ensemble et cet orga- ne, que ces damiers puissent, l'un par rapport à l'autre, su- bir certains déplacements angulaires.
Pour ce qui concerne le susdit ensemble, on le cons- titue de toute façon appropriée, par exemple, en lui faisant comporter, soit une tête solidaire d'une jupe pleine ou fendue, soit, et mieux, une tête assemblée avec une jupe compo- sée d'éléments distincts, ainsi qu'il a été décrit plua haut.
Pour ce qui concerne le susdit support, que l'on Rtablit, lui aussi, de toute façon convenable, on le munit, par exemple, de deux demi- bossages 12 dans. lesquels on prévoit des logements. 13 pour l'axa d'artieulation du piston.
De préférence, et particulièrement si l'on a fait choix d'une jupe expansible.on assure le contact dudit aup- port et du susdit ensemble entre la partie supérieure du sup- port 11 et la partie inférieure de la tête 3.
Bien que, en raison de l'articulation du pied de bielle sur le piston, il soit suffisant de donner aux surfa- ses en contact de la. tête 3 et du support 11, la forme de portions de cylindre d'axe perpendiculaire à celui de la. sus- dite articulation, pour que tout défaut de perpendicularité existant entre l'axe du vilebrequin, du moteur et celui du cy- lindre puisse être corrige,, on établit, avantageusement, lea susdites surfaces aphé- riquea, la.. téta 3 pouvant prendre alors n'importe quelle po- aition angulaire par rapport au support 11.
On interpose, de préférence, entre les susdites sur- faces, un élément 14, propre à adoucir le frottement, par exemple une simple rondelle en clinquant d'acier.
Bien en-tendu,, pour permettre au piston d'être rappe- lé par la bielle au temps d'apiration on prévoit des moyens de liaison entre la téta 3 et le support 11, et l'on rend tels ces moyens que des déplacements relatifs de ces organes soient/[/
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possibles.
Cependant, on choisit avantageusement de tels mo- yens élastiques, de manière que, un jeu consécutif à une usure se présentant sur les surfaces en contact puisse être automa- riquement rattrape
A cet effet, par exemple, par des échancrures convenables que l'on ménage dans le support 11, on loge à la partie inférieure de la tête 3, de part et d'autre de chaque demi-bossage 12, un crochet 15, et on relie les deux crocheta d'un même bossage par un élément élastique 16 (tel par exemple qu'un ressort à boudin établi en corde à piano) encerclant ledit bossage dans une rainure annylaire y ménagée.
Dans ce mode de liaison élastique, de plus on pour- ra judicieusement établir les portées 17 du support 11, pour l'axe d'artioulation du piston-, en plusieurs,, par exemple en deux,partiea distinctes, séparées., lorsque mises en place sur ledit axe, par un intervalle de quelques millimètres. Ainsi, les ressorte. 16 serviront aussi à rattraper le jeu qui pour- rait se créer entre lesdites.. portées et ledit axe.
On prévoit, naturellement, entre le support 11 et la jupe 1 du piston, un intervalle suffisant, non seulement pour permettre les dilatationa, mais également pour autoriser les orientations différentes que peut prendre ledit support par rapport à la tête 3.
Mais on a quand même soin de donner à la partie in- férieure renforcée de la jupe 1, un diamètre interne inférieur à la plus grande dimension radiale du support 11, de manière que, en cas, notamment, de rupture des ressorts 16 ou de grippage de la jupe dans le cylindre, ledit support ne puisse se séparer de l'ensemble du piston, ce qui évitera des acci- dents fort graves.
On a ainsi établi un piston grâce auquel les défauts de perpendicaularité de: l'axe du cylindra et de. 1.axe: du. vile- - brequin du moteurs, ainsi d'ailleurs que de- légers défauts d'a-
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lignement de certains organes, seront pratiquement corrigés,
1'ensemble tête-jupe restant toujours en contact correct avec le sylindre.
Dans un tel piston, de plus, les jeux pouvant se produire entre les surfaaea en contact de la tête 3 et du support 11, et entre les portéea 17 et l'axe d'articulation du piston, sont automatiquement rattrapés..
11 convient, enfin, de noter que, dans la présente réalisation, l'axe d'articulation se trouve complètement isolé des. parois du cylindre.
Gamme il va de soi, et aonone il ressort d'ailleurs. déjà de ce qui précède,, l'invention ne se limite aucunement à celui de sea modes d'application, non plua qu'à ceux des. modes. de réalisation de sea diverses parties, ayant été plus spécialement été envisagea; elle en embrasse, au contraire, toutes lea variantes.
R É S U M É.
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