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Piston en métal léger pour moteurs à combustion interne.
Pour compenser la forte dilatation thermique des pistons en métal léger, on a proposé quantité de construc- tions de pistons qui visent à diminuer ou à compenser la dilatation thermique de la matière. Ainsi, on a essayé de tourner la difficulté en séparant la tête de la jupe du pis- ton, en même temps qu'on faisait la tête en aluminium ou la jupe en métal lourd. De nouveaux inconvénients résultent toutefois de la jonction de ces deux métaux de natures dif- férentes. De même, on n'obtient pas non plus, en général des résultats satisfaisants en noyant dans la jupe du piston, lors de la coulée du métal, des bandes d'acier à faible dila- @
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tation thermique.
On a essayé aussi de couper par des fentes transversales la liaison directe de la partie portante de la jupe avec la tête de piston, et de relier seulement par des nervures de raidissage cette partie de la jupe aux portées d'articulation de l'axe du piston. En même temps on utilise la dilatation thermique plus forte de la tête pour dilater la jupe dans le sens de l'axe d'articulation du piston, de manière à maintenir sensiblement constant l'écartement entre les parties portantes de la jupe du piston à toutes les températures de travail, Ainsi, on a proposé de ne laisser subsister de la jupe du piston que les surfaces des patins de glissement. Dans ce cas les patins ne sont également plus reliés aux portées d'articulation de l'axe du piston que par une nervure étroite,
tandis qu'au-dessus des portées d'articulation les patins s'évasent autour de celles-ci et ne sont séparés à cet endroit que par une fente étroite. Cette construction comporte nécessairement de grandes ouvertures dans la jupe du piston, de sorte qu'après une durée de fonctionnement relativement courte la consommation d'huile devient très grande. On a aussi proposé d'agencer un piston à patins en vissant de manière réglable et remplaçable, des deux cotés du piston, des patins distincts. Toutefois ces patins ne devaient avoir aucune liaison rigide avec la jupe du piston, mais restaient élastiquement réglables au moyen de ressorts.
Aussi cette forme d'exécution n'a-t-elle pu être employée en pratique. On a encore proposé de ne relier les portées d'articulation de l'axe du piston qu'à la tête du piston et de prévoir en même temps deux éléments de jupe concentriques dont l'intérieur est relié aux portées d'articulation et dont l'extérieur est relié à l'élément intérieur au moyen.de nervures d'assemblage décalées de 90 . Toutefois on ne peut pas
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faire travailler ces pistons comme pistons à patins. Ils ne satisfont pas, notamment, à une condition très importante, à savoir une certaine élasticité des parties latérales portantes, en particulier dans les positions où il y a poussée latérale en service.
Suivant les idées actuelles sur la construction des pistons en métal léger, on cherche à donner au piston la forme d'un ovale dont le petit axe correspond à l'axe des portées d'articulation, et en même temps on relie ces portées par des nervures à la tête du piston afin qu'elles puissent se dilater en service. Cette dilatation provoque un certain fléchissement élastique des parties portantes de la jupe, situées sur le grand axe de l'ovale. Ceci évite qu'aux températures de service élevées le piston se dilate dans la mesure du coefficient de dilatation élevé des alliages d'aluminium. Mais en même temps il faut que, malgré la déformation périphérique du piston due à ces tensions on conserve un segment portant faisant office de patin de glissement qui soit autant que possible circulaire et qui corresponde à l'alésage du cylindre.
On a aussi proposé de résoudre ce problème en séparant par de simples fentes les parties portantes ou glissantes de la jupe des autres parties de celle-ci. Toutefois ceci empêche précisément le fléchissement élastique des parties latérales portantes d'être produit par l'allongement dans le sens de l'axe d'articulation du piston.
La présente invention a pour objet des pistons à patins de ce genre, comportant des patins spéciaux sur les parties latérales portantes. A cet effet, en premier lieu, on sépare de la manière connue en soi la jupe de la tête du piston au moyen de fentes transversales disposées horizontalement, sur la majeure partie de la périphérie du piston, pour
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couper efficacement la transmission de chaleur de la tête du piston aux patins. Ensuite on relie rigidement les portées d'articulation d'une part à la tête du piston, au moyen de nervures, et d'autre part à la jupe du piston.
Mais pour le reste on donne à la jupe du piston une forme complètement fermée sur elle-même. La nouveauté de la construction consiste en ce que la jupe du piston fermée sur elle-même, au lieu d'épouser sur ses faces portant les patins, la forme circulaire de l'alésage du cylindre, est disposée en retrait par rapport à la courbure du cylindre, pour recevoir les patins.
Dans la forme d'exécution préférée la jupe du piston suit donc à cet endroit la corde d'un arc. Sur cette corde est alors adapté le.patin proprement dit dont la courbure périphérique épouse celle de l'alésage du cylindre et qui n'est relié à la jupe du piston que par une mince nervure.
Le dessin annexé représente l'invention de façon plus détaillée.
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un piston,
Fig. 2 en est une coupe transversale, et
Fig. 3 est une coupe longitudinale d'un autre piston dont la liaison entre les portées d'articulation du piston et le fond du piston est constituée par des nervures autrement conformées.
La tête 1 du piston est séparée de la manière usuelle de la partie portante 3 du piston par une fente transversale 2 s'étendant presque sur toute la périphérie. Seules les nervures 4 assurent la liaison entre les portées d'articulation 5 et la tête 1 du piston.
Aux nervures 4 est raccordée une jupe élastique 6 qui, contrairement aux constructions antérieures, est aussi d'un seul tenant sous les portées d'articulation. A cette jupe sont adaptées par l'intermédiaire d'une mince nervure
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8 les surfaces portantes 7 faisant office de patins.
Au lieu des nervures 4, des nervures obliques 9 représentées sur la Fig. 3 peuvent relier les portées d'articulation à la tête du piston en se raccordant au fond du piston par deux nervures parallèles 10.
Cette construction du piston permet, de la manière connue, de transmettre la dilatation thermique plus forte de la tête du piston, dans la direction de l'axe d'articulation du piston, à la partie un peu plus froide de la jupe du piston afin que cette partie de la jupe se dilate suivant la direction de l'axe d'articulation, de sorte que l'écartement entre les surfaces des patins reste invariable même aux températures élevées, en service. La jupe du piston elle-même a une surface entièrement unie, ne comporte pas de fentes en regard de la courbure du cylindre et supporte le patin sensiblement sur toute sa longueur.
Le patin repose sur la jupe du piston plutôt comme sur un support élastique, de sorte qu'en service il peut toujours fléchir légèrement vers l'intérieur lorsque la dilatation thermique tend à produire un contact plus intime avec le cylindre. Cette élasticité est rendue possible précisément grâce à la liaison en forme de nervure,tandis que pour le reste les encoches étroites et profondes ainsi produites assurent le jeu requis pour le patin. On peut prévoir ces encoches dans le piston à la fonderie ou, de préférence, les produire par fraisage. D'autre part, par suite de la forme complètement fermée de la jupe du piston, on obtient une étanchéité absolue entre le piston et l'alésage du cylindre, de sorte que la consommation d'huile reste économique.
L'avantage spécial du nouveau piston réside en ce qu'il est possible de diminuer notablement le jeu du piston lors de son montage à froid. A titre d'exemple, on peut mentionner qu'un piston fait en un alliage aluminium-silicium
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à coefficient de dilatation thermique d'environ 21. 10-6, pour lequel dans le cas d'un piston d'environ 10 cm. de dia- mètre il fallait ordinairement prévoir au montage un jeu de 0,10 à 0,15 mm., a supporté sans difficulté, lorsqu'il était conformé suivant l'invention, un service même de longue durée avec un jeu au montage de 0,03 mm. seulement.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Piston à patins, dont la jupe est séparée de la tête,sur la majeure partie de la périphérie, par des fentes transversales disposées horizontalement et dont les portées d'articulation de l'axe du piston sont reliées rigidement d'une part à la jupe fermée sur elle-même et, d'autre part, au moyen de nervures, à la tête du piston, caractérisé en ce que la jupe du piston est disposée en retrait de la courbure du cylindre sur les faces portant les patins et n'est reliée au patin que sur une petite partie périphérique, par une nervure.