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"PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AUX PISTONS"
La présente invention est relative à des pistons, notamment pour moteurs à combustion intarne et a pour objet un piston établi principalement en alliage ou en métal léger et qui non seulement offrira un coefficient effectif de dilatation moindre que celui du métal léger même, mais qui également se dilatera uniformément lorsqu'il sera en travail. Les deux plus grandes difficultés rencontrées lorsqu'on utilise des pistons en alliages ou en métaux légers
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proviennent: (I) de ce que lescoëfficients de dilatation de ces métaux sont plus élevés que ceux de la fonte ou autre matière en laquelle sont faits les cylindres, et (II) de ce qu'il y a toujours tendance à ce que la partie supérieure de la jupe du piston se dilate davantage que la partie inférieure de celle-ci.
La présente invention vise à solutionner ces difficultés.
D'une manière générale, l'invention concerne un piston notamment pour moteurs à combustion interne, dans lequel un élément encerclant la jupe du piston et offrant un coefficient de dilatation moindre que celui de cette jupe, est adapté, lorsque le pihton se dilate, pour s'opposer à une telle dilatation dans le sens radial.
Le dit élément peut être en forme de gaine ou fourreau, ou peut consister en un enroulement de fil ou en une mince bande de matière enroulée plusieurs fois autour du corps du piston.
Dans la réalisation de l'invention qui utilise une gaine ou fourreau d'encerclement pour la jupe d'un piston, la gaine ou fourreau peut être posée à chaud ou pressée sur la jupe et cette dernière peut être formée avec des gorges périphériques dans lesquelles le bord adjacent de la gaine ou fourreau est engagé par exemple par tournage, pour empêcher le déplacement de la gaine.
La jupe du piston peut être établie en un alliage d'aluminium et de silicium, d'un coefficient de dilatation relativement faible et la gaine peut être en acier. Un alliage approprié pour la jupe du piston peut avoir la composition suivante :
Silicium 14%
Nickel 2%
Cuivre 0,9%
Magnesium 1% et le restant
Aluminium.
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Cet alliage a un coëfficient de dilatation d'approximativernent 0.000019 C.
Avec un piston ainsi réalisé, la tension qui s'ajoute à la tension originale due au retrait de la gaine, est comparativement faible lors de réchauffement du piston pendant son travail, tandis que l'utilisation d'une gaine d'acier permet, au point de vue de la légèreté, de conserver l'avantage d'un piston en aluminium.
Il est reconnu que dans les pistons pour moteurs à combustion interne, la partie supérieure de la jupe a tendance à se dilater davantage que la partie inférieure de celle-ci. La gaine ou fourreau réalisé selon l'invention est établi.en vue de résister à cette dilatation, et en établissant la gaine, qui est de préférence en acier, plus épaisse dans la zône de la jupe qui a tendance à se dilater le plus, il est possible d'obtenir une dilatation uniforme du piston. Le même résultat pourrait être atteint en utilisant une gaine d'épaisseur uniforme sur un piston dont la jupe est plus mince à la partie supérieure qu'à la partie inférieure.
La gaine d'acier peut être établie pour enfermer non seulement la jupe du piston, mais également la tête de celui-ci, de façon que la gaine s'étende jusqu'au bord de la couronne du piston, dans lequel cas la partie de la gaine qui se trouve dans la région de la tête du piston sera suffisamment épaisse pour permettre le taillage dans la dite gaine des gorges destinées à recevoir les segments de piston. Ceci permet de tailler les gorges de segments dans de l'acier plutôt que dans l'aluminium du piston, de façon à pouvoir remédier à l'usure des dites gorges de segments, usure qui donne lieu à des ennuis sérieux dans le cas des pistons en aluminium ou en alliage d'aluminium utilisés dans les moteurs à combustion interne.
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La gaine d'acier peut également être établie de façon à ne renfermer que la tête du piston, ce qui permet de former les gorges de segments dans de l'acier et en même temps de limiter la dilatation de la partie supérieure de la jupe. Dans ce cas, évidemment, la partie inférieure de la jupe se dilatera dans la mesure normale à l'alliage léger utilisé. La partie supérieure de la jupe (qui tend à se dilater plus que la partie inférieure) étant adjacente à la gaine d'acier, elle.aura sa dilatation empêchée dans une certaine mesure par la gaine ; sila, gaine est convenablement proportionnée, la jupe se dilatera plus ou moins uniformément dans la mesure normale à l'alliage léger.
Le but de cette variante de réalisation de l'invention est d'établir un piston à dilatation uniforme et permettant de remédier à l'usure des gorges de segments, le dit piston étant en outre plus léger que celui dont il est question dans le paragraphe précédent.
Lorsque, suivant l'invention, l'objet de celle-ci est réalisé sous forme d'un piston muni d'un fil enroulé, la jupe d'un piston en alliage léger, par exemple un piston établi en un alliage d'aluminium, est garnie d'un enroulement de fil qui peut être posé sur le piston pendant la fabrication de celui-ci, ou être appliqué sur celui-ci après l'opération de coulée.
Le fil, lequel peut être d'acier ou de fer, et qui peut être aplati à sa partie qui vient en contact avec la jupe, est enroulé en spirale le long de la jupe du piston et sert à contrôler et à limiter la dilatation de ce dernier. Bien que le fil puisse s'étendre sur à peu près toute la longueur de la jupe, il peut être désirable, dans certains cas, de confiner l'enroulement de fil dans une ou plusieurs parties déterminées de la jupe. Par exemple, l'enroulement peut n'être appliqué qu'à la partie supérieure de la jupe, par exemple sur le premier 1/2 ",
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le restant de la jupe étant maintenu plein ou étant fendu pour des besoins particuliers.
Ce frettae de la jupe du piston avec du fil, en un ou plusieurs endroits déterminés, permet d'obtenir que cet endroit ou ces endroits frettés ou garnis de fil, se dilatera ou se dilateront moins que l'endroit ou les endroits non garnis de fil. Le même effet pourrait être obtenu en adoptant un enroulement de fil uniforme sur la longueur du piston et en variant longitudinalement l'épaisseur de la jupe, la surface extérieure de la jupe offrant un diamètre uniforme et la surface intérieure variant en diamètre depuis le haut jusqu'en bas, la jupe étant, dans ces conditions, mince dans le haut et épaisse dans le bas. Un effet similaire pourrait être obtenu en variant l'épaisseur, la résistance ou le pas d'enroulement du fil.
Il est bien connu que la seule objection matérielle à l'égard des pistons en aluminium, est qu'ils se dilatent plus rapidement que le bloc des cylindres dans lequel ils travail13nt.
En enroulant du fi.l autour du piston, il n'est pas seulement possible d'obtenir un piston qui se dilate uniformément, mais on peut également limiter cette dilatation de telle manière que le piston se dilate dans la même mesure que le bloc des cylindres.
Lorsqu'il est trouvé que le fil d'acier se dilate de trop pour former Lui enroulement satisfaisant, le fil peut être établi en ferro-nickel dont le coëfficient de dilatation est moindre que celui de l'acier ordinaire.
Diverses manières peuvent être adoptées pour maintenir l'enroulement de fil sur le piston. Par exemple, les extrémités du fil constituant l'enroulement peuvent être ancrées dans la jupe du piston, ce qui peut être obtenu en formant à l'extrémité de départ du fil un épaississement en forme d'une tête à paroi cônique adaptée pour s'appliquer sur une surface correspondante prévue dans une ouverture formée dans la jupe du piston, le fil étant engagé de 1'intérieur du piston vers l'extérieur de celui-
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ci.
Après enroulement du fil sur le piston, l'autre extrémité de ce fil est tournée vers l'intérieur dans une autre ouverture conique formée dans la paroi de la jupe, l'ancrage de cette extré- mité finale du fil étant réalisé, si c'est nécessaire, par une masse de soudure appliquée à cette extrémité du fil.
Comme autre moyen pour faciliter l'assemblage de 1'enroule- ment de fil sur le piston, ce dernier peut être entaillé sur sa surface extérieure de façon à pouvoir recevoir les spires de l'enroulement, l'entaillage ayant la forme d'une gorge hélicoïdale dans laquelle le fil vient se loger de lui-même pendant son enroulement. Les épaulements formés aux limites supérieure et inférieure de la surface ou des surfaces canelées du piston forment des a.butements pour les parties extérieures de l'enroulement ou des enroulements de fil, qui servent à loger ce ou ces derniers en position longitudinale correcte sur la jupe. L'enroulement peut, si on le désire, être soumis à un procédé d'otarie ou d'oxydation.
Il est désirable qu'il n'y ait aucune tension intempestive dans le fil et un moyen d'assurer ce résultat consiste à commencer l'opération d'enroulement avec les premières spires de l' enroulement maintenues ensemble temporairement par un joint de soudure, et à terminer l'opération d'enroulement avec les dernières spires du fil maintenues entre-elles de la même manière, la fixation finale du fil étant effectuée de l'intérieur du piston en repliant ensemble les extrémités du fil een les fixant par un rivet ou analogue.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 à 4 sont des vues d'élévation en demi-section de différentes formes de réalisation de l'invention;
Fig. 5 est une vue fragmentaire, en coupe partielle montrant un mode d'ancrage de l'extrémité du fil sur un piston à fil enroulé;
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Fig. 6 est une vue similaire d'un autre mode de fixation;
Fig. 7 montre encore un autre mode d'ancrage de l'extrémité du fil d'un piston à enroulement de fil;
Fig. 8 est une vue en coupe suivant la ligne 8-8 de Fig. 7 ;
Fig. 9 montre l'attache employée four fixer le fil suivant les Fig. 7 et 8;
Fig. 10 à 13 montrent encore un autre mode de fixation du fil,
Fig. 14 à 20 sont des vues montrant encore d'autres modes préférés de fixation du fil, et
Fig. 21 est Lme vue montrant un mode différent de fixation d'une gaine d'encerclement sur une jupe de piston.
En Fig. 1, le piston est montré avec sa jupe garnie d'un enroulement supérieur b en fil dont la section est quelque peu supérieure à celle du fil de l'enroulement inférieur.
En Fig. 2, la jupe à du piston est généralement d'épaisseur uniforme et le calibre du fil des enroulements b diminue progres- sivernent du haut vers le bas, comparativement aux enroulements qui garnissent le piston montré en Fig. 3 dans lequel la jupe augmente graduellement d'épaisseur en approchant du bas de celleci, tandis que la section du fil des enroulements à reste la même.
Fig. 4 montre un piston garni d'une gaine c encerclant la jupe , dont le diamètre est réduit dans sa partie supérieure, de sorte que la gaine présente une épaisseur plus grande à sa partie supérieure et peut être pourvue de gorges d pour les segments de piston.
En se référant maintenant aux Fig. 5 à 13, qui montrent divers modesd'ancrage de l'extrémité d'un fil à un piston autour duquel ce fil doit être enroulé, on remarque que l'extrémité d du fil e montré en Fig. 5 présente une tête élargie f ayant une surface latérale conique g qui s'applique dans une
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ouverture h, de forme correspondante, dans la chemise a du piston, l'ouverture étant élargie corme montre en i, vers la face extérieure de la jupe pour permettre au fil de s'appliquer à, plat sur la surface extérieure de la jupe.
Cette extrémité du fil constitue l'extrémité de départ, la, longueur du fil à enrouler sur la jupe étant passée à, travers le trou h du piston, vers l'extérieur de la jupe, de sorte que la tête f est fermement appuyée dans le trou. L'extrémité finale du fil peut être convenablement repliée, comme montré en j en Fig. 6, et engagée dans un autre trou k de la, jupe de piston, une goutte de soudure 1 étant appliquée sur l'extrémité de la portion repliée j au fil, pour maintenir celle-ci en position sur le piston.
Ce mode de fixation de l'extrémité finale du fil, par l'application d'une goutte de soudure sur une portion repliée de celui-ci, passant à travers un trou du piston vers l'intérieur de ce dernier où la goutte de soudure est appliquée, Fourrait d'ailleurs être employé également pour fixer au piston l'extrémité da départ du fil.
L'autre méthode de fixation à la jupede l'extrémité de départ du fil, montrée aux Fig. 7 à 9, comporte la formation d'un trou 1-dans la jupe de piston et l'utilisation d'une attache m en forme de U qui est engagée au-dessus de la portion d'extrémité du fil, depuis la surface avant du piston, pour amener l'extrémité du fil à se loger dans le trou, comme montré en n, dans laquelle position le fil est fixé au piston par les branches o de l'attache, lesquelles branches, comme le montre la Fig. 8, sont rabattues pour s'appliquer contre la surface intérieure de la jupe. Le même mode de fixation peut être utilisé pour l'extrémité terminale du fil.
Suivant la disposition montrée aux Fig. 10 à 13, l'extrémité terminale du fil est engagée à travers une fente ou gorge latérale p d'un rivet q engagé dans une ouverture 1: de la chemise de piston et qui présente des branches s pliées extérieurement pour
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s'appliquer contre la surface intérieure de la jupe de piston, comme montré en Fig. 11, afin de retenir en position la portion terminale du fil sur la jupe, auquel endroit cette portion du fil est repliée comme montré en Fig. 10. Ce mode de fixation peut indifféremment être utilisé pour l'extrémité de départ comme pour celle de terminaison du fil.
Le mode de fixation en position du fil tel que montré en Fig. 14 et 15, consiste à former dans la jupe de piston des ouvertures destinées à recevoir des bouchons en acier, par exemple, auxquels les spires d'extrémité de l'enroulement peuvent être assujetties par des points de soudure. Ces bouchons peuvent avoir la forme montrée au haut de la Fig. 15, ou, à titre de variante, recevoir la forme montrée au bas de cette figure. Ainsi, en considérant le bas de la Fig. 15, on voit que la jupe à présente un trou taraudé t dans lequel est introduit un bouchon u avant que le piston ne soit soumis à sa dernièreopération d'usinage laquelle aura pour effet.d'amener la surface du bouchon au niveau de celle de la jupe, l'épaisseur du bouchon, après l'opération de finissage, étant de préférence approximativement égale à celle du fil.
Une extrémité du fil est alors soudée au bouchon et l'opération d'enroulement peut être exécutée, l'extrémité terminale du fil étant soudée à un autre bouchon logé en un point plus bas de la jupe. En lieu et .place de ce bouchon fileté, on peut utiliser le bouchon montré au haut de la Fig. 15, lequel est en forme d'un bouchon uni y pressé de l'intérieur de la jupe dans l'ouverture ménagée dans celle-ci et retenu dans la dite ouverture par rabattement de son bord intérieur, à la manière d'un rivet.
La jupe à du piston montré en Fig. 16 et 17 est pourvue d'une fente allongée % devant laquelle passent les spires du fil, l'espace formé à cet endroit permettant l'accès aux fils de chaque, côté de la jupe, en vue de pouvoir souder tous ceux-ci entre eux.
Lorsque la jupe du piston est munie d'une fente, les fils peuvent
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être soudés à une plaque x logée dans la fente, comme montréen Fig. 18 et19, ou bien cette plaque peut avoir la forme montrée en Fig. 20, dans lequel ca,s seules les deux spires d'extrémité doivent être soudées à celle-ci.
Lorsqu'on réalise l'invention par l'emploi d'une gaine c encerclant la jupe de piston, comme montré en Fig. 4, la gaine , au lieu d'être posée à chaud sur la jupe, peut être posée sur celle-ci avec un certain jeu initial,' ou peut être légèrement serrée en position en prévoyant des moyens pour fixer la gaine par soudage. Un tel mode de réalisation est représenté en Fig. -il, suivant laquelle la jupe 1 du piston est pourvue d'une série d'ouvertures y dans lesquelles on insère des bouchons d'acier auxquels la gaine c (laquelle peut être en forme de bande, comme montré) est soudée par points.
Les gorges présentées par les spires adjacentes du fil enroulé constituent un moyen idéal de graissage, du fait que ces gorges agissent comme réservoir pour le lubrifiant et que la surface qui en résulte constitue une excellente surface de portée à l'endroit ou aux endroits où le piston est sujet à, la plus grande usure pendant son travail.
REVENDICATIONS.
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1 - Un piston, en particulier pour moteurs à combustion interne, dans lequel un élément encerclant la jupe du piston et ayant un coëfficient de dilatation inférieur à celui de la jupe, est adapté, lorsque le piston se dilate, pour s'opposer à une telle dilatation dans le sens radial.
2 - Un piston tel que revendiqué sous 1, dans lequel le dit élément est en forme de gaine ou fourreau.
3 - Un piston tel que revendiqué sous 1, dans lequel le dit élément est en forme d'un enroulement de fil ou constate en une mince bande de matière enroulée plusieurs fois autour du corps du piston.
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"IMPROVEMENTS RELATING TO PISTONS"
The present invention relates to pistons, in particular for internal combustion engines and relates to a piston made mainly of alloy or light metal and which will not only offer an effective coefficient of expansion less than that of the light metal itself, but which also will expand evenly when in labor. The two biggest difficulties encountered when using pistons made of alloys or light metals
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come from: (I) that the expansion coefficients of these metals are higher than those of the cast iron or other material of which the cylinders are made, and (II) that there is always a tendency that the part the upper part of the piston skirt expands more than the lower part of the skirt.
The present invention aims to solve these difficulties.
In general, the invention relates to a piston in particular for internal combustion engines, in which an element encircling the skirt of the piston and offering an expansion coefficient less than that of this skirt, is suitable, when the pole expands, to oppose such expansion in the radial direction.
Said element may be in the form of a sheath or sheath, or may consist of a winding of wire or of a thin strip of material wound several times around the body of the piston.
In the embodiment of the invention which uses a sheath or encircling sleeve for the skirt of a piston, the sleeve or sleeve can be placed hot or pressed onto the skirt and the latter can be formed with peripheral grooves in which the adjacent edge of the sheath or sleeve is engaged for example by turning, to prevent displacement of the sheath.
The piston skirt can be made of an aluminum and silicon alloy, having a relatively low coefficient of expansion, and the sheath can be made of steel. A suitable alloy for the piston skirt can have the following composition:
Silicon 14%
Nickel 2%
Copper 0.9%
Magnesium 1% and the rest
Aluminum.
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This alloy has an expansion coefficient of approximately 0.000019 C.
With a piston thus produced, the tension which adds to the original tension due to the shrinkage of the sleeve, is comparatively low when the piston warms up during its work, while the use of a steel sleeve allows, lightness point of view, to retain the advantage of an aluminum piston.
It is recognized that in pistons for internal combustion engines, the upper part of the skirt tends to expand more than the lower part thereof. The sheath or sleeve produced according to the invention is established in order to resist this expansion, and by establishing the sheath, which is preferably made of steel, thicker in the area of the skirt which tends to expand the most, uniform expansion of the piston can be achieved. The same result could be achieved by using a sheath of uniform thickness on a piston whose skirt is thinner at the top than at the bottom.
The steel sheath may be made to enclose not only the piston skirt, but also the head thereof, so that the sheath extends to the edge of the piston crown, in which case the portion of the sheath which is located in the region of the piston head will be thick enough to allow cutting in said sheath of the grooves intended to receive the piston rings. This makes it possible to cut the ring grooves in steel rather than in the aluminum of the piston, so as to be able to remedy the wear of said ring grooves, wear which gives rise to serious problems in the case of pistons. aluminum or aluminum alloy used in internal combustion engines.
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The steel sheath can also be established so as to enclose only the head of the piston, which makes it possible to form the grooves of the segments in the steel and at the same time to limit the expansion of the upper part of the skirt. In this case, of course, the lower part of the skirt will expand to the extent normal to the light alloy used. The upper part of the skirt (which tends to expand more than the lower part) being adjacent to the steel sheath, it will have its expansion prevented to a certain extent by the sheath; if the jacket is properly proportioned, the skirt will expand more or less uniformly to the extent normal for the light alloy.
The aim of this variant embodiment of the invention is to establish a piston with uniform expansion and making it possible to remedy the wear of the ring grooves, said piston also being lighter than that referred to in paragraph previous.
When, according to the invention, the object thereof is produced in the form of a piston provided with a wound wire, the skirt of a piston made of light alloy, for example a piston made of an aluminum alloy , is lined with a winding of wire which can be placed on the piston during the manufacture thereof, or be applied to it after the casting operation.
The wire, which can be steel or iron, and which can be flattened at its part which comes into contact with the skirt, is wound in a spiral along the skirt of the piston and serves to control and limit the expansion of the piston. this last. Although the yarn may run for most of the length of the skirt, it may be desirable, in some cases, to confine the winding of yarn in one or more specific parts of the skirt. For example, the winding can be applied only to the upper part of the skirt, for example on the first 1/2 ",
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the remainder of the skirt being kept full or being slit for particular needs.
This fretting of the skirt of the piston with wire, in one or more determined places, makes it possible to obtain that this place or these places hooped or lined with wire, will expand or will dilate less than the place or places not lined with wire. The same effect could be achieved by adopting a uniform wire winding along the length of the piston and longitudinally varying the thickness of the skirt, the outer surface of the skirt providing a uniform diameter and the inner surface varying in diameter from the top to the top. 'at the bottom, the skirt being, under these conditions, thin at the top and thick at the bottom. A similar effect could be obtained by varying the thickness, resistance or winding pitch of the wire.
It is well known that the only material objection to aluminum pistons is that they expand faster than the cylinder block in which they work.
By wrapping wire around the piston, it is not only possible to obtain a piston which expands uniformly, but one can also limit this expansion so that the piston expands to the same extent as the piston block. cylinders.
When it is found that the steel wire expands too far to form a satisfactory winding, the wire can be made of ferro-nickel, the coefficient of expansion of which is less than that of ordinary steel.
Various ways can be adopted to keep the wire wrap on the piston. For example, the ends of the wire constituting the winding can be anchored in the skirt of the piston, which can be obtained by forming at the starting end of the wire a thickening in the form of a head with a conical wall adapted to s' to be applied on a corresponding surface provided in an opening formed in the skirt of the piston, the wire being engaged from the interior of the piston to the exterior thereof.
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this.
After winding the wire on the piston, the other end of this wire is turned inwardly into another conical opening formed in the wall of the skirt, the anchoring of this final end of the wire being achieved, if this is the case. 'is necessary, by a mass of solder applied to this end of the wire.
As a further means of facilitating the assembly of the wire winding to the piston, the latter may be notched on its outer surface so as to accommodate the turns of the winding, the notch having the shape of a ring. helical groove in which the wire is lodged by itself during its winding. The shoulders formed at the upper and lower limits of the surface or grooved surfaces of the piston form a.butts for the outer parts of the winding or windings of wire, which serve to house this or these in the correct longitudinal position on the wire. skirt. The coil can, if desired, be subjected to a sea lion or oxidation process.
It is desirable that there be no unwanted tension in the wire and one way to ensure this is to start the winding operation with the first turns of the winding held together temporarily by a solder joint. and to complete the winding operation with the last turns of the wire held together in the same way, the final fixing of the wire being carried out from inside the piston by folding the ends of the wire together and fixing them with a rivet or the like.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 to 4 are half-section elevation views of various embodiments of the invention;
Fig. 5 is a fragmentary view, in partial section, showing one method of anchoring the end of the wire to a wound wire piston;
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Fig. 6 is a similar view of another method of attachment;
Fig. 7 shows yet another method of anchoring the wire end of a wire wound piston;
Fig. 8 is a sectional view taken on line 8-8 of FIG. 7;
Fig. 9 shows the clip used to secure the wire according to Figs. 7 and 8;
Fig. 10 to 13 show yet another method of fixing the wire,
Fig. 14 to 20 are views showing still other preferred modes of securing the wire, and
Fig. 21 is a view showing a different method of attaching an encircling sleeve to a piston skirt.
In Fig. 1, the piston is shown with its skirt lined with an upper winding b of wire, the section of which is somewhat greater than that of the wire of the lower winding.
In Fig. 2, the piston skirt is generally of uniform thickness and the wire gauge of the windings b gradually decreases from top to bottom, compared to the windings which line the piston shown in FIG. 3 in which the skirt gradually increases in thickness as it approaches the bottom thereof, while the section of the wire of the windings remains the same.
Fig. 4 shows a piston furnished with a sleeve c encircling the skirt, the diameter of which is reduced in its upper part, so that the sleeve has a greater thickness at its upper part and can be provided with grooves d for the piston rings .
Referring now to Figs. 5 to 13, which show various methods of anchoring the end of a wire to a piston around which this wire is to be wound, it is noted that the end d of the wire e shown in FIG. 5 shows an enlarged head f having a tapered side surface g which fits into a
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opening h, of corresponding shape, in the sleeve a of the piston, the opening being widened as shown at i, towards the exterior face of the skirt to allow the thread to be applied flat on the exterior surface of the skirt.
This end of the wire constitutes the starting end, the length of the wire to be wound on the skirt being passed through, through the hole h of the piston, towards the outside of the skirt, so that the head f is firmly pressed in. the hole. The final end of the wire can be properly folded over, as shown at j in Fig. 6, and engaged in another hole k of the piston skirt, a drop of solder 1 being applied to the end of the portion j folded over to the wire, to keep the latter in position on the piston.
This method of fixing the final end of the wire, by applying a drop of solder to a bent portion of the latter, passing through a hole in the piston towards the inside of the latter where the drop of solder is applied, Fourrait moreover be used also to fix to the piston the end da departure of the wire.
The alternate method of securing the starting end of the wire to the skirt, shown in Figs. 7-9, involves forming a hole 1- in the piston skirt and using a U-shaped clip m which is engaged over the end portion of the wire, from the front surface of the piston, to bring the end of the wire to lodge in the hole, as shown in n, in which position the wire is fixed to the piston by the branches o of the clip, which branches, as shown in FIG. 8, are folded down to rest against the inner surface of the skirt. The same method of attachment can be used for the terminal end of the wire.
According to the arrangement shown in Figs. 10 to 13, the terminal end of the wire is engaged through a side slot or groove p of a rivet q engaged in an opening 1: of the piston sleeve and which has branches s bent outwardly to
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press against the inner surface of the piston skirt, as shown in Fig. 11, in order to retain in position the end portion of the thread on the skirt, at which point this portion of the thread is folded back as shown in FIG. 10. This method of attachment can equally well be used for the starting end as well as for the end of the wire.
The method of fixing the wire in position as shown in FIG. 14 and 15, consists in forming in the piston skirt openings intended to receive steel plugs, for example, to which the end turns of the winding can be secured by welding points. These plugs can have the shape shown at the top of FIG. 15, or, alternatively, receive the shape shown at the bottom of this figure. Thus, considering the bottom of FIG. 15, it can be seen that the skirt has a tapped hole t into which a plug u is introduced before the piston is subjected to its last machining operation which will have the effect of bringing the surface of the plug to the level of that of the skirt, the thickness of the plug, after the finishing operation, preferably being approximately equal to that of the wire.
One end of the wire is then welded to the plug and the winding operation can be performed, the terminal end of the wire being welded to another plug housed at a lower point on the skirt. Instead of this threaded plug, the plug shown at the top of FIG. 15, which is in the form of a plain stopper pressed from the inside of the skirt into the opening made therein and retained in said opening by folding down its inner edge, in the manner of a rivet.
The piston skirt shown in Fig. 16 and 17 is provided with an elongated slot% in front of which the turns of the wire pass, the space formed at this location allowing access to the wires on each side of the skirt, in order to be able to weld all of them between them.
When the piston skirt has a slit, the threads can
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be welded to a plate x housed in the slot, as shown in Fig. 18 and 19, or else this plate may have the shape shown in FIG. 20, in which ca, s only the two end turns need to be welded to it.
When the invention is carried out by the use of a sheath c encircling the piston skirt, as shown in FIG. 4, the sheath, instead of being laid hot on the skirt, can be laid thereon with some initial clearance, or can be slightly tightened in position by providing means for securing the sheath by welding. Such an embodiment is shown in FIG. -il, according to which the skirt 1 of the piston is provided with a series of openings y in which steel plugs are inserted to which the sheath c (which may be in the form of a strip, as shown) is spot welded.
The grooves presented by the adjacent turns of the coiled wire provide an ideal means of lubrication, as these grooves act as a reservoir for the lubricant and the resulting surface provides an excellent bearing surface where or where the piston is subject to the greatest wear during its work.
CLAIMS.
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1 - A piston, in particular for internal combustion engines, in which an element encircling the skirt of the piston and having an expansion coefficient lower than that of the skirt, is adapted, when the piston expands, to oppose a such expansion in the radial direction.
2 - A piston as claimed in 1, in which said element is in the form of a sheath or sheath.
3 - A piston as claimed in 1, in which said element is in the form of a winding of wire or is found in a thin strip of material wound several times around the body of the piston.
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