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Perfectionnements aux pistons pour moteurs à combustion ''interne // et autres.'
La présente invention est relative aux pistons et elle concerne plus particulièrement les pistons pour moteurs à com- bustion interne. Le but général de l'invention consiste en la réalisation d'un piston très perfectionné et de longue durée, dont le montage et le démontage peuvent se faire facilement et rapidement et dont le prix de revient est relativement faible.
Les pistons pour moteurs à combustion interne de fabri- cation courante comprennent une partie de tête située à l'extr mité active du piston et portant lessagments, une partie for- mant jupe, et des moyens pour relier le piston à l'extrémité su- périeure de la bielle.
La présente .invention a trait à ces .moyens, l'articulation étant du type à rotule,dans lequel une rotule, montée sur l'extrémité de la bielle, est logée entre les coussinets'supérieur et inférieur montés à l'intérieur d'une per tie formant'corps central du piston et s'étendant vers le bas.Quoi que les articulations de ce type à rotule offrent de nombreux avan- tages par rapport à l'articulation à axe habituellement employée @
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pour relier piston et bielle, leur emploi ne s'est pas généra- lisé*.
Ce type d'articulation pour relier piston et bielle ofre, par rapport au type d'articulation à axe, les avantages su'vants: il permet le démontage et le remontage du piston oa la partie supérieure du ctkudrem sabs démonter la bi lle duvilebrequin;
le piston est symétrique, donc mieux équilibré; l'articulation à rotule permet au piston de tourner, ce qui évite l'usure inégale des parois du piston et du cylin- drem qui se produit avec l'articulation à axe de type courant, et elle permet d'obtenir un meilleur contrôle de l'échauffemextet du refroidissement de la jupe du piston, du fait que le coussinets portés par lepiston peuvent être logés à ' l' ir.- térieur d'un corps central, ou puits, qui s'étend vers le bas depuis la tête de piston et dont le diamètre est sensible lent ifér ieur au di amètre intérieur de la jupe laissant aipri à l'intérieur du piston un espace annulaire circonférentiel continu pour les projections d'huile ou d'autre fluide réfigérant,
La présente invention adonc pour objet un piston comportant des moyens d'articulation de ce type à rotule, (le construction sim le et robuste, de fonctionnement sûr et efficace, et qui per.et le démontage et le remontage faciles des pistons en un min mum de temps. L' invention vise plus particulièrement des monges permettant de maintenir, bloqué dans sa position correcte et de manière à empêcher toute pénétration de calamine et toute -ceede compression, un coussinet supérieur faisant partie de la avette destinée à recevoir la rotule de la bielle, et des moynes pour assurer le graissage adéquat des portées de la rotule etde la cuvette.
D'autres avantages et particularités de l'invention résulte- rani de la description qui va en être faite en regard du dessir annexé, qui représente schématiquement et uniquement à, titre
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d'exemple, une forme de réalisation d6 l'invention, et dana J.,ecue7 /I
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la figure 1 est une vue en élévation du piston ; la figure 2 est une coupe suivant la ligne 8-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe du piston, vu de l'extrémi inférieure ou jupe, suivant la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 4 montre en coupe une vue partielle agra- die d'un détail, dont l'explication sera donnée ci-après ; la figure 5 est une vue de bord;
la figure 6 une vue de face, et la figure 7 une vue de l'extrémité supérieure, d'un des organes de liaison par lequel la jupe est rendue solidaire de la tête du piston ; la figure 8 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 2-2 d'e la figure 1, mais représentant une forme d'exécution modifiée de l'organe supérieur des deux organes comportant la portée sphérique de la rotule montée à l'extrémité de la bielle .
En se reférant aux dessins, la partie de tête du piston, laquelle est de préférence constituée en métal relativement léger, tel qu'un alliage approprié d'aluminium ou de pagnésium, comprend une partie:supérieure annulaire 10 comportant un tablier ou une partie porte-segment 11, et une partie centrale 12 formant corps et s'étendant vers le bas, cette partie de forme tubulaire, dont l'alésage s'étend vers le haut à travers la partie supérieure de la tête de piston, constituent la partie du piston portant les coussinets de bielles.
Cette partie tubulaire porte-coussinets comporte, a sa partie inférieure, un épaulement intérieur 15 destiné à supporter un coussinet inférieur annulaire 16, qui présente une portée sphérique s'adaptant à la rotule 17 montée amovible sur l'extrémité d'une bille 18 à laquelle doit ê+re relié le piston. L'ouverture a la part'ie inférieure du coussinet 16 et de dimensions suffisantes, relativement au diamètre maximum de la bielle juste au-dessous de la rotule, pour permettre à la bielle l'oscillation nécessaire.
L'alésage de la pièce tu-
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b laire 12 est fileté pour recevoir le coussinet supérieur fi- 1 té 20, lequel présente une portée sphérique destinés à venir et contact avec une moitié supérieurede la rotule (de la bielle lorsque l'extrémité inférieure de cette rotule est supportée par le coussinet inférieur, et qui est pourvu à son centre d'un dégagement ou poche de graissage 21 débouchant vers le haut à partir de sa portée.
Le coussinet 20 représenté sur la figure 2 et constitué en un seul bloc métallique dont la profondeur ou longueur vert .cale est telle que, lorsqu'il est vissé à bloc, sa surface supérieure vient à fleur, ou sensiblement à fleur , du la partie supérieure 10
Une partie du zone annulaire 22 de la surface périphérique du coussinet 20 est lisse, et une partie ou zone annulaire correspondante 23 de l'alésage de la pièce tubulaire 12,dans laquelle est vissé ce coussinet, est également lisse, et les d'mensions relatives, ainsi que l'orientation axiale de ces fades lisans 22 et 2J, dont telles que, lorsque l'on visse le cois inet supérieur dans l'alésage de la pièce tubulaire 12,les faces annulaires 22 et 23 viennent en contact un peu avant que le coussinet supérieur ait été vissé à bloc,
et que lorsque par la suite on visse plus loin celui-ci pour l'amener au contact du coussinet inférieur, les deux faces coopérantes sont coincées fo tement l'une contre l'autre avec une force suffisante pour re ouler légèrement le métal voisin sur l'un ou sur les deux coips en contact. de manière à bloquer solidement en place dans la pièce tubulaire 12 les deux soussines et à former joint étonche contre toute perte de compression ou toute pénétration possible de calamine, provenant,de la partie supérieure du pis- to''., jusqu'aux portées de la bielle .
De préférence, la face de contact 22 du. coussinet 20 prsente une légère conicité allant en se rétrécissant vers le ba- et la face de contact correspondante 23 de l'alésage présente une conicité allant en se rétrécissant vers le bas etvers
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l'intérieur sous un angle légèrement inférieur à celui de la face de contact du coussinet, les diamètres relatifs de ces deux surfaces'de contact étant tels, que la face conique 22 du coussinet vienne en contact avec la partie supérieure de la fae ce conique 23 de l'alésage, comme représenté sur la figure 4, un peu avant que le coussinet supérieur ait été vissé suffisamment pour venir en contact du coussinet,inférieur.
Lorsqu'on visse d'avantage le coussinet supérieur, le coincement de sa face conique 22 contre la face conique 23 de la tête de piston provoque un léger refoulement du métal, de sorte que lorsqu'on visse à fond le coussinet supérieur, les faces 22 et 23 sont coincées fortement l'une contre l'autre de manière à bloquer solidement le coussinet supérieur contre tout dessexage intempestif pouvant résulter des vibrations et à réaliser un joint étanche'évitant toute perte de compression ou toute possibilité de pénétration de calamine.
Les surf aces de coincement 22 et 23 sont formées de préférence, à la partie supérieure du coussinet et de la tête de piston, comme représenté au dessin. Cette disposition est plus propice au léger refoulement du métal sous l'action de l'effort de coincement, et l'étancheité des faces dans cette position protège contre l'accès de calamine toutes les partie± du filetage du coussinet.
Le degré exact de la légère conicité des faces 22 et 23 dans la forme de réalisation préférée de moyens de blocage et d'étaneheité, ainsi que la différence de conicité des deux faces donnant les meilleurs résultats, dépendra du métal constitutif du coussinet et de la tête de pistion, On a trouve qu'un angle de 5 pour la conicité de la face 22 et de 4 pour celle de la face 23 conviennent le mieux dans le cas où le coussinet et la tête de piston sont en alliage de magnésium .
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Le coussinet supérieur au lieu d'être constitué en une seul: pièce métallique, comme représenté sur la figure 2 peut être constitué par deux pièces distinctes, comme représenté sur la figure 8, c'est à dire une pièce inférieure 20a reposant sur le coussinet inférieur 16 et qui pourra ne pas être filete, et une pièce supérieure 20b reposant sur la pièce 20a e: qui sera filetée, sauf sur sa face annulaire de coincement 22 qui sera lisse .
Pour donner prise à une clé, on a prévu dans la face auparieure du coussinet supérieur deux cavités 24 et pour perme tre de maintenir le piston contre une rotation pendant lu rotation du coussinet supérieur nécessaire pour le démonte e ou le montage de celui-ci, on a également prévu dans la , tie supérieure 10 du piston des cavités 25, de préféren au nombre de trois, dont une seule est représentée sur la figure 2, et qui sont destinées à recevoir une clé.
Pour permettre le graissage du coussinet de la rotule on a brevu dans la paroi de la partie tubulaire 12 plusieurs conduits graissage 30, dont un seul est représenté sur la figure 2 cs conduits débouchent dans un canal annulaire 31 constitué oit comme représenté sur la figure 2, par des rai- nures ann aires identiques creusées dans l'alésage de la par tie tubulaire 12 et dans le coussinet supérieur 20, soit com- me repré té sur la figure 8, par une rainure creusée danx l'un de c organes, 12 ou 20, et de ce canal 31 partent plu- sieurs cauaux 32 creusés dans le coussinet et qui débouchent dans la cavité ou poche de graissage 21. Les canaux 32 peu- vent être en regard ou non des passages 30, suivant la posi- tion angulaire du coussinet supérieur lorsqu'il repose sur le coussinet inférieur.
L'huile du carter projetée à l'inté- rieur du piston, entre la partie porte-segments 11 et la par.
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tie tubulaire 12, entrera dans les canaux 30 et, en passant dans le canal 31 et les canaux 32, arrivera dans la poche 21 Puis, lors de l'oscillation de la bielle, provoquée par le mouvement de va et vient du piston, l'huile contenue dans la poche 21 à la partie supérieure de la rotule se trouve, pendant les courses ascendantes du piston, refoulée vers le bas, autour de la rotule, et se répartit entre les portées de celleoi et des coussinets, pour sortir enfin par le bord inférieur du coussinet inférieur .
La upe 40 du piston est constituée, comme représenté, par un court morceau de tube rond à paroi mince, en matière appropriée dure, résistant à l'usure et à surface lisse, de préférence en acier ou ennun alliage approprié d'acier ou d'un autre métal, dont le coéfficient de dilatation thermique n'est pas sensiblement supérieur à celui du métal constitutif du cylindre dans lequel on doit employés le pist.o. La jupe est rendue solidaire de la partie de tête du piston au moyen de trois ou de plusieurs organes de liaison 41 reliant la partie porte segments 11 et la jupe, ces organes de liaison en acier ou en un autre métal résistant étant comme représenté, rapportés sur la tête et la jupe, par encastrement pendant la coulée de la partie porte-segments 11 de la tête,
dans une position telle qu'ils soient orientés vers le bas pour pénétrer dans l'intérieur de la jupe et s'appliquer contre la surface interne de celle-ci à laquelle ils sont solidement soudés. Au lieu de compter uniquement sur les organes de liaison 41 pour assurer le maintien de la tête et de la jupe en alignement axial, on pourra prévoir un entretoisement supplémentaire au moyen de trois ou de plusieurs pattes 42 reliant la partie inférieure du corps central 12 et des points situés au voisinage de la par.
tie inférieure de la jupe, ces entretoises étant constituées par un croisillon découpé et formé, dans de la tôle d'acier ou d'au-
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tre métal résistant et comportant un collier 43 enfilé sur l'extrémité inférieure rétrécie de la partie tubulaire centrale 12 et trois pattes radiales s'étendant vers le bas, dont les extrémités extérieures sont soudées à la jupe en des points situés près de l'extrémité inférieure de celle-ci Etant donné que les moyens pour relier la jupe et la partir de tête du piston ont été représentes uniquement en vue de la représentation d'un piston complet et qu'ils ne font aucune- ment partie de la présente invention, on n'a pas jugé ulle de les décrire en plus -,rand détail .
Il est bien entendu que l'invention a été décrit. et représentée à titre purement explicatif mais nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter diverses modifications et variations de détail, sans altérer son enprit.