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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "Perfectionnements apportés aux pistons" la Société dite: R. A. LISTER & COMPANY LIMITED, Victoria Iron Works, Long Street, DURSLEY, Gloucestershire, Grande-Bretagne.
Faisant l'objet d'une première demande de brevet déposée en GRANDE-BRETAGNE, le 8 février 1945 (N 3243/45), (complétée le 5 novembre 1945), aux noms de la demanderesse et Monsieur A.J. MORRIS dont elle est l'ayant droit.
L'invention est relative aux pistons et est spécialement applicable aux pistons pour moteurs à combustion interne, tels que moteurs Diesel et semi-Diesel, bien qu'elle ne soit pas limitée à ces applications.
Un objet de l'invention consiste à augmenter la température d'une région du piston délimitant la chambre de combustion ou autre chambre de travail dans le cylindre, au-dessus de la température du restant du corps du piston, dans le but d'augmenter le rendement de la machine pourvue du piston.
L'invention prévoit un piston dont le corps présente, à son extrémité de tête, une partie d'extrémité telle que la résistance thermique au flux de chaleur entre cette partie d'extrémité et le corps du piston soit plus grande que celle de ce corps même, ce piston étant caractérisé en ce que la dite partie d'extrémité est fixée en position par une opéra- tion de coulée,
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Le piston peut comporter une insertion établie en une matière dont la conductibilité thermique est la même que ou différente de celle du corps du piston.
Avantageusement le corps du piston est coulé autour de la dite partie d'extrémité ou insertion, laquelle peut être verrouillée en position dans le corps du piston.
De préférence, si l'insertion est logée dans une cavité, celle-ci présente une pa.rtie annulaire dégagée, par laquelle l'insertion est verrouillée en position.
A titre d'exemple, un mode de réalisa.tion de l'invention est illustré schématiquement a,u dessin annexé qui montre une vue en coupe verticale d'une forme de construction d'un piston selon l'invention.
Le piston illustré au dessin est du type utilisé dans les moteurs à combustion interne et comporte, comme d'habitude, un corps 10 présentant des rainures annulaires 12 pour lesegments de piston, et une jupe 14 s'étendant axialement au-dessous de ces rainures, la tête ou couronne 15 de ce piston présenta.nt une cavite centrale 18 en forme de calotte sphérique. Selon la présente invention, une insertion métallique 20 est placée' au fond d'un moule à piston, et le métal de piston est alors versé de la. manière habituelle dans le moule.
L'insertion métallique, est un organe annulaire ayant une face périphérique intérieure concave && en forme de zone sphérique, tandis qu'une rainure annulaire 24 divise sa face périphérique extérieure en deux parties 26, 27, de sorte que l'insertion comporte une nervure extérieure 28 à l'extrémité qui se trouve le plus à l'intérieur du piston, Une partie intérieure 30 de la face périphérique intérieure de l'insertion, qui est concentrique par rapport à la nervure 28, présente une forme conique, tandis que la. partie 26 de la face périphérique extérieure de l'insertion, qui est concentrique par rapport à la face en forme de zone sphérique, est légèrement concave.
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Lorsque le corps 10 est coulé autour de l'insertion 20, la cavité centrale 18 en forme de calotte sphérique est formée dans ce. corps, tandis qu'une rainure annulaire est formée dans la partie latérale de la cavité, laquelle rainure comporte deux par- ties 32,34 entre lesquelles se trouve une nervure annulaire 36, de sorte que la rainure présente un dégagement et comporte une partie , intérieure 32 sous la forme d'un canal annulaire formant la partie dégagée. Dans le piston fini, la nervure 28 de l'insertion se trouve dans le dit canal annulaire 32 formé dans le corps du;pis- ton, et la nervure 36 de la tête 16 du piston se trouve dans la rainure annulaire extérieure 24 de l'insertion 20.
Pendant le service, l'insertion 20 atteint une température plus élevée que le corps de piston 10, parce que la conductibilité de la chaleur vers le métal du corps du piston est réduite par la discontinuité du métal, étant donné qu'il existe un très faible intervalle entre l'insertion et le corps de piston. Cet intervalle est à peine visible à l'oeil nu et est de la nature d'une crevasse.
En raison de la haute température de l'insertion pendant le service, celle-ci favorise la combustion du combustible lorsque le piston est utilisé dans un moteur Diesel.
Le coefficient de dilatation de La matière choisie pour l'insertion 20, ainsi que sa forme et ses propriétés de résistan- ce à la chaleur seront tels que l'insertion reste fermement fixée en position dans le piston, lorsque celui-ci travaille longuement dans des conditions difficiles. L'insertion peut posséder une très haute conductibilité spécifique de la chaleur; cela constitue un avantage puisqu'elle favorise l'uniformité de la température, de sorte que la destruction par brûlure de bords aigus et autres parties est évitée.
Comme exemples de métaux appropriés pour la confection d'une telle insertion 20 ou revêtement, on peut citer: aciers doux, aciers inoxydables, fers inoxydables, fers et aciers austéniques, aciers silico-chrome, mais on peut aussi utiliser d'autres métaux
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et d'autres matières, telles que les matières céramiques. Ces' exemples conviennent pour les insertions dans la tête de pistons qui sont établis en alliage d'aluminium, fonte de fer, fer malléable, acier ou le produit obtenu par concrétion de poudre suivant un procédé métallurgique approprié quelconque.
Si l'on utilise un piston en métal ferreux et une insertion non établie en acier inoxydable, il est préférable de revêtir l'insertion d'étain de manière à éviter la rouille et les défauts qui en résulteraient dans le métal du piston pendant la coulée.
L'invention prévoit un procédé économique pour la fabrication d'un piston convenant à l'emploi dans des moteurs Diesel et semiDiesel, et elle prévoit une construction de piston plus efficace, a.u double point décrue thermique et mécanique, que d'autres procédés préconisés précédemment. Un autre avantage de l'invention consiste en ce que, si l'insertion est établie en acier résistant à la chaleur, elle évite l'oxydation de la couronne du piston et, à des températures, excessives, elle peut même éviter la fusion d'un corps de piston ayant un po'int de fusion plus bas.
Diverses modifications peu'nt être apportées aux détails constructifs décrits ci-dessus, dans se départir de l'esprit de l'invention. L'insertion déctite peut, par exemple, être tellement large qu'elle s'étend pratiquement sur toute la face d'extrémité de la tête du piston et forme donc un revêtement de celle-ci.
REVENDICATIONS.
1. Piston dont le corps présente, à sa tête ou couronne, une partie d'extrémité telle que la résistance thermique au flux de chaleur entre cette partie d'extrémité et le corps du piston est plus grande que celle de ce corps même, caractérisé en ce que la dite partie d'extrémité est fixée en position par une opération de coulée.