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"Piston perfectionné."
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Actuellement, les pistons à monter sur les moteurs à combustion interne, sont souvent fabriqués en un alliage d'aluminium, en raison de la grande conductibilité de ce métal. Cependant, l'aluminium pré- sente des inconvénients par suite de sa dilatation importante à la chaleur ; et ainsi, le piston doit être ajusté à froid avec des mar- ges de jeu importantes, et muni de plusieurs segments obturateurs à puissant ressort, qui freinent considérablement le mouvement du dit piston.
La présente invention remédie à ces inconvénients, et en parti- culier à ceux dérivant de la chaleur excessive du corps du piston, et a pour objet un piston facile à ajuster et pouvant supporter des températures élevées, caractérisé notamment en ce que la tête est revêtue avantageusement, par un matériau calorifuge réfractaire, et que la jupe peut comporter un seul segment d'étanchéité présentant une grande surface extérieure lisse et une surface intérieure munie d'une série de cannelures qui s'encastrent dans la jupe du piston de telle manière que l'huile qui tend à contourner ledit segment, forme un film permanent assurant l'étanchéité du joint.
L'invention est en outre, caractérisée en ce que le segment est placé de préférence à la base de la jupe du piston, afin de suppri- mer le phénomène de bascule que produit la poussée de la bielle, pendant le travail de compression et de détente.
Ce segment peut être fabriqué, par exemple, en une fonte acié- rée. Son ressort d'ouverture est faible, mais suffisant pour mainte- nir un bon contact avec les parois du cylindre. La fente d'élastici- té, de préférence, inclinée, permet au segment de s'ouvrir au fur et à mesure de son usure. L'invention est très remarquable en ce que cette usure du segment est très exactement compensée par l'accroisse- ment de l'épaisseur du film d'huile situé entre les cannelures, de préférence trapézoïdales, du segment et de la jupe du piston ; ce qui assure ainsi de façon permanente, une étanchéité suffisante.
Avantageusement, la tête de piston est revêtue par un matériau réfractaire, qui ne laissant pas la chaleur se propager dans le corps
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du piston, le protège efficacement et augmente la température dans la chambre de combustion, ce qui est très important, en particulier dans leu moteurs Diesel.
Le métal avec lequel ce piston doit être fabriqué, doit possé-, der, à température égale, le même coefficient de dilatation que celui qui est propre au matériau de céramique réfractaire que l'on lui fixe au moyen des procédés décrits.
La diminution de température dans le corps du piston limite la dilatation et permet un ajustage facile et précis, même avec un seul segment.
L'invention sera mieux comprise à la l.ecture de la description qui suit et à l'examen des dessins annexés représentant une des réalisations préférées de l'invention ; sur ces dessins :
La figure 1 est une vue en élévation du piston suivant l'inven- tion.
La figure 2 est une vue en coupe du piston suivant II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue en plan des becs de segment du piston selon l'invention.
La figure 4 est une vue à plus grande échelle des cannelures du segment dans leurs logements.
La figure 5 représente, en coupe, un piston comportant une pla- quette de céramique réfractaire.
La figure 6 est une vue, en plan, du fond d'un piston traité suivant l'invention.
La figure 7 est une vue, en coupe, suivant la ligne VII-VII de la figure 6 du fond du piston.
La figure 8 est une vue en plan du fond d'un piston traité suivant une variante de l'invention.
La figure 9 est une vue en coupe suivant la ligne IX-IX du pis- ton de la figure 8.
La figure 10 est une vue, en plan, du fond d'un piston réalisé suivant un autre procédé de l'invention.
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La figure 11 est une vue, en coupe, suivant la ligne XI-XI du piston de la figure 10.
Les figures 12 et 13 montrent à plus grande échelle, deux réa- lisations de tenons de fixation.
La figure 14 représente,en coupe partielle, un piston sur le- quel on a fixé un disque céramique, à l'aide de moyens différents.
La figure 15 est une vue, en plan, avec arrachements partiels*
La figure 16 représente le détail d'ancrage.
La figure 17 représente, en coupe partielle, un piston compor- tant deux autres moyens de fixation du disque céramique.
La figure 18 est une vue, en plan, avec arrachements partiels.
La figure 19 représente un détail d'ancrage.
En se reportant à la figure 1, représentant en élévation un piston 1 selon l'invention, on peut voir, situé le plus près possi- ble de la base de la jupe 2, le segment 3, dont la largeur est au moins égale au cinquième de la hauteur totale du piston, avec ses becs 4 et 5. Comme il a été indiqué plus haut, la position du seg- ment 3 a pour but de supprimer l'efbt de basculement.
Sur la figure 2, on voit en coupe le piston 1 selon l'invention, montrant notamment la base de la jupe 2, également en coupe, le segment 3 avec les cannelures intérieures 6 et les cannelures 7 prévues à la base du piston.
Ces cannelures 7 sont situées entre deux rainures 8 et 9 desti- nées à recevoir le surplus d'huile de graissage assurant l'étanchéi- té de l'ensemble. Cette huile de graissage peut arriver par un canal 10, pratiqué à l'extrémité des becs 4 et 5 du segment 3 comme indi- qué à la figure 3.
La figure 4 montre à plus grande échelle, les cannelures du segment 3 et 7 de la jupe du piston. Ces cannelures sont de préfé- rence trapézoïdales et ne doivent pas, en outre, venir au contact du fond de leur logement de manière à laisser subsister un espace 11 dans lequel l'huile viendra s'intérposer en assurant ainsi un joint étanche.
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On comprendra plus facilement qu'au bout d'un certain temps de fonctionnement, l'usure extérieure du segment 3 provoquera l'écarte- ment de ses becs 4 et 5 qui laisseront passer par le canal 10, une plus grande quantité d'huile qui s'interposera entre les cannelures 6 et leurs logements 7, assurant de ce fait, une étanchéité parfai- te, et jouera en outre, le rôle de compensateur de jeu.
Sur les figures 1 et 2, ont été représentées de façon simplifiée, les lumières nécessaires au montage de l'axe de la bielle, mais il est bien entendu qu'après montage de cet axe, ces lumières sont ob- struées de façon connue, par exemple, à l'aide de bouchons (non re- présentés sur les figures).
Bien entendu, on peut imaginer sans sortir du cadre de la pré- ' sente invention, un piston perfectionné comportant plusieurs segments, ou des segments dont la surface extérieure est rainurée ; de même, les segments conformes à l'inventicn peuvent avoir des cannelures intérieures ayant un profil différent.
On voit sur la figure 5, en coupe, un piston 1, sur le fond 12 duquel on a déposé une couche 13 de céramique réfractaire, d'une manière connue, sans traitement préalable du fond 12. Une telle cé- ramique ne résiste pas à l'usage, et généralement, se décolle de son support. L'inventeur a eu l'idée de fixer la matière céramique à l'aide d'un émail vitrifiable et/ou du verre "Pyrex", ou d'une bra.- sure appropriée formant une couche intermédiaire entre le métal et la céramique. Cependant, l'inventeur préfère les moyens de fixation plus perfectionnés ci-après décrits.
La figure 6 montre,en plan, le fond 12 du piston 1, traité se- lon l'invention. Comme on peut le voir, la fond du piston a été taillé de rainures parallèles et perpendiculaires, de manière à former des petits parallélipipèdes 14. ces rainures peuvent, bien entendu, venir de fonderie. Comme on le voit en se reportant à la figure 7 qui est une coupe selon la ligne VII-VII de la figure 6, les rainures sont légèrement inclinées da nanière à assurer un meil- leur ancrage de la matière réfractaire qui sera projetée
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ultérieurement. Il est facile de comprendre qu'après solidification, la plaquette formée par la matière réfractaire formera un "monolithe" avec le piston et résistera aux chocs thermiques.
Les figures 8 et 9 représentent une variante de l'invention.
Dans cette réalisation, le fond 12 du piston est fraisé de manière à obtenir une multitude d'aspérités pyramidales 15.
Les figures 10 et 11 représentent, en plan et en coupe, une autre variante de l'invention dans laquelle l'organe de liaison entre le fond 12 du piston et la céramique, est), formé d'un ensemble de tenons 16, à tête sphérique, maintenue sur le fond du piston soit par soudage, soit plus généralement par fixation du pied 17 des dits tenons 16, au moyen d'une plaque 18 soudée dans le fond 12 du piston
1. Ces tenons 16, à têtes sphériques, assurant une grande solidité à l'ensemble plaquette-céramique-piston après solidification.
..Les figures 12 et 13 représentent, à plus grande échelle, deux de ces tenons 16 montrant leur fixation au moyen d'une plaque 18 maintenant leur pied 17.
'Les figures 14 et 19 représentent d'autres variantes de fixa- tioil de la céramique 13 sur le fond 12 du piston 1, à l'aide d'une plaque intermédiaire 19 ou 21.
@ Dans le cas des figures 14,15, 16,' la plaque intermédiaire 19 est fixée par des vis 20 sur le fond 12 du piston.
L'une des faces de cette plaque 19 a préalablement été traitée et/ou usinée pour l'obtention d'aspérités, dans les mêmes conditions que le fond du piston lui-même, dans les exemples précédents 6 à 9, ma.is l'obtention de ces aspérités est plus aisée dans ce cas.
La plaque 19 étant fixée comme représenté figure 14, il ne reste plus qu'à projeter la matière réfractaire sur sa face traitée comme expliqué précédemment.
Les figures 17 et 19 représentent une autre variante où l'on voit la plaque intermédiaire 21 fixée sur le fond 12 du piston, à l'aide d'un système de tenons et mortaise, au moment de la coulée du piston lui-même. Dans ce dernier cas, la plaque 21 est déjà revêtue
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de céramique, mais il serait évidemment possible de la revêtir seule- ment après sa fixation.
Bien entendu, d'autres formes de réalisation de dispositifs d'ancrage peuvent être imaginés, sans pour cela s'écarter de la présente invention.