Piston, notamment pour moteurs à explosions. La présente invention a pour objet un pis ton, pour moteurs à explosions ou autres ap plications telles que moteurs à vapeur, pompes à air et à liquides par exemple.
Le piston selon l'invention est caractérisé en ce qu'il -comporte, d'une part, un corps comprenant une jupe et un fond et, d'autre part, une armature disposée à l'intérieur du corps et présentant des bossages formant pa liers pour le tourillon du piston, cette arma ture étant prévue de manière à être fixée à l'intérieur dudit corps, à l'emplacement néces sité par la hauteur désirée de l'axe du tou rillon, en vue d'obtenir une fabrication stan dardisée des pistons.
L'armature peut comprendre deux bagues qui servent de support aux bossages et -de liai son entre ceux-ci, ces -deux bagues servant en même temps de renfort à la jupe, dont on peut de fait réduire considérablement l'épaisseur. Les bossages, dan, ce cas, pourront être, de préférence, .en retrait -de l'aplomb des deux bagues, de façon à ne pas être en contact :di rect avec la jupe.
L'armature peut aussi posséder, au-dessus des bossages formant paliers pour le tourillon, une pièce annulaire avec des parties renflées qui, après usinage de sa hauteur, permet @de fixer par vissage l'armature sur le fond du piston, qui est non perforé, au moyen de vis qui s'engagent -d'en bas, par des ouvertures dans lesdites parties renflées de l'armature. Dans ce cas, l'armature pourrait comprendre deux anneaux, l'anneau supérieur étant main tenu sur le fond -du piston uniquement par les dites vis, ces anneaux pouvant se dilater libre ment vers le bas.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, deux formes d'exécution du pis ton selon l'invention, ainsi que deux variantes de détail.
Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une des parties de la première forme d'exé cution, cette partie constituant le corps du pis ton, comprenant le fond et la jupe; Fig. 2 montre, en perspective, l'armature de cette forme :d'exécution, cette armature comprenant les bossages formant paliers pour le tourillon; Fig. 3 est, en coupe, une vue schématique de la forme d'exécution complète, après mon tage de l'armature :dans le corps;
Fig. 4 est une vue d'une carcasse brute,de fonderie -de l'armature de la deuxième forme d'exécution, en coupe axiale par les bossages non encore perforés: Fig. 5 montre .deux -demi,caupes de -deux pistons équipés avec une armature :du genre de celle représentée en fig. 4, mais présentant des variantes de -détails, ces :deux pistons ayant des hauteurs- d'axe différentes.
Dans la première forme d'exécution, le fond<I>a</I> et la jupe<I>b</I> -du corps -du piston (fig. 1) sont obtenus en une seule pièce, wüléë ou emboutie suivant la nature du métal em ployé, en ne tenant compte que de l'alésage, c'est-à-dire sains s'inquiéter -du type de mo teur -dans lequel ce corps de piston est destiné à s'adapter.
L'armature munie des bossages c (fig. 2) est obtenue en une seule pièce, les bossages étant solidarisés entre eux par deux bagues d reliées aux bossages par :des nervures e et en- tretoisées par des pattes f.
C'est la face externe ,de ces bagues qui est appelée ià guider, centrer et, le cas échéant, à. fixer après usinage les bossages à l'intérieur de la jupe, et .ce à une distance du fond égale à la. hauteur -d'axe désirée.
On .se rend ainsi compte qu'un même corps de piston, jupe et fond, d'un :diamètre déterminé, peut s'appliquer à. :des moteurs :de type varié en modifiant au montage la hau teur d'axe, c'est-à-dire en réglant la position -de l'armature, et par suite ides bossages par rapport au fond.
De même, l'armature peut être fabriquée en série et prévue pour des axes variant, par exemple, -de 10 à 30 mm :de :diamètre. Les faces externes :des bagues de l'armature, de vant être usinées d'après le diamètre inté rieur :du corps, peuvent être également pré vues. à l' tat brut avec des :diamètres variant -de XO en 10 mm. On pourrait aussi prévoir des armatures avec-des bossages excentrés.
Dans le piston monté représenté en fig, S:, la jupe a, par exemple, une épaisseur de 1 mm et la. tête une épaisseur de 4 mm. L'armature d, présentant les bossages c, est alors vissée, rivée, sertie ou brasée à l'inté rieur -de la jupe b, à. l'emplacement exigé par la hauteur :d'axe.
Une perforation, g est prévue dans la jupe en face -de chaque bossage, afin de permettre d'aléser les bossages en h au diamètre de l'axe qu'ils doivent recevoir.
L'usinage .du fond et la rectification de la. jupe sont exécutés comme à. l'ordinaire, avec cette différence que, :dans le cas :de pis tons en acier, les segments peuvent être sup primés dans les moteurs à. haut régime, et li mités à un seul -dans les moteurs à régime moyen.
Pour les moteurs à. régime lent principale ment, le piston peut être éventuellement mo difie comme suit: le corps peut être formé d'un fond et d'une jupe qui ne sont pas: en une seule pièce, mais qui sont accouplés. par tous moyens appropriés (vissage, rivetage, sertissage, même soudure). Le .fond peut com porter des gorges. :de segments dont le nom bre varie suivant le type :de moteur et la né cessité :d'assurer une parfaite compression. Une gorge pour segments racleurs -d'huile peut être également prévue pour les moteurs dont le graissage est trop abondant.
Enfin, la fixation -de l'armature à l'inté rieur :du corps peut être faite sur le fond même au lieu :de l'être sur la jupe, ce qui est plus particulièrement indiqué lors de l'emploi de deux métaux de coefficient de di latation :différent.
Dans la deuxième forme :d'exécution re présentée, l'armature est fixée au fond du corps.
A cet effet (fig. 4), la bague supérieure <I>d</I> de l'armature prend appui sous le fond cr et comporte ,des. parties renflées i (deux dans le cas du dessin) permettant, après perçage, la fixation -de ladite armature au moyen de vis ;j qui, le cas échéant, peuvent être gou- pillées en k après leur pope et avant l'usinage (fig. 5). La partie située verticalement entre les deux bagues d et horizontalement entre les deux bossages c est évidée.
Suivant la hauteur d'axe désirc',e, il suffit de diminuer plus ou moins par le haut à l'u sinage la hauteur x de cette bague d ainsi que de ses. parties renflées i:.
La fig. 5 montre, d'ailleurs, en deux demi- coupes, -des pistons dont les hauteurs d'axe .,-, qui sont différentes, ont nécessité de ra mener la hauteur<I>x</I> de la bague<I>d</I> aux va leurs respectives x' et x".
Pour alléger le piston, ou peut également usiner par le bas les parties renflées % en en levant le métal les constituant, de façon à n'en conserver que la, hauteur <B>y</B> strictement nécessaire à la fixation, ainsi qu'on le voit en fig. 5.
Ce mode de fixation de l'armature sous le fond du pistou permet ainsi de .supprimer tous efforts sur la jupe et d'augmenter la surface de portée qui se trouve de plus si tuée dans un plan normal aux efforts de com pression et d'explosion. Enfin, la dilatation de l'armature peut se produire librement à l'intérieur du corps -dans le sens Longitudi nal.
Ainsi qu'on le voit sur la. fi-,<B>5,</B> les vis j s'engagent avec du jeu .dans des ouvertures des bossages i.
Les pistons représentés apportent une so- hition au problème de la dilatation et de l'usure prématurée, problème qui ne pouvait être résolu que par l'emploi d'un métal tel que l'acier, le bronze ou tous autres métaux à faible coefficient de dilatation.
Les pistons représentés et déerits offrent encore sur les pistons en fonte ou en alliages légers ou encore sur ceux faits en plusieurs métaux, les avantages. ci-dessous: Extrême légèreté maigTé une très grande résistance à l'effort et à l'usure; suppression des claquements dus au jeu exagéré qu'on est obligé .de laisser aux pis tons dont le métal possède un coefficient de dilatation trop élevé; étanchéité parfaite malgré, dans certains cas, la. suppression des segments; indépendance ci; amovibilité des bossages;
faculté d'obtenir, avec un seul corps de piton et une seule armature, une multitude de pistons. dont les axes ont un diamètre et une hauteur différents; renforcement de la. jupe par l'armature, renforcement qui peut être augmenté par l'éeart@ment en hauteur ou en profondeur des faces cylindriques de l'armature, surtout dans les pistons à grande hauteur d'axe;
suppression du détalonnage, habituelle ruent pratiqué sur les pistons courants dont les bossages se dilatent latéralement occa sionnant des grippages fréquents, cette sup pression -du détalonnage permettant aussi d'obtenir une portée totale du piston à: l'inté rieur du cylindre, sur toute la. hauteur de la jupe usinage facile et faculté d'emboutir, en deuxième passe, la tête du piston, afin de lui donner la, forme (concave, convexe ou à dé flecteur) qu'exige tel ou tel type de moteur à deux ou à. quatre temps; faculté -de loger un segment dans la. tête -du piston, même si celui-ci est embouti.
Les pistons représentés en fig. 4 et 5 pro curent les avantages suivants: standardisation des vis. j (fig. 5) de fixa tion; standardisation réelle et très étendue des hauteurs d'axes.
(position x" et position ,.' pouvant devenir x' et z et ce, sans que la solidité de telle ou telle pièce en soit affec tée (fig. 5); un effort rationnel se transmet du fond a sur toute la périphérie de la bague supérieure de l'armature ainsi que sur les parties ren flées i; limitation de l'effort -des deux vis ? qui n'ont d'autre but que de maintenir plaques l'un contre l'autre le. fond du corps du pis ton et l'armature;
possibilité d'emploi de deux métaux de coefficient de dilatation différent, la dilata tion de l'armature pouvant s'opérer librement de haut en bas et latéralement (l'armature selon fig. 5 est en effet usinée de telle fa çon qu'elle ne touche la jupe que sur la pé riphérie de la. bague inférieure d, laquelle est fendue).
Les vis j, jouant librement :dans les parties renflées i -de la bague supérieure, ne font corps qu'avec le fond a dans les tétons de laquelle elles sont d'ailleurs goupillées; possibilité d'emploi de métaux ordinaires et bon marché tels que la fonte, et ce, sans risques -d'auto-allumage: la grande surface de portée des parties renflées. i, en aluminium par exemple, sur le fond a, en fonte par exemple, assurant un dégagement de chaleur qui remédie aux inconvénients résultant de la faible conductibilité thermique de la fonte.
Les pistons décrits sont réalisés. sans per foration -du fond. La présence d'une vis dans le fond dit corps nécessite en effet un fond très épais pour pouvoir y encastrer la vis. En outre, cette vis sur le fond est très gênante i l'on veut réaliser des pistons bombés ou con caves.
L'armature selon fig. 5. en venant s'ap puyer sur le fond du corps @du piston, trans met l'effort dans les conditions parfaites de résistance.