CH352872A - Piston et procédé pour sa fabrication - Google Patents

Description

  Piston et procédé Pour sa fabrication    Les pistons constituent un des éléments des  moteurs de combustion interne, destinés<B>à</B> assurer  durant le fonctionnement une des tâches les plus dif  ficiles, et cela non seulement au point de vue méca  nique, mais également au point de vue thermique.  Les pistons, en effet, reçoivent l'impulsion de l'ex  plosion ou de la combustion qu'ils transmettent au  vilebrequin. Ils subissent les températures élevées  ambiantes et les, dilatations, qu'elles provoquent. Ils  sont également affectés de variations de vitesse et de  changements<B>de</B> sens du mouvement et cela<B>à</B> des  intervalles extrêmement suivis.

   Finalement, ils glis  sent<B>à</B> l'intérieur des cylindres<B>à</B> des pressions très  élevées qui varient continuellement et<B>à</B> des vitesses  qui surpassent celles des coussinets de bielles sur les  vilebrequins, cela avec la difficulté que représente le  fait<B>de</B> travailler<B>à</B> des températures très élevées,  contrairement aux coussinets qui demeurent considé  rablement éloignés des sources de chaleur.  



  Le présent brevet d'invention a pour objet un  piston, notamment pour moteur<B>à</B> combustion interne,  caractérisé en ce qu'il comprend une garniture de  métal de glissement sur au moins une partie cylin  drique du piston, cette garniture étant destinée<B>à</B>  venir en contact avec la paroi intérieure du cylindre  dans lequel il se déplace. Ledit métal de glissement  est destiné<B>à</B> constituer les zones de frottement des  pistons de fer,     d#acier    étampé, de tôle     d#acier,    de  l'aluminium et de ses alliages, modifiant ainsi favo  rablement les conditions de glissement avec économie  d'énergie et diminution de l'usure des cylindres.  



  Le brevet comprend également un procédé de  fabrication du piston ci-dessus, caractérisé en ce  qu'on garnit au moins partiellement la partie cylin-         drique    du piston d'un métal de glissement, de telle  manière que la garniture de métal de glissement ait  une épaisseur suffisante pour que sa surface exté  rieure soit en saillie par rapport<B>à</B> la surface exté  rieure du reste du piston, et l'on usine la surface  cylindrique de ladite garniture.  



  Le dessin annexé illustre,<B>à</B> titre     d7exemple,    une  mise en     #uvre    du procédé que comprend le présent  brevet, ainsi qu'une forme d'exécution du piston  fabriqué par ce procédé.  



  La     fig.   <B>1</B> est une vue en élévation du piston ter  miné.  



  La     fig.    2 est une coupe<B>à</B> plus grande échelle  d'un détail de ce piston.  



  La     fig.   <B>3</B> est une     demi-coupe    d'un piston sembla  ble<B>à</B> celui de la     fig.   <B>1.</B>  



  La     fig.    4 est une vue en coupe partielle<B>à</B> plus  grande échelle     d#une    variante de détail.  



  La     fig.   <B>5</B> est une vue en coupe semblable<B>à</B> la       fig.    4 d'un autre, détail.  



  Dans une mise en     #uvre    du procédé que com  prend l'invention, on usine un piston de fonte, acier  ou tôle d'acier comme on<B>le</B> fait couramment, en  tenant compte de la nécessité d'obtenir un diamètre  inférieur dans la partie cylindrique du piston. Les  proportions de cette diminution varient selon<B>le</B> genre  et les mesures du piston qu'il s'agit de fabriquer.

    Ensuite, on travaille toute la surface de la partie  cylindrique ou seulement quelques-unes des, zones qui  l'entourent, afin d'obtenir des rainures     d7une    profon  deur variable selon<B>le</B> piston; on strie, on molette,  ou l'on sable dans le but<B>de</B> créer des surfaces     irré-          guliùres    et, ainsi, retenir et fixer un métal de glisse  ment avec lequel on recouvre ensuite, les zones de      la partie cylindrique du piston préalablement choi  sies.<B>Ce</B> recouvrement<B>de</B> métal de glissement (de  préférence<B>le</B> cuivre ou ses alliages), s'accomplit au  moyen de pistolets spéciaux, de type connu, lesquels  fondent et projettent avec l'aide d'air comprimé sur  les surfaces préparées antérieurement,<B>le</B> métal avec  lequel on les alimente,

   soit sous forme<B>de</B> fils, soit  sous forme de poudre.  



  Au cours de l'opération de projection du métal  fondu, il se produit normalement une oxydation des  particules de métal. La couche ainsi formée sur le  piston est constituée de particules de métal oxydé.  Par conséquent, cette couche ne présente ni malléa  bilité, ni ductilité, et elle ne peut supporter ni les  contractions, ni les vibrations, ni les dilatations aux  quelles<B>le</B> piston se trouve soumis pendant le fonc  tionnement du moteur.<B>Il</B> est donc nécessaire de  rendre au métal projeté les qualités propres du métal  fondu en le soumettant<B>à</B> un traitement thermique  <B>de</B> réduction dans un four de type courant approprié.  On opère cette réduction<B>à</B> une température normale,  entre     600o    et 800o, dans une atmosphère de gaz  réducteur, de préférence de l'hydrogène.

   La réduction  des oxydes de cuivre commence vers 4000<B>C</B> mais,  dans le but      & abréger    l'opération, il est recomman  dable d'arriver<B>à</B> des températures plus élevées,     san5     atteindre, naturellement, la température<B>de</B> fusion,  mais de s'arrêter<B>à</B>     200,1    ou 4000<B>C</B> au-dessous de  celle-ci. La réduction des oxydes est une réaction  exothermique et, même si l'on     dopère    pas<B>à</B> la tem  pérature<B>de</B> fusion, il se produit du métal liquide  avec lequel on soude les particules de métal, en lui  communiquant en même temps les qualités suffisan  tes de malléabilité, de ductilité et de ténacité pour  <I>qu'il</I> puisse supporter le travail auquel on le soumet.  



  Dans une autre mise en     #uvre    du procédé, utili  sant un piston      & aluminium    ou de ses alliages, on ne  peut pas effectuer<B>le</B> traitement thermique dans une  atmosphère d'hydrogène puisque la température est  égale ou supérieure<B>à</B> la température de fusion de  l'aluminium<B>;</B> si l'on réduit la température du traite  ment, on prolonge celui-ci d'une manière absolument  antiéconomique. C'est pourquoi, dans ce cas     particu-          lier,    on prépare les zones de frottement du piston où  l'on dispose soit des anneaux      & acier,    usinés et re  couverts de métal de glissement, soit directement des  anneaux de cuivre ou alliages de cuivre.

   Dans une  mise en     #uvre    particulière, on incorpore au moins  un anneau en acier dans le moule au moment<B>de</B> la  coulée du piston, de sorte que ledit anneau forme un  seul corps avec le piston     d7aluminium.    et constitue  la seule surface de frottement de celui-ci. On dépose  ensuite le métal de frottement sur l'anneau d'acier.  



  Cette variante du procédé peut également être  appliquée<B>à</B> des pistons coulés en un autre métal que  de l'aluminium pouvant résister<B>à</B> un traitement  thermique dans une atmosphère     ehydrogène    auquel  est soumis le dépôt de métal de glissement sur le ou  les anneaux en acier.    En dernier lieu, et dans n'importe quel cas, on  soumet le piston aux opérations habituelles de tour  nage, rectification,     etc.,    en laissant en relief les par  ties revêtues<B>de</B> métal de glissement qui devront cons  tituer les uniques zones de frottement du piston  contre les parois du cylindre.  



  Le piston a représenté<B>à</B> la     fig.   <B>1</B> comporte des  anneaux<B>de</B> frottement<B>b.</B>  



  Comme représenté<B>à</B> la     fig.    2, la paroi du piston  <I>a</I> est rendue rugueuse<B>à</B> l'endroit où une garniture<B>b</B>  de cuivre, ou autre matière de glissement, est déposée  et qui constitue la surface destinée<B>à</B> frotter sur le  cylindre du piston.  



  <B>A</B> la     fig.   <B>3,</B> on a supposé que le piston a est en  aluminium ou en alliage d'aluminium et porte des  anneaux de glissement     bl,   <B><I>b.,</I></B> qui s'incorporent<B>à</B> ce  dernier pendant la coulée<B>dû</B> piston, comme décrit  ci-dessus.  



  La     fig.    4 se rapporte<B>à</B> un anneau a en acier usiné  et revêtu     d1ne    couche<B>b</B> de cuivre ou de ses alliages<B>;</B>  la     fig.   <B>5</B> montre un anneau de cuivre ou de ses allia  ges prêt<B>à</B> être incorporé au piston.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS <B>1.</B> Piston, notamment pour moteur<B>à</B> combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend une garni ture de métal de glissement sur au moins une partie cylindrique du piston, cette garniture étant destinée <B>à</B> venir en contact avec la paroi intérieure du cylindre dans lequel il se déplace. II.

   Procédé de fabrication du piston selon la revendication<B>1,</B> caractérisé en ce qu'on garnit au moins partiellement la partie cylindrique du piston d'un métal de glissement, de telle manière que la garniture de métal de glissement ait une épaisseur suffisante pour que sa surface extérieure soit en saillie par rapport<B>à</B> la surface extérieure du reste du piston, et l'on usine la surface cylindrique de ladite garni ture, SOUS-REVENDICATIONS <B>1.</B> Piston selon la revendication<B>1,</B> caractérisé en ce que ladite garniture de glissement est formée par un dépôt du métal considéré sur au moins une partie <B>de</B> la surface du piston. 2.

   Piston selon la revendication<B>1,</B> caractérisé en ce que ladite garniture est constituée par des anneaux rapportés sur la surface cylindrique du piston, ces anneaux étant constitués par ledit métal de glisse ment. <B>3.</B> Piston selon la sous-revendication 2, caracté risé en ce que chacun desdits anneaux est constitué par une pièce massive formée uniquement par ledit métal de glissement. 4. Piston selon la sous-revendication 2, caracté risé en ce que chacun desdits anneaux est constitué par une première pièce annulaire de base en acier, qui est recouverte #fun dépôt dudit métal de glisse ment.

   <B>5.</B> Piston selon la revendication<B>1,</B> coulé en alu minium ou alliage d'alluminium, caractérisé en ce qu'il comporte un anneau de glissement incorporé au métal du piston. <B>6.</B> Procédé selon la revendication<B>11,</B> caractérisé en ce que, après avoir usiné le piston, on pratique sur les parties<B>de</B> sa surface cylindrique destinées <B>à</B> venir en contact avec le cylindre qui doit le rece voir, des rainures annulaires, on rend rugueuses les parois desdites rainures, et l'on garnit lesdites rainu res d'un dépôt de métal de glissement.

   <B>7.</B> Procédé selon la sous-revendication <B>6,</B> carac térisé en ce qu'on assure le dépôt du métal de glisse ment dans les rainures du piston, au moyen d7un pistolet<B>à</B> air comprimé qui assure la fusion et la projection dudit métal. <B>8.</B> Procédé selon la sous-revendication <B>7,</B> carac térisé en ce qu'on fait suivre l'opération de dépôt du métal de glissement d#unc opération<B>de</B> traitement thermique de réduction du métal ainsi déposé.

   <B>9.</B> Procédé selon la revendication II, dans lequel le piston est coulé dans un moule, caractérisé en ce qu'on dispose un anneau en acier dans le moule au moment de la coulée du piston, on dépose un métal de glissement sur cet anneau et Fon soumet ce dépôt ultérieurement<B>à</B> un-, phase<B>de,</B> réduction dans une atmosphère d'hydrogène.