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BREVET DE PERFECTIONNEMENT.
" Perfectionnements apportés aux ensembles cylindre-piston, notamment à ceux pour moteurs à explosion "
Monsieur BIREIGT (Marc) Rue du Capitaine Guynemer, à BOIS -COLOMBES (Seine)
France.
Brevet principal dé osé le 5 janvier 1927 sous le N
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-rrenc-e ;-0 268361)
L'invention est relative aux ensembles constitués par un cylindre et par un piston correspondant ; elle con- oerne plus spécialement (parce que c'est en leur 'cas que son application'paraît devoir offrir le plus d."intérêt), parmi ces ensembles, ceux à faire comporter aux moteurs a explosion.
Elle a pour but, principalement, de rendre tels,
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lesdits ensembles; qu'ils répondent mieux, aux. divers''deside- rata les concernant de la pratique industrielle.
Elle consiste,. principalement, à constituer. par
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un métal superficiellement durcissabl' (p,r exemple Grmznta-
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ble, nitrurable, etc.), l'un au moins des deux) éléments des ensembles du genre en question et à durcir superficielle- ment (par exemple par cémentations, nitruration, etc. ) cel- les au moins des portions des ensembles ainsi obtenus ayant été rendues durcissables, qui ont, durant le fonctionnement de ces mêmes ensembles, à subir un frottement.
Elle consiste, mise à part cette disposition prin- cipale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicite- ment parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application (celui où on l' applique aux ensembles cy- lindre-piston des moteurs à explosion), ainsi que certains modes de réalisation (ceux qui seront-indiqués ci-après), desdites dispositions ; elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les ensembles du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur é- tablissement, ainsi que les installations, fixes ou mobiles (notamment les moteurs à explosion), comportant de tels en- sembles.
Et elle pourra, de toute façon, être bien compri- se à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La figure unique qui constitue ce dessin montre, en coupe verticale, un ensemble cylindre-piston appartenant à un moteur à explosion et établi conformément à l'inven- tion.
Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, à supposer qu'on veuille établir, à l'aide d'un métal forgeable, un ensemble
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cylindre-piston en vue de l'utiliser lui-même dans l'éta- blissement d'un moteur à explosion, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
Concernant, d'abord, les matrices à employer pour le forgeage du métal à utiliser pour établir les élé- ments de l'ensemble à établir, on les établit e mêmees de manière que, unefois opéréle forgeage et effectuées leur tour les opérations subséquentes à faire subir aux éléments- ainsi obtenus, ces.
éléments aient la forme voulue, avantageusement une forme telle que'celle qu'indique net- tement le dessin, donc une forme telle que,. d'une part, et pour ce qui est du cylindre a, celui-ci puisse recevoir une culasse formant concurremment chemise à fluide réfrigérant, et que, d'autre part, et pour ce qui est du piston, celui-ci soit, à la façon déjà connue, en deux parties, sa-
1 voir en une partie supérieure b avec gorgesb. propres à re- cevoir des segments (non représentés), et en une partie in- férieure c de diamètre externe égal, au jeu voulu près, à l'alésage du cylindre a, ces formas, ou tout au moins celles à donner ou pis- ton, se choisissant, de préférence et ainsi que l'invention permet de le faire sans risque,
de façon que le guide cons- titué par la susdite partie inférieure ± soit d'épaisseur relativement très faible, voire ait l'allure même qu'indi- que le dessin, afin que, une fois terminé, il ne présente, comme surfaces frottantes, que les extrémités supérieure et inférieure de sa surface périphérique.
Et concernant, ensuite, le métal forgeable à for- ger, à l'aide des matrices ainsi établies, pour obtenir le- dit cylindre a et ledit guide , on a recours à de l'acier superficiellement durcissable (par exemple cémentable, ni- trurable, etc.), le métal à utiliser concurremment pour obtenir le
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piston proprement dit b pouvant être, avantageusement, un métal léger, tel par exemple que l'aluminium ou un alliage de ce métal léger.
On procède à ce forgeage, puis à un premier usi- nage (tournage, etc.) des pièces ainsi obtenues.
Et, cela fait, on soumet le cylindre a et le gui- de ± compris parmi ces pièces à un traitement tel qu'ils soient durcis (par exemple par cémentation ou nitruration, etc.), le premier sur toute l'étendue de sa surface cylin- drique interne et, le second, sur la surface cylindrique externe de ses portions de plus grand diamètre; les surfaces ainsi durcies étant, ensuite, soumises à un second usinage (rectification, etc.), que, de préféren- ce, on réalise de manière telle que lesdites surfaces soient aussi parfaitement polies qu'elles peuvent l'être du fait qu'elles sont durcies.
En suite de quoi, et une fois effectuées à leur tour les opérations usuelles subséquentes (assemblage, etc.) à faire subir aux diverses pièces pour qu'elles puissent ê- tre utilisées comme d'habitude, on obtient un ensemble cy- lindre-piston propre à entrer dans la constitution des mo- teurs à explosion, cela du moins à condition d'avoir concur- remment recours, dans ces moteurs, cornue système de réfrigé- ration, à un semblable système d'effet assez puissant pour soustraire ledit ensemble, et son cylindre en particulier, à tout risque de disparition des qualités lui ayant été con- férées en le soumettant au traitement de durcissement super- ficiel, ledit ensemble offrant alors, entre autres avanta- ges:
celui d'être -- à égalité d'alésage de course et de conditions dutilisation -- d'une puissance plus grande, ce en raison de la petitesse extrême du coefficient de frottement de ses parties frottantes: celui de permettre de donner à son piston une vites-
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se linéaire plue grande, oo pour le même motif; celui de ne nécessiter qu'un graissage moins abon- dant, ce encore pour le même motif ; celui d'être d'une usure moins rapide,,ce en raison de la dureté des surfaces frottantes;
et celui de permettre de réduire à l'extrême le jeu
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à réserver entre les parties frottantes lors de la oonotruc- tion et, partant, les risques de "claquement", ce en raison de l'utilisation d'un seul et même métal pour constituer les surfaces frottantes et, par conséquent, de l'égalité de dilatation de ces surfaces.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite au-
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cuneinent i aelui d6 Ses mede deeppligitionp non glun qu'M. ceux. de ses modes de réalisation, ayant plus spécialement été spécifiés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment: celles où ;on ,1 Rappliquerait aux ensembles cylindre- piston pour pompes; et celles où on la réaliserait en n'établissant de la manière susexposés que l'un des deux éléments desdits ensembles.
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DEVELOPMENT PATENT.
"Improvements made to cylinder-piston assemblies, particularly those for internal combustion engines"
Mr BIREIGT (Marc) Rue du Capitaine Guynemer, in BOIS -COLOMBES (Seine)
France.
Main patent filed on January 5, 1927 under the N
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-rrenc-e; -0 268361)
The invention relates to assemblies constituted by a cylinder and by a corresponding piston; it relates more especially (because it is in their 'case that its application' seems to offer the most interest), among these assemblies, those to be included in internal combustion engines.
Its main purpose is to make such
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said sets; that they respond better, to. various''deside- rata concerning them from industrial practice.
It consists,. mainly, to be constituted. through
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a superficially hardenable metal (for example Grmznta-
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ble, nitriding, etc.), at least one of the two) elements of the assemblies of the kind in question and to harden superficially (for example by cementations, nitriding, etc.) those at least of the portions of the assemblies thus obtained having been made hardenable, which have, during the operation of these same assemblies, to undergo friction.
It consists, apart from this main provision, of certain other provisions, which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below.
It relates more particularly to a certain mode of application (that in which it is applied to the cylinder-piston assemblies of internal combustion engines), as well as certain embodiments (those which will be indicated below), of said provisions; it also targets more particularly, and this as new industrial products, assemblies of the type in question comprising the application of these same provisions, special elements specific to their establishment, as well as installations, fixed or mobile (in particular engines. explosion), comprising such assemblies.
And it can, in any case, be clearly understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawing, which supplement and drawing are, of course, given above all by way of indication.
The single figure which constitutes this drawing shows, in vertical section, a cylinder-piston assembly belonging to an internal combustion engine and established in accordance with the invention.
According to the invention, and more particularly according to that of its modes of application, as well as those of the embodiments of its various parts, to which it seems that preference should be given, assuming that one wishes establish, using a forgeable metal, a set
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piston cylinder with a view to using it itself in the establishment of an internal combustion engine, the procedure is as follows, or analogously.
Regarding, first of all, the dies to be used for forging the metal to be used to establish the elements of the assembly to be established, they are established in the same way that, once the forging has been carried out and the subsequent operations carried out in turn. subject the elements thus obtained to these.
elements have the desired shape, advantageously a shape such as that clearly indicated in the drawing, therefore a shape such as ,. on the one hand, and with regard to cylinder a, the latter can receive a cylinder head concurrently forming a refrigerant fluid jacket, and that, on the other hand, and with regard to the piston, the latter either, to the way already known, in two parts, its-
1 see in an upper part b with grooves b. suitable for receiving segments (not shown), and in a lower part c of equal external diameter, up to the desired clearance, to the bore of cylinder a, these forms, or at least those to be given or worse - your choice, preferably and as the invention allows to do without risk,
so that the guide constituted by the aforesaid lower part ± is of relatively very small thickness, or even has the same appearance as indicated in the drawing, so that, once finished, it does not present, as rubbing surfaces , as the upper and lower ends of its peripheral surface.
And concerning, then, the forgeable metal to be forged, using the dies thus established, to obtain said cylinder a and said guide, use is made of superficially hardenable steel (for example cementable, ni- trurable, etc.), the metal to be used concurrently to obtain the
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actual piston b may be, advantageously, a light metal, such as for example aluminum or an alloy of this light metal.
This forging is carried out, then a first machining (turning, etc.) of the parts thus obtained.
And, this done, the cylinder a and the guide ± included among these parts are subjected to a treatment such that they are hardened (for example by cementation or nitriding, etc.), the first over the entire extent of its internal cylindrical surface and, the second, on the external cylindrical surface of its portions of larger diameter; the surfaces thus hardened being, then, subjected to a second machining (grinding, etc.), which, preferably, is carried out in such a way that said surfaces are as perfectly polished as they can be because of the fact that they are hardened.
As a result, and once the subsequent usual operations (assembly, etc.) to be subjected to the various parts so that they can be used as usual, have been carried out in turn, a cylinder assembly is obtained. piston suitable for entering into the constitution of internal combustion engines, at least on condition of having recourse, in these engines, retort refrigeration system, to a similar system of effect powerful enough to subtract said assembly, and its cylinder in particular, at any risk of disappearance of the qualities which have been conferred on it by subjecting it to the surface hardening treatment, said assembly then offering, among other advantages:
that of being - with equal bore of stroke and conditions of use - of a greater power, this because of the extreme smallness of the coefficient of friction of its friction parts: that of allowing to give to its piston one quick
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se linear larger, oo for the same pattern; that of requiring only less abundant lubrication, again for the same reason; that of being of less rapid wear, this because of the hardness of the rubbing surfaces;
and that of allowing to reduce to the extreme the game
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to be reserved between the rubbing parts during the oonotruc- tion and, therefore, the risks of "slamming", this due to the use of one and the same metal to constitute the rubbing surfaces and, consequently, of the equality of expansion of these surfaces.
As goes without saying, and as is already clear from the foregoing, the invention is not limited to-
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cunein to him of his mede deeppligitionp not glun that M. those. of its embodiments, having more especially been specified; it embraces, on the contrary, all the variants thereof, in particular: those in which: 1 would apply to cylinder-piston assemblies for pumps; and those where it would be achieved by establishing in the manner described above only one of the two elements of said assemblies.
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