<Desc/Clms Page number 1>
"P i s t o n s"
La présente invention concerne les pistons en plu- sieurs pièces pour moteurs à fluide sous pression, plus par- ticulièrement les pistons bimétalliques comprenant une tête en aluminium ou autre alliage léger, cette tête étant de préfé- rence coulée et faisant corps avec des bossages d'axe, des tourillons ou d'autres parties auxquelles est fixée une che- mise tubulaire en fonte, acier ou autre matière résistant bien à l'usure.
L'invention a pour objet principal un rcode et des Moyens perfectionnés de fixation de la chemise à la tête du piston ou à toute autre partie de celui-ci, tels que ces moyen
<Desc/Clms Page number 2>
eux-mêmes constituent un dispositif susceptible de neutraliser les variations de dilatation et de contraction des différents métaux. Elle a en outre pour objet une disposition perfection- née, susceptible de réduire le prix de revient, plus parti- culièrement du fait qu'elle permet de couler la tête du pis- ton indépendamment de la chemise tubulaire, et d'assembler fermement ces pièces par la suite, de manière simple et peu coûteuse.
Dans le cas des pistons bimétalliques ordinaires dont les pièces sont coulées l'une dans l'autre ou dans la masse, au moment où l'aluminium se refroidit et se contracte après la coulée il se produit, à l'intérieur de la chemise d'acier, un interstice entre cette dernière et les bossages d'axe ou autres parties du piston. Il s'ensuit qu'à l'endroit où la chemise rejoint la tête du piston ou la partie inférieure de la bande annulaire du piston, ou bien à l'extrémité inférieure de la chemise, le jeu initial de contraction est trop impor- tant et permet à la tête ou aux autres parties du piston de se déplacer par rapport à la chemise d'acier. La présente in- vention a aussi pour but de parer à ces inconvénients.
Le piston présentant la caractéristique essentielle de l'invention comporte une chemise tubulaire dont la périphé- rie est pourvue d'une partie sensiblement plate, en forme de disque ou d'anneau, par laquelle la chemise est fixée à une autre pièce du piston.
Suivant une autre caractéristique de l'invention,la périphérie interne de la partie annulaire est entourée d'une bride faisant saillie vers l'intérieur de la chemise et venant en prise avec l'autre pièce du piston, de manière à permettre de l'y fixer. Cette bride peut être tronconique, et comporter ou non un bord replié vers l'extérieur ainsi qu'un logement
<Desc/Clms Page number 3>
de clavette.
Suivant une autre caractéristique encore de l'inven- tion, la chemise d'acier présente, de préférence à son sommet ou à sa base, une partie dont le diamètre externe est initia- lement plus grand que celui du restant de la chemise. Après avoir coulé le métal de la tête ou autre partie du piston et l'avoir laissé refroidir, on étire la chemise à travers un anneau ayant la dimension finale voulue, de manière à rame- ner la partie plus large au diamètre convenable. De cette ma- nière on peut réduire le jeu entre la paroi externe de la tê- te ou autre partie en métal coulé et la paroi interne de la chemise d'acier, et empêcher qu'une de ces pièces n'oscille indépendamment par rapport à l'autre.
Sur les dessins annexés :
Fig. 1 est une coupe verticale, par le plan médian du piston, d'une forme de réalisation du piston bimétallique suivant l'invention,
Fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la Fig. 1,
Fig. 3 est une coupe transversale correspondante, montrant une variante,
Fig. 4 est une coupe verticale d'une partie d'un pis- ton bimétallique conforme à l'invention, suivant une autre variante.
Fig. 5 est une coupe verticale partielle, montrant une autre variante encore de l'invention.
Fig. 6 est une coupe verticale partielle, à une échel le légèrement plus grande, montrant une phase de la fabrica- tion de l'un ou l'autre des pistons représentés sur les figu- res précédentes, et
Fig. 7 est une vue analogue à la fig. 6, montrant ,une variante.
<Desc/Clms Page number 4>
Les mêmes chiffres de référence désignent des par- ties semblables sur toutes les figures.
Dans le mode de réalisation représenté sur les Figs. 1 à 4, comprenant un piston bimétallique dont la tête 2, en alliage d'aluminium, fait corps avec les nervures 3, 3 supportant les bossages d'axe 4, 4 du piston, et comportant également une chemise tubulaire 5 en acier, cette dernière présente à la périphérie, en contrebas du point où l'axe du piston doit être monté, un creux constituant une partie 6 sensiblement plate, en forme de disque ou d'anneau, dont le centre est situé dans le plan longitudinal de l'axe du pi- vot de piston, où cet axe traverse la chemise.
Dans la disposition suivant les Figs. 1 et 2 compor- tant de chaque côté du piston une seule partie plate 6, en forme de disque, chacun de ces disques présente une ouverture centrale entourée d'une bride tronconique 7 dont l'extrémité est repliée vers l'extérieur, à l'intérieur de-la chemise, c@@ me c'est indiqué en 8, afin de mieux s'ancrer dans le bossage circulaire de métal 9 coulé sur la bride 7 plus bas que les bossages d'axe 4 du piston.
Il est évident que les bossages métalliques 9 peuvent avoir la forme d'une bande 10 s'étendant entièrement ou par- tiellement autour du piston, comme c'est représenté sur la Fig. 3, et qu'on peut prévoir de chaque côté du piston deux brides d'ancrage 7 ou plus, comme c'est également indiqué sur la Fig. 3. Après le refroidissement du métal coulé à l'in térieur de ces brides, on peut le marteler contre celles-ci.
La Fig. 3 montre également une autre manière de fixer la chemise par l'intermédiaire de la partie 6 en forme de disque, qui peut remplacer la disposition représentée sur les Figs. 1, 2, ou être employée en combinaison avec celle-ci
<Desc/Clms Page number 5>
Suivant la Fig. 3, la tête non circulaire d'un boulon 11 est noyée dans la bande 10 coaxialement par rapport à la bride 7, cette dernière contenant un écrou 12, de profil analogue, des- tiné à être serré à fond sur le boulon 11, grâce aux encoches 13, par exemple, lorsque le métal coulé s'est refroidi et con- tracté. Le serrage de l'écrou a pour effet de presser la bri- de en contact avec le métal qui l'entoure. On peut verrouiller cet écrou en refoulant par poinçonnage une partie du boulon dans les encoches 13.
Dans le cas de la Fig. 4 la tête représentée, coulée d'avance, est ensuite boulonnée aux parties plates 6, en forme de disque,de la jupe. De cette manière on forme également dans le métal du corps de la tête de piston un creux 14, plus ou moins analogue, venant en prise avec la face interne de la partie plate 6, en forme de disque, mais restant écarté du restant de la chemise, de manière à permettre au corps de la tête de piston de se dilater.
A travers la chemise= et un trou correspondant pratiqué dans le corps de la tête de piston, est enfilé un boulon 15 possédant une tête plate et étroite logée dans le creux et ne s'étendant pas vers l'extérieur autant que la par- tie principale de la jupe. Ce boulon est muni à son extrémité intérieure d'un écrou 16, qu'on peut serrer, afin de verrouil- ler la jupe et le corps du piston fermement l'un à l'autre.
Il est avantageux d'empêcher l'écrou de tourner sur le boulon et, à cette fin, on peut intercaler une rondelle 17 en forme de disque entre l'écrou et la face interne adjacente du corps de piston, cette rondelle comportant des pattes 18, 18 qui s'étendent vers l'extérieur, dont l'une pénètre dans un trou 1<9 ménagé dans la face inférieure du bossage d'axe 4 du piston et empêche la rondelle de tourner, tandis qu'on peut @
<Desc/Clms Page number 6>
replier l'autre patte 18 vers le haut, comme c'est repré- senté, afin de verrouiller l'écrou après l'avoir serré.
On peut éventuellement ménager des trous convenables 20,20 dans le boulon et dans le corps de la tête de piston, pour y loger une courte tige ou clavette 21 servant à empêcher l'écrou de tourner après avoir été serré.
Suivant un mode de réalisation préféré, on forme sous la tête du boulon un collet 22 de plus forte section (qui est de préférence la partie du boulon forée pour recevoir l'organe de verrouillage 21), lequel s'emboîte dans l'ouver- ture de la jupe et pénètre dans un évidement correspondant du corps du piston, de manière à supporter l'effort de cisail lement.
Comme on l'a expliqué ci-dessus, dans la pratique on munit un piston d'au moins deux de ces dispositifs de fi- xation qu'on dispose diamétralement en regard l'un de l'autre Pour faciliter l'assemblage, on ménage une gorge longitudi- nale 23 destinée à recevoir la partie plate 6 en forme de disque, et sa bride interne 24 laquelle s'engage élastique- ment dans le trou ménagé dans le corps de la tête de piston.
Suivant la variante représentée sur la Fig. 5, où la tête du piston est coulée sur la chemise, la partie 6, annulaire et plate, et la bride 7 sont concentriques aux bos- sages d'axe 4 du piston. Ce mode de réalisation est un peu plus léger et moins coûteux que celui)représenté sur les Figs.
1, 2. On accroît la solidité de l'ancrage à l'aide des trous 25.
Afin d'empêcher la tête du piston et la partie su- périeure de la chemise de se déplacer l'une par rapport à l'autre, il est avantageux de les disposer comme c'est re- présenté sur les Figs. 6 ou 7, où pour plus de clarté, on a
<Desc/Clms Page number 7>
fortement exagéré l'interstice entre la chemise et le métal coulé. A cet endroit la chemise ne présente pas une section uniforme avant l'opération de coulée, mais est légèrement plus large à ses extrémités supérieure et inférieure 26,26 (Figs. 6, 7) .
Lorsque les sections interne et externe de la chemise sont toutes deux plus larges (Fig. 6), il s'ensuit que durant l'opération de coulée des nervures 27,27 se forment dans le métal à proximité des parties élargies de la chemise. Toute- fois, lorsque le métal s'est refroidi on étire la chemise à travers une filière, ou on la traite autrement de manière à ramener les parties élargies 26,26 de ses extrémités su- périeure et inférieure à la même section que le restant de sa surface et, comme c'est indiqué sur la Fig. 1, l'extrémité supérieure de la chemise vient alors tout contre la nervure 27.
Quoique le métal coulé constituant la tête du piston puisse se contracter en s'écartant de la chemise et créer ainsi un jeu initial, on peut néanmoins réduire autant qu'on le dési- re, lors du traitement final, l'interstice entre l'extrémité supérieure ou inférieure de la chemise et le métal coulé, et de ce fait empêcher tout mouvement entre eux.
La manière la plus économique de fabriquer la chemi- se est probablement de lui donner une épaisseur et une section uniformes et d'en élargir ensuite les extrémités au diamètre nécessaire, comme c'est expliqué ci-dessus avec référence à la Fig. 6. Une variante pourrait toutefois consister à utiliser une chemise de section interne uniforme, comportant des extré- mités 26, 26 plus épaisses (Fig. 7) constituant les parties plus larges, déjà mentionnées, de la chemise, et à les.apla- tir après le refroidissement du métal, en les étitant à travers .une filière par exemple.
<Desc/Clms Page number 8>
Dans l'un comme dans l'autre cas il est nécessaire qu'après l'aplatissement des parties élargies, le jeu en cet endroit soit de nature à leur permettre de prendre contact intérieurement,au moment ou les organes se sont dilatés aux températures de travail normales.
On voit que l'invention permet de réaliser un mode de fixation permanent et très solide, susceptible de neutraliser les variations de dilatation des deux métaux.
La réalisation suivant la Fig. 4 se prête à une fabri cation rapide et économique.
Dans tous les cas, la partie annulaire ou en forme de disque 6 du rentrant de la jupe est reliée avec suffisam- ment d'élasticité au restant de cette dernière pour lui permettre de se déplacer au fur et à mesure de la dilatation de la partie adjacente du corps de la tête de piston, qui y est fixée.