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" Perfectionnements apportés aux pistons. notamment à ceux pour moteurs à combustion interne ".
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L'invention est relative aux pistons; et elle concer- ne plus partieulièrement, parce que c'est en leur cas que son application semble devoir offrir le plus d'intérêt, mais non exclusivement, parmi ces organes, ceux pour les moteurs à combustion interne,motamment pour les moteurs de ce genre à deux temps* dans lesquels les pistons sont soumis à. de très fortes pressions.
Elle a pour but, surtout de simplifier l'établissement desdits organes et d'en améliorer le fonctionnement.
Elle constate* prinoipalement. à constituer les organes du genre en question en insérant, dans ,au moins un elément tubulaire propre à constituer au moins partie de la jupe du piston.un second cément portant une traverse propre à consti- tuer l'axe du pied de bielle.
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Bile consiste, mine à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s*utilisent de pré- férence en même temps et dont il sera plue explicitement parlé ci-après.
Bile vise plus particulièrement un certain mode d'application, ainsi que certains modes de réalisations desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les organes du genre en question comportant application desdites dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement. ainsi que les ensembles, fixes ou mobiles, notamment les moteurs à combustion interne, comportant de tels organe..
Et elle pourra, ,de toute façon, être bien comprise 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.
Les tige 1 et 2, de ce dessin, montrer respectivement en coupe axiale selon un plan perpendiculaire à l'axe du pied de bielle, et en coupe axiale selon un plan passant par ledit axe, un piston, pour moteur à combustion interne, établi conformément à un premier mode de réalisation de 1'invention.
La fig. 3. enfin, montre, semblablement à la fig. 1. un autre piston analogue, établi conformément à un autre mode de réalisation de 1.invention.
Selon 1*invention, et plus particulièrement selon ce. lui 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, se proposant d'établir un piston pour en munir un aoteur à combustion interne, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On établit. de préférence en un métal résistante par exemple en acier, au moins un élément tabulaire propre à constituer au moins partie de la jupe du susdit pistons ce pourquoi
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33Par exemple on peut avoin reCOU1'8 à un élément unique.!. de aat A
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ractériatiques telles qu'il corresponde, ou bien à la totalité de la jupe (fig. 1 et 2). ou bien à la partie de la jupe allant du fond à un niveau inférieur à celui de l'axe de pied de bielle (fig. 3), ou bien à la partie de la jupe allant de la base à un niveau supérieur à celui de 1*axe de pied de bielle, ou bien seulement à la partie de la jupe avoisinant l'axe de pied de bielle.
Bien entendu, dans les deux premiers des cas venant d'être envisagea, on fait porter à l'élément a les gorges devant recevoir les segments d'étanchéité.
On établit en tout métal approprié, par exemple également en acier, un second élément IL portant une traverse propre à constituer l'axe de pied de bielle, cet élément affectant avan- tageusement la forme d'un tronçon de tube cylindrique portant intérieurement la susdite traverse et comportant de préférence, dansle cas où Isolément a ne constitue que partie de la jupe du piston (fige 3), un prolongement cylindrique c propre à constituer le reste de ladite jetpe.
De toute façon* on fait tels ledit élément b, qu'il puisse venir *'insérer, à l-endroit approprié, dans Isolément a en y pénétrant au moins partiellement et être solidarisé avec lui.
A cet effet* on peut, par exemple, agencer de manière telle, le* deux élémants a et b, qu'il soit possible. ou bien de les emmancher à force l'un dans l'autre, ce pourquoi on leur fait, bien entendu, comporter des surfaces de contact cylindriques correspondantes, la solidarisation pouvant alors être complète:par tous moyens appropriés tels que des boue Ions, ou bien ainsi qu'il sera indiqué plus loin, en se référant aux fige 1 et 2, ou bien de les visser l'un dans l'autre (fig. 3).
Bien que l'on puisse, évidemment, établir l'élément b de toute manière appropriée. on a avantageusement recours., pour
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ce faire, au mode de réalisation ci-après et selon lequel on procède ainsi qu'il va être indiqué.
On établit, par exemple par estampage et en ayant
1 2 alors recours à toutes matrices appropriées, deux pièces b, b telles que, lorsque Juxtaposées, leur ensemble constitue un or- gane correspondant aux parois latérales de Isolement b.
De préférence on donne à ces pièces une forme telle, qu*ellea constituent chacune substantiellement la moitié desdi- tes parois latérales supposées coupées par un plan diamétral perpendiculaire à l'axe de pied de bielle que doit porter Isolé- ment b.
On fait comporter- intérieurement à l'endroit approprié à au moins l'une des susdites pièces, une saillie propre, ou bien à constituer au moins partie de 1*axe de pied de bielle, ou mieux, à servir de support à un manchon constituant ledit axe* C'est ainsi que l'on peut, par exemple, soit, et ainsi que représenté fig.
1 et 2, munir chacune 2 10 20 des pièces b1,b2, d'une saillie creuse b10,b20, lesdites sail- lies étant faites telles que, lorsque les pièces a, a sont jux taposées, elles Viennent se disposer bout à bout* pour consti- tuer, après montage, une traverse sur laquelle on a, de préféren ce, enfilé, avant juxtaposition des susdites pièces, un tube d propre à constituer 1*axe de pied de bielle, soit, et ainsi que représenté fig. 3, munir chacune des
2 pièces b1,b2, établies comme indiqué plus haut, d'une sorte de
100 200 douille b , b , dont la seconde puisse s'enfiler dans au moins partie de la première. laquelle est usinée avant assem- blage et constitue, après assemblage, l'axe de pied de bielle, soit procéder de toute autre manière analogue appropriée.
Enfin on assemble les deux pièces b1 b2, soit en les soudant électriquement l'une ;à l'autre par rapprochement, soit* et mieux, en emmanchant à force éventuellement après mise en place du pied de bielle, ou bien lea saillies b10,b20
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200 100 dans le tube d, ou bien la douille IL dans la douille b
De préférence, dans le cas où l'élément b comporte une partie c débordant hors de l'élément a, et lorsque la soli-
1 2 éarisation des deux pièces:!..!. est seulement assurée par un emmanchement à force du genre de ceux venant d'être indiqués,
1 on prévoit une sorte de frette ± (tige 3) propre à maintenir appliquées les unes contre les autres les faces de contact des
2 pièces b1,b dans la partie débordante de ces derniers;
cette frette pourra. par exemple, être vissée et être disposée au voi- sinage de l'extrémité libre de ladite partie débordante.
En ce qui concerne le tond ± du piston, on peut, bien entendu, 1*établir de toute manière appropriée, par exemple en le faisant solidaire de l'élément 8.
Cependant. lorsque l'on préfère rapporter ledit fond et notamment dans le cas où il doit comporter un élément central e1 en métal propre à résister aux hautes températures$, on l'éta- bilt ainsi qu'il va être indiqué. étant supposé que l'élément ± constitue au moins la partie supérieure des parois latérales du piston.
On alèse intérieurement la portion supérieure de l'é- lément a en descendant jusqu'au niveau d'une butée annulaire !.. que l'on ménage dans ledit élément. cette butée étant, par exem- ple, placée à une distance de la face supérieure du piston égale au rayon de ce dernier.
On établit, avantageusement en un métal léger tel que l'aluminium, un fond propre à être inséré dans l'alésage ainsi réalisée de préférence avec un jeu trop faible pour permettre la libre dilatation dudit fond, cela afin d'assurer un bon con- tact antre ledit alésage et les parois latérales du fond s, donc un bon passage des calories à travers les surfaces de contact.
Avantageusement même on recouvre lesdites surfaces d'une couche de métal très bon conducteur de la chaleur, tel que le cuivre au même l' argent.
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a On donne. par exemple, à ce fond une forme intérieure il
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en ogive afin que son épaisseur croisse du centre à la périphé- rie pour faciliter l'écoulement des calories.
On dispose un joint approprié entre la base du fond .!. et la butée f.
On dispose un autre Joint entre un rebord h que l'on ménage à la périphérie de la partie supérieure du fond et la tranehe supérieure de l'élément a, joint que l'on constitue, soit par un élément annulaire i (fig. 1 et 2) tel qu'une plaque de cuivre rouge, soit simplement en adaptant l'une à. l'autre, par exemple par rodage, les faces de contact du rebord h et de la susdite tranche supérieure, faces auxquelles on donne alors avantageusèment une forme tronconique (fig. 3).
Enfin on vunt fixer en place le fond.!. en ayant recours, par exemple, à l'un des modes de fixation décrit dans la demande de brevet Belgique N 310.434 déposée le 9 juin au même nom que la présente.
C'est ainsi qu'on peut utiliser une tige unique j prenant appui, d*une part, par son extrémité supérieure, sur le font du piston, de préférence en son centre, et, d'autre part, par son extrémité inférieure, par l'intermédiaire d'un élément transversal k, sur des saillies appropriées (constituées par exemple par la susdite butée annulaire f portée intérieurement par l'élément a).
Ce mode de fixation du fond est particulièrement avantageux dans le cas où le fond du piston doit comporter, en son centre, un élément e1 tel que celui dont il a été question plus haut.
On peut alors utiliser la tige L pour serrer l'élément el contre le fond e, ce pourquoi, par exemple, on perce en son centre ledit fond, on insère dans l'orifice ainsi créé, une embase appro priée que l'on fait comporter à Isolément el,
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on perce d'un trou borgne que l'on taraude le centre dt?
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l'extrémité libre de ladite embase, enfin, on vient visser l'élément e1, par le taraudage ainsi établi, sur l'extrémité filetée de la tige j après avoir mis en place le fond e dans l'élément a et l'embase de l'élément el dans 1*orifice central du fond, la tige L et son élément transversal k ayant, par exemple, été mis en place par l'ouver- ture supérieure de l'élément a avant que le fond soit introduit dans son logement.
ce grâce à quoi. en définitive, l'écoulement des calories reçues par l'élément el se fait très facilement à travers la masse du fond e lequel est en métal bon conducteur de la chaleur puis à travers les larges surfaces de contact du fond et de l'é- lément a.
Quel que soit le mode de fixation du fond que l'on adopte. on pourra l'utiliser également pour immobiliser en pla- ce l'élément b, surtout dans le cas où ce dernier aura été em- manché à force dans l'élément a.
Lorsque cette solution aura été choisie, on agencera avantageusement l'élément b de manière telle qu'il puisse venir prendre appui. par sa tranche supérieure, con.. tre la face inférieure de la susdite butée annulaire f, et on fera comporter à ladite tranche supérieure un rebord annulaire sous lequel, une fois l'élément b mis en place,puis- sent venir s'appuyer les extrémités de l'élément transversal k, ce grâce à quoi le système de serrage venant d'être dé- crit maintiendra assemblés l'élément e1, le fond e, l'élément a et l'élément b,.
Dans tous les cas on aura établi un piston dont les principaux avantages seront la grande robustesse de son axe de pied de bielle et la grande surface de contact du pied de bielle sur ledit axe, ce qui rendra le piston particulièrement apte à résister aux très fortes pressions s'exerçant notamment sur les pistons moteurs'de certains moteurs à combustion interne.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs dé- @
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"Improvements made to pistons, particularly those for internal combustion engines".
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The invention relates to pistons; and it no longer particularly concerns, because it is in their case that its application seems to offer the most interest, but not exclusively, among these components, those for internal combustion engines, especially for engines of this type. kind of two-stroke * in which the pistons are subjected to. very strong pressures.
Its main purpose is to simplify the establishment of said organs and to improve their functioning.
She finds * mainly. in constituting the organs of the type in question by inserting, into at least one tubular element suitable for constituting at least part of the skirt of the piston, a second cement carrying a cross member suitable for constituting the axis of the small end.
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Bile 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.
Bile relates more particularly to a certain mode of application, as well as certain embodiments of said provisions; and it relates more particularly still, and this by way of new industrial products, the organs of the kind in question comprising application of the aforesaid provisions, the special elements specific to their establishment. as well as sets, fixed or mobile, in particular internal combustion engines, comprising such components.
And it can, in any case, be well 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.
Rods 1 and 2, of this drawing, show respectively in axial section along a plane perpendicular to the axis of the connecting rod small end, and in axial section along a plane passing through said axis, a piston, for an internal combustion engine, established according to a first embodiment of the invention.
Fig. 3. finally, shows, similar to FIG. 1. another similar piston, established in accordance with another embodiment of the invention.
According to the invention, and more particularly according to this. him 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, proposing to establish a piston to provide an internal combustion engine with it , we do it as follows, or analogously.
We establish. preferably in a strong metal, for example steel, at least one tubular element suitable for constituting at least part of the skirt of the aforesaid pistons, which is why
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33For example we can have reCOU1'8 to a single element.!. by aat A
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bacterial as it corresponds, or to the whole of the skirt (fig. 1 and 2). either to the part of the skirt going from the bottom to a level lower than that of the connecting rod axis (fig. 3), or else to the part of the skirt going from the base to a level higher than that of 1 * small end pin, or else only to the part of the skirt adjoining the small end pin.
Of course, in the first two of the cases just considered, the element has the grooves to receive the sealing segments.
A second element IL is established in any suitable metal, for example also of steel, carrying a cross member capable of constituting the connecting rod axis, this element advantageously affecting the shape of a section of cylindrical tube carrying the aforesaid internally. crosses and preferably comprising, in the case where Insulation a constitutes only part of the skirt of the piston (pin 3), a cylindrical extension c suitable for constituting the remainder of said jetpe.
Anyway * we make such said element b, that it can come * 'insert, at the appropriate place, in Isolation a by penetrating there at least partially and be secured to it.
For this purpose * one can, for example, arrange in such a way, the * two elements a and b, that it is possible. or else to force them into each other, which is why they are, of course, made to include corresponding cylindrical contact surfaces, the joining can then be complete: by any appropriate means such as mud Ions, or as will be indicated later, with reference to pins 1 and 2, or to screw them together (fig. 3).
Although one can, of course, set the element b in any suitable way. advantageously, for
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to do this, in the embodiment below and according to which the procedure is as will be indicated.
It is established, for example by stamping and having
1 2 then use all appropriate matrices, two parts b, b such that, when juxtaposed, their whole constitutes an organ corresponding to the side walls of Isolation b.
Preferably, these parts are given a shape such that they each constitute substantially half of said side walls supposedly cut by a diametral plane perpendicular to the axis of the small end to be carried by Insulation b.
At the appropriate location for at least one of the aforesaid parts, a proper projection is made to comprise, or else to constitute at least part of the connecting rod axis, or better, to serve as a support for a sleeve constituting said axis * This is how one can, for example, be, and as shown in fig.
1 and 2, each providing 2 10 20 of the parts b1, b2, with a hollow projection b10, b20, said projections being made such that, when the parts a, a are juxtaposed, they come to be placed end to end * to constitute, after assembly, a cross member on which is preferably threaded, before juxtaposition of the aforesaid parts, a tube d suitable for constituting 1 * rod end pin, ie, and as shown in fig. 3, provide each of the
2 pieces b1, b2, established as indicated above, of a kind of
100 200 bush b, b, the second of which can be threaded into at least part of the first. which is machined before assembly and constitutes, after assembly, the small end axis, or proceed in any other suitable similar manner.
Finally, the two parts b1 b2 are assembled, either by electrically welding them to each other; to the other by bringing them together, or * and better, by force-fitting possibly after installation of the connecting rod, or the projections b10, b20
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200 100 in tube d, or IL bush in bush b
Preferably, in the case where the element b comprises a part c projecting outside the element a, and when the solid
1 2 erection of the two parts:! ..!. is only ensured by a press fitting of the type just indicated,
1 there is provided a kind of band ± (rod 3) suitable for keeping the contact faces of the
2 pieces b1, b in the overhanging part of these;
this fret can. for example, to be screwed and to be placed in the vicinity of the free end of said projecting part.
As regards the mowing of the piston, one can, of course, 1 * establish in any suitable manner, for example by making it integral with the element 8.
However. when it is preferred to add said base and in particular in the case where it must include a central element e1 made of metal capable of withstanding high temperatures $, it is established as will be indicated. it being assumed that the element ± constitutes at least the upper part of the side walls of the piston.
The upper portion of the element a is internally matted down to the level of an annular stopper! .. which is provided in said element. this stopper being, for example, placed at a distance from the upper face of the piston equal to the radius of the latter.
Is established, advantageously in a light metal such as aluminum, a clean bottom to be inserted into the bore thus produced preferably with too small a clearance to allow the free expansion of said bottom, in order to ensure a good con tact between said bore and the side walls of the bottom s, therefore a good passage of heat through the contact surfaces.
Advantageously, said surfaces are even covered with a layer of metal which is a very good conductor of heat, such as copper or even silver.
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a We give. for example, at this bottom an interior form it
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ogive so that its thickness increases from the center to the periphery to facilitate the flow of heat.
A suitable seal is placed between the base of the bottom.!. and the stop f.
Another seal is placed between a flange h which is provided at the periphery of the upper part of the bottom and the upper tranehe of element a, which seal is formed, either by an annular element i (fig. 1 and 2) such as a red copper plate, or simply by fitting one to. the other, for example by lapping, the contact faces of the rim h and of the aforesaid upper edge, faces which are then advantageously given a frustoconical shape (FIG. 3).
Finally we vunt fix the bottom in place.!. by having recourse, for example, to one of the fixing methods described in Belgian patent application N 310,434 filed on June 9 in the same name as the present one.
It is thus possible to use a single rod j being supported, on the one hand, by its upper end, on the piston face, preferably at its center, and, on the other hand, by its lower end, by means of a transverse element k, on suitable projections (constituted for example by the aforesaid annular abutment f carried internally by the element a).
This method of fixing the bottom is particularly advantageous in the case where the bottom of the piston must include, at its center, an element e1 such as that referred to above.
We can then use the rod L to tighten the element el against the bottom e, which is why, for example, we drill in its center said bottom, we insert into the hole thus created, an appropriate base that we make behave in Isolation el,
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we drill with a blind hole that we tap the center dt?
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the free end of said base, finally, the element e1 is screwed, by the tapping thus established, on the threaded end of the rod j after having placed the base e in the element a and the base of the element el in the central opening of the bottom, the rod L and its transverse element k having, for example, been put in place through the upper opening of the element a before the bottom is introduced into its housing.
this thanks to what. ultimately, the flow of calories received by the element el takes place very easily through the mass of the base which is made of metal which is a good conductor of heat and then through the large contact surfaces of the base and the element. element a.
Whatever the method of fixing the bottom that we adopt. it can also be used to immobilize element b in place, especially if the latter has been force-fitted into element a.
When this solution has been chosen, the element b will advantageously be arranged in such a way that it can come to rest. by its upper edge, against the lower face of the aforesaid annular stop f, and said upper edge will be made to include an annular rim under which, once the element b has been put in place, can come to rest. the ends of the transverse element k, whereby the clamping system just described will keep the element e1, the base e, the element a and the element b, assembled.
In all cases, a piston will have been established, the main advantages of which will be the great robustness of its small end pin and the large contact surface of the small end on said pin, which will make the piston particularly able to withstand very strong pressures exerted in particular on the engine pistons of certain internal combustion engines.
As it goes without saying, and as it emerges besides de- @
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