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Piston en métal léger pour moteurs à combustion interne, comportant un noyau élastique en acier noyé dans le métal coulé.
Dans la fabrication des moteurs à combustion interne, où l'on cherche à toujours augmenter la vitesse de rotation du vilebrequin et alléger les masses, on est amené à réduire au- tant que possible le poids des organes à mouvement alternatif en employant des métaux légers. Ceci conduit à fabriquer éga- lement en métal léger les pistons de ces moteurs. Toutefois, étant donné que précisément les pistons dès'moteurs rapides sont exposés à une chaleur très intense et que pour éviter le cognage, le jeu entre la paroi du cylindre et le piston doit être très faible, on a souvent des ennuis par suite de calage et de grippage dûs à la dilatation du métal léger, plus grande que celle du cylindre.
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On a déjà essayé de réaliser un piston élastique exempt de ces défauts, en noyant dans le métal coulé des lames ou feuilles élastiques en acier de toute forme et de tout gen- re, ou en montant intérieurement des ressorts convenablement arqués, ou encore en logeant dans le piston des bagues élas- tiques. Toutefois ces essais ont échoué pour la plupart parce que les surfaces de glissement élastiques du piston ne résis- taient pas à la longue aux efforts et se rompaient par suite de la fatigue du métal.
Suivant l'invention, on obvie à ces inconvénients en noyant dans le métal coulé du piston un noyau élastique en acier en forme d'U, fait d'une seule pièce, qui relie entre elles, en traversant le fond du piston, les deux surfaces de glissement du corps de piston. Les surfaces de glissement elles-mêmes sont avantageusement séparées en majeure partie du restant du piston par des fentes, de sorte que, par suite de l'élasticité des branches du noyau, les surfaces de glis- sement du piston sont étroitement serrées contre la paroi du cylindre quelle que soit la température.
Un autre avantage ré- side dans le fait que la chaleur est dissipée par le fond du piston vers les autres parties du corps de piston qui ne glissent pas dans le cylindre, vers les portées d'articula- tion de l'axe du piston et vers l'axe, et que seulement une petite fraction de la chaleur est transmise aux surfaces de glissement. On peut choisir la composition et les dimensions du métal du noyau, au point de vue de la dilatation thermique, suivant la nature de l'alliage de métal léger du piston, de manière que le frottement du piston sur les surfaces de glis- sement du cylindre reste" presque constant et permette d'aug- menter la puissance du moteur, tandis que tout calage ou co- gnage du piston est empêché.
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Sont notamment avantageux'les alliages d'aluminium à environ 14 à 25 % de Si. et contenant un ou plusieurs des éléments cuivre, cobalt, nickel,, manganèse, chrome et magnésium La teneur en cuivre peut varier entre 0 et 5 % et celle de l'ensemble des autres éléments entre 0 et 6 %. L'invention s'applique également bien à tous les genres de pistons, tant aux pistons à longue jupe qu'aux pistons à patins de glisse- ment.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple une forme d'exécution de l'invention.
Fig. 1 est une vue d'un piston, montrant sa surface de glissement,
Fig. 2 est une coupe verticale du piston,
Fig. 3 est une vue en plan du noyau en acier, et
Fig. 4 est une vue analogue d'une variante. a désigne le piston, b le noyau en acier et ± les parties de glissement de la jupe du piston nettement- séparées du restant du piston par des fentes transversales d et des fentes longitudinales e. Les fentes longitudinales e peuvent aussi aller jusqu'à l'extrémité ouverte de la jupe du piston, mais dans ce cas il est avantageux d'assembler les surfaces de glissement au restant du piston au moyen de bagues, connues en soi, disposées à l'extrémité ouverte du piston.
Le noyau en acier est constitué par un étrier élasti-' que en forme d'U dont l'ame est noyée dans le fond a du piston et dont les branches bombées cylindriquement sont noyées dans les parties de glissement de la jupe du piston qui portent ainsi élastiquement contre la paroi du cylindre. Des perfo- rations f ménagées dans le noyau b assurent la continuité du métal léger des surfaces de glissement de part et d'autre du
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noyau pendant la coulée et empêchent tout relâchement du noyau ou du métal léger, en service. La partie g du noyau en acier b, reliant le fond du piston aux parties de glissement c, est de préférence renforcée de manière que le risque d'une rupture du noyau dans cette section dangereuse soit écarté.
En outre,quand les surfaces de glissement sont usées, on peut élargir légèrement, au moyen d'un dispositif approprié, ce noyau en acier fait d'une pièce.
Par ailleurs, il est avantageux que le noyau en acier, noyé dans le métal coulé, soit muni de nervures qui s'amorcent dans le fond du piston et s'étendent au-delà de la fente transversale au moins jusqu'aux surfaces de glisse- ment. Grâce à ces nervures le noyau a une section transversale de plus grande résistance. Plusieurs nervures peuvent être disposées côte-à-côte; on les fixe au noyau en acier propre- ment dit, par exemple en les soudant sur celui-ci ou bien, de préférence, on les lamine en relief.
La fig. 4 montre, vu en plan, un noyau en acier com- portant une nervure sur chaque face latérale. h', h" sont les nervures du noyau qui commencent dans le fond du piston et s'étendent jusqu'aux extrémités in- férieures du noyau.
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