Piston. La présente invention a pour objet un pis- ton comportant une jupe faisant suite à une partie cylindrique dans laquelle sont prati quées des gorges recevant des segments, cette jupe présentant au moins une fente longitu dinale.
Il a. déjà. été proposé de couler dans la jupe d'un piston, en alliage léger par exem ple, un anneau fermé en un métal présentant un coefficient de dilatation plus petit que celui du métal de la jupe en vue de limiter la dilatation de la jupe lorsque les températures de fonctionnement sont. atteintes; mais le métal du piston, notamment lorsque c'est de l'alliage léger, a tendance, en se refroidissant, à s'écarter de la surface intérieure de l'anneau fermé et ce jeu s'oppose naturellement à l'ac tion de l'anneau qui est de limiter la dilata tion de la jupe. On rencontrerait des difficul tés considérables de fabrication pour éviter un tel jeu.
Le piston selon l'invention ne présente pas cet inconvénient et, à cet effet, est caractérisé en ce qu'au moins un anneau de retenue rap porté, en un métal présentant un coefficient de dilatation plus faible que celui du métal de la jupe du piston, est monté dans une gorge pratiquée dans la jupe, de manière à être en contact avec le fond de cette gorge et à limi ter ainsi la dilatation extérieure de la jupe.
Le dessin représente, à titre d'exemple, ane forme d'exécution du piston selon l'inven tion, ainsi que deux variantes de celle-ci. ri ig. 1 est une vue en élévation de cette forme d'exécution.
Fia. 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la fia. 3.
Fig. 3 est une vue en plan, en coupe selon la liane III-III de la. fia. 2.
Fia. 4 représente, à plus grande échelle, la fixation des extrémités d'un des anneaux de retenue.
Fig. 5 montre une coupe partielle, en élé vation latérale, de la fig. 4.
Fia. 6 et 7 sont des vues partielles, en coupe, à encore plus grande échelle, de deux variantes de cette forme d'exécution, et fia. 8 est une vue en plan d'une variante des anneaux de retenue de cette forme d'exé cution. Le piston représenté aux fia. 1 à 3, formé d'un alliage léger, comprend un fond 12 rac cordé à une partie de paroi cylindrique dans' laquelle sont pratiquées extérieurement trois gorges 14 recevant les segments, et une jupe 13 faisant suite à ladite partie de paroi cylin drique. Une fente 15 inclinée par rapport à l'axe du piston s'étend de l'extrémité de la jupe éloignée du fond 12 à une fente 16 pa rallèle aux gorges 14 et située entre le fond 12 et les supports 17 de tourillon du piston.
Ces supports 17 sont reliés à ladite partie de paroi cylindrique par des pattes 18 et des nervures intérieures 19 et à la jupe 13 par des voiles 20, conformés, comme le montre la fia. 3, de façon qu'ils aient une certaine flexi- bilité. Des fentes 21 diamétralement opposées sont ménagées dans la jupe 13 perpendicu lairement à l'axe du piston, entre les supports 17 de tourillon et l'extrémité de la jupe.
Dans une gorge ménagée dans la partie inférieure de la jupe 13, au voisinage des sup ports 17 du tourillon, est monté un anneau de retenue 24 rapporté, fendu, en un métal pré- sentant un coefficient dedilatation plus faible que celui du métal de la jupe et pratiquement égal à celui du métal -du cylindre dans lequel le piston est destiné à se déplacer.
La partie de paroi cylindrique présente au-dessous dès gorges 14 une autre gorge dans laquelle _est monté un anneau fendu 23 similaire à l'an neau 24. Ces anneaux 23 et 24, dont le pre mier a pour but de limiter la -dilatation exté- rieùre de la partie de paroi cylindrique et le second pour but de limiter la dilatation exté rieure de la jupe 13, sont fixés en 25 à leurs extrémités en contact par soudage ou brasage;
par exemple. 'La surface intérieure des an neaux 23 et 24 est usinée exactement pour venir en contact avec le fond des gorges res pectives, et la jointure des deux extrémités est effectuée alors qu'elles butent l'une contre l'autre.
Il n'y =a pas de jeu entre l'anneau et le fond de sa gorge lorsque les parties sont re froidies et- l'anneau agit par conséquent tou jours, lorsque la température augmente, res pectivement sur la dilatation de la jupe et sur celle de la partie de paroi cylindrique. L'an neau pourrait être formé à un diamètre légère ment inférieur à celui du fond de la gorge, la jupe étant maintenue contractée lors .du mon tage.
La fente 16 s'ouvre dans le fond de la gorge de l'anneau 23. La gorge de l'anneau 24 est ménagée dans un renflement 27 de la partie inférieure de la jupe 13.
Pour faciliter le soudage des extrémités de l'anneau 24 sur leurs faces internes, on perce dans la jupe 13 un trou 28 s'ouvrant dans le fond de la gorge recevant cet anneau, ce trou 28 coïncidant avec la fente 15 comme repré senté à la fig. 2. 29 représente la soudure déposée sur la face interne des extrémités de l'anneau. Si ôn le désire, un trou semblable au trou 28 peut également être ménagé pour s'ouvrir dans le fond de la gorge recevant l'anneau 23.
Pour leur fixation bout à bout, les extré mités de l'anneau 24 ainsi que celles de l'an neau 23 comportent, comme représenté en fig. 4, des logements 30 correspondants, dans lesquels un métal de soudure 31 est déposé.
Si on le dire, les extrémités de l'anneau peuvent être jointes par recouvrement, c'est-à- dire elles peuvent présenter -des "gradins et se chevaucher l'une l'autre, la fixation pouvant tire réalisée dans ce cas de façon permanente par une pointe de soudure.
Dans la forme d'exécution des fig. 1 à 3, les anneaux 23 et 24 sont des anneaux fendus, mais il est évident que chacun d'eux pourrait rire remplacé par un anneau, par exemple en trois parties 32, comme représenté à la fig. 8.
Les extrémités de ces parties-butent l'une contre, l'autre et les joints. 34 sont soudés ou fixés comme décrit plus haut.
Dans la variante du piston des fig. 1 à 3, montrée partiellement à la fig. 6; l'anneau rapporté 24 de retenue de la. jupe des fi-. 1 et 2 est remplacé par un anneau 24a qui n'oc cupe qu'une . partie relativement petite de la profondeur de la gorge correspondante, un anneau racleur d'huile 36 étant disposé autour de l'anneau 24a.
Un orifice de passage d'huile 37 est percé radialement à travers l'anneau 24a et la jupe, et 38 représente également un orifice de passage pour l'huile, mais percé en biais à travers la jupe de façon à aboutir sur un- côté de la gorge. On peut utiliser soit l'un des orifices d'huile soit les deux et on peut prévoir une série d'orifices semblables espacés sur la périphérie -de la jupe.
Dans la variante représentée partiellement à la fig. 7, l'anneau rapporté 2-4b de retenue de la jupe présente une section en forme d'U, de façon à présenter une gorge dans laquelle est disposé un anneau racleur d'huile 36b, qui peut être un anneau fendu ordinaire.
Comme dans le- cas de la fig. 6, des orifices radiaux de passage d'huile 37 percés dans la jupe et dans l'anneau 24b aboutissent respectivement au fond de la gorge de l'anneau 24b et au fond de la gorge recevant cet anneau. 38 est un orifice incliné aboutissant sur un côté de la gorge.
Lorsque le piston a été complètement rodé, par exemple pour un moteur de véhicule après ,avoir fonctionné pendant 16 000 km (10 mille milles), il peut être désirable que la jupe du piston puisse avoir une dilatation plus grande, en particulier lorsque l'anneau de retenue 24, par exemple, est monté de manière à venir pratiquement à fleur de la surface de la jupe ou, comme représenté, légèrement au-dessous de cette surface, c'est-à-dire hors de contact avec la paroi du cylindre. Ceci peut être ob tenu en laminant (de manière à exercer une pression suffisante) la partie intérieure, de la jupe dans laquelle est ménagée la gorge rece vant l'anneau 24, celui-ci étant maintenu dans un gabarit ou analogue.
Piston. The subject of the present invention is a piston comprising a skirt following a cylindrical part in which grooves receiving segments are made, this skirt having at least one longitudinal slot.
He has. already. It has been proposed to cast in the skirt of a piston, made of light alloy for example, a closed ring made of a metal having a coefficient of expansion smaller than that of the metal of the skirt in order to limit the expansion of the skirt when the operating temperatures are. reached; but the metal of the piston, especially when it is a light alloy, has a tendency, on cooling, to move away from the inner surface of the closed ring and this play naturally opposes the action of the ring which is to limit the expansion of the skirt. Considerable manufacturing difficulties would be encountered to avoid such a game.
The piston according to the invention does not have this drawback and, to this end, is characterized in that at least one carried retaining ring, made of a metal having an expansion coefficient lower than that of the metal of the skirt of the piston, is mounted in a groove made in the skirt, so as to be in contact with the bottom of this groove and thus to limit the external expansion of the skirt.
The drawing shows, by way of example, an embodiment of the piston according to the invention, as well as two variants thereof. ri ig. 1 is an elevational view of this embodiment.
Fia. 2 is a sectional view along line II-II of the fia. 3.
Fig. 3 is a plan view, in section along the line III-III of the. fia. 2.
Fia. 4 shows, on a larger scale, the fixing of the ends of one of the retaining rings.
Fig. 5 shows a partial section, in side elevation, of FIG. 4.
Fia. 6 and 7 are partial views, in section, on an even larger scale, of two variants of this embodiment, and fia. 8 is a plan view of a variant of the retaining rings of this embodiment. The piston shown in fia. 1 to 3, formed of a light alloy, comprises a bottom 12 connected to a part of the cylindrical wall in which are formed on the outside three grooves 14 receiving the segments, and a skirt 13 following said part of the cylindrical wall. A slot 15 inclined relative to the axis of the piston extends from the end of the skirt remote from the bottom 12 to a slot 16 in line with the grooves 14 and located between the bottom 12 and the piston journal supports 17.
These supports 17 are connected to said part of the cylindrical wall by tabs 18 and internal ribs 19 and to the skirt 13 by webs 20, shaped, as shown in fig. 3, so that they have a certain flexibility. Diametrically opposed slits 21 are formed in the skirt 13 perpendicu lairement to the axis of the piston, between the journal supports 17 and the end of the skirt.
In a groove made in the lower part of the skirt 13, in the vicinity of the supports 17 of the journal, is mounted an attached retaining ring 24, split, made of a metal having a coefficient of expansion lower than that of the metal of the bearing. skirt and practically equal to that of the metal -du cylinder in which the piston is intended to move.
The cylindrical wall part has below the grooves 14 another groove in which _is mounted a split ring 23 similar to the ring 24. These rings 23 and 24, the first of which is intended to limit the external expansion. - rieùre of the cylindrical wall part and the second for the purpose of limiting the external expansion of the skirt 13, are fixed at 25 at their ends in contact by welding or brazing;
for example. The inner surface of the rings 23 and 24 is machined exactly to contact the bottom of the respective grooves, and the joining of the two ends is effected while they abut against each other.
There is no play between the ring and the back of its throat when the parts are cooled and - the ring therefore always acts, when the temperature rises, respectively on the expansion of the skirt and on that of the cylindrical wall part. The ring could be formed to a diameter slightly less than that of the bottom of the groove, the skirt being kept contracted during assembly.
The slot 16 opens in the bottom of the groove of the ring 23. The groove of the ring 24 is formed in a bulge 27 of the lower part of the skirt 13.
To facilitate the welding of the ends of the ring 24 on their internal faces, a hole 28 is drilled in the skirt 13 opening in the bottom of the groove receiving this ring, this hole 28 coinciding with the slot 15 as shown at fig. 2. 29 represents the weld deposited on the internal face of the ends of the ring. If desired, a hole similar to hole 28 can also be made to open in the bottom of the groove receiving the ring 23.
For their end-to-end fixing, the ends of the ring 24 as well as those of the ring 23 comprise, as shown in FIG. 4, corresponding housings 30, in which a weld metal 31 is deposited.
If we say so, the ends of the ring can be joined by overlapping, that is to say they can have "steps and overlap each other, the fixing being able to pull realized in this case of permanently by a solder tip.
In the embodiment of FIGS. 1 to 3, the rings 23 and 24 are split rings, but it is obvious that each of them could laugh replaced by a ring, for example in three parts 32, as shown in FIG. 8.
The ends of these parts abut against each other and the joints. 34 are welded or fixed as described above.
In the variant of the piston of FIGS. 1 to 3, shown partially in fig. 6; the reported ring 24 for retaining the. fi- skirt. 1 and 2 is replaced by a ring 24a which only occupies one. relatively small portion of the depth of the corresponding groove, an oil scraper ring 36 being disposed around the ring 24a.
An oil passage orifice 37 is drilled radially through the ring 24a and the skirt, and 38 also represents an oil passage orifice, but drilled at an angle through the skirt so as to end on one side. throat. Either one or both of the oil ports can be used and a series of similar orifices spaced apart on the periphery of the skirt can be provided.
In the variant shown partially in FIG. 7, the attached ring 2-4b for retaining the skirt has a U-shaped section, so as to have a groove in which is disposed an oil scraper ring 36b, which may be an ordinary split ring.
As in the case of fig. 6, radial oil passage orifices 37 drilled in the skirt and in the ring 24b respectively terminate at the bottom of the groove of the ring 24b and at the bottom of the groove receiving this ring. 38 is an inclined orifice terminating on one side of the throat.
When the piston has been completely run in, for example for a vehicle engine after having operated for 16,000 km (10,000 miles), it may be desirable that the piston skirt be able to have greater expansion, particularly when the piston is retaining ring 24, for example, is mounted so as to come substantially flush with the surface of the skirt or, as shown, slightly below this surface, i.e. out of contact with the wall of the skirt. cylinder. This can be obtained by rolling (so as to exert sufficient pressure) the inner part of the skirt in which the groove receiving the ring 24 is formed, the latter being held in a jig or the like.