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Garniture pour tiges de pistons, arbres de turbines et autres organes de ce genre. "
Faisant l'objet du brevet allemand ? 418.365, du 11 avril
1922 et de son addition N 429.706, du 20 octobre 1924.
La présente Invention concerne une garniture pour tiges de pistons, arbres de turbines et autres organes de ce genre et spécialement une garniture de ce genre dans laquelle des bagues d'étanchéité en plusieurs segments sont entourés par des organes de pression annulaires qui sont formés de pièces ou segments non élastiques et de pièces élastiques intercalées.
l'invention consiste en premier lieu en ce que les bagues d'étanchéité divisées sont formés en charbon,
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en graphite ou en une matière analogue et quel'organe de pression annulaire est entouré d'un ruban ou d'un fil non élastique, l'une extrémité de ce ruban ou fil étant reliée de façon réglable à la pièce intermédiaire élastique ou à l'une de ces pièces, par exemple à un ressort ondulé. On obtient ainsi une garniture qui est extraordinairement efficace et durable en service, en particulier aussi par- le fait que par- suite de la sut pression des longs ressorts en hélice- généralement en- tourant les bagues divisées des garnitures usuelles, les inconvénients inhérents à ces ressorts sont évités.
La liaison du fil ou du ruban non élastique au ressort on- dulé d'une part et à l'une dea pièces, non élastique de, l'organe de pression d'autre part est réalisée de telle façon que le ressort ondulé est soumis à la fois à un effort dans le sens circulaire et dans le sens radial si les parties de la garniture sont élargies.
Par la liaison réglable d'une des extrémités du fil non élastique ou du ruban au ressort ondulé si- tué en-dessous, il est également possible de régler la tension de ce ressort. On obtient avantageusement ce résultat par le fait que l'une des extrémités du fil non élastique est pourvue d'un filetage,. est engagea dans l'extrémité libre redressée du ressort ondulé et est immo- bilisée dans sa position par rapport à celui-ci par des- écrous mobiles vissés sur le fil.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description faite ci-dessous à l'aide du
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dessin qui représente une forme de réalisation de l'objet de l'invention
La fig.l montre une coupe longitudinale d'un dis- positif incorporant la présente invention et la fig.2 est une vue en perspective d'une des garnitures, avec l'une des moitiés de l'équerre formant la boite qui en- toure cette garniture.
Chaque garniture comprend, dans la forme de réali- sation représentée, deux bagues divisées conjuguées a et.b qui sont composés chacun de trois segments (par exemple a a2, et a3). Ces bagues divisées a et b sont faites avan- tageusement en graphite, en charbon dur ou en une matière analogue. Les surfaces périphéruiques n et o des bagues a. et b sont taillées en biseaux de façon à former entre elles lors de l'assemblage suivant la fig,l un angle obtus.
Les bagues a et b sont enfermés par les pièces ou segments non élastiques c1, c2 et c3 d'un organe de pression c. La surface intérieure p de cette partie non élastique de l'organe de pression e est en forme de coin pour correspondre à l'inclinaison des surfaces et o. On a observé qu'il est avantageux de choisir de telle façon l'inclinaison des surfaces périphériques n et ± des bagues- divisées a et b par rapport à l'horizontale et de même l'inclinaison des faces de coin ± sur l'horizontale que cet angle d'inclinaison vaut environ 150.
Les pièces c1 c2. c3 en forme de coins, de l'organe de pression.2, qui sont avantageusement faits en
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métal, sont pourvus extérieurement d'une rainure dans la- quelle est placé un organe annulaire non élastique ± qui est constitué d'un ruban ou d'un fil métallique, ou d'un organe équivalent.
Entre les deux segments 1 et 0 3 est intercalé un ressort ondulé h. L'une des extrémités de ce ressort @ est insérée dans le segment c3 et y est fixée au moyen d'une vis i. L'autre extrémité, repliée vers l'extérieur, du ressort h est libre et est raidie par une plaque mé- tallique r. qui peut être rivée à l'extrémité du ressort h.
En-dessous.du ressort h se trouve une lame de tôle ou d'une matière analogue dont une extrémité est également fixée de façon appropriée au segment c3.
L'une des extrémités du fil métallique flexible non élastique g est fixée au segment c de l'organe de pression au moyen de la vis ±.. -Le fil passe alors par- dessus le ressort ondulé h et à travers un trou de la plaque r et de l'extrémité libre redressée du ressort, fait le tour des segments c1, c2 et c3 et repasse sur le ressort ondulé 1!, où l'autre extrémité libre du fil est engagée dans un second trou de laplaque métallique et de l'extrémité libre redressée du ressort ondulé.. Cette extrémité libre t du fil g est pourvue d'un filetage extérieur.
Sur l'extrémité du fil située au-delà de la plaque r, on visse les écroùs s, qui permettent de régler la tension du ressort comme on le comprend immédiate- ment. La lame de tôle q placée en-dessous du ressort h empêche le ressort de couper le graphite, dont sont fait les segments des bagues a et b et qui sont libres en cet endroit.
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Pour empêcher une rotation des segments des bagues a et b par rapport aux segments c1,c2 et c3 de l'organe de pression on a fixe à l'un des segments de ce 2 dernier (par exemple c2) un tenon w ou un organe équi valent faisant saillie vers l'intérieur tandis que les segments des bagues (par exemple a2 et a3) sont pourvus d'évidements appropries pour ces tenons w.
Ce tenon ne s'étend avantageusement 'pas d'avant en arrière.sur toute la largeur du segment c2 mais seulement jusqu'à la moitié, tandis que l'immobilisation de la bague b pour empêcher sa rotation est obtenue par un autre tenon analogue monté en un autre endroit du même segment ou d'un autre segment, de c et s'étendant dans une rainure ou un évidement appro- prié d'un des segments de -la bague b., ce tenon n'étant pas visible au dessin.
Une rotation de l'organe de pression c par rapport à l'équerre de la boîte ou chambre est empêchée par le fait que l'une des faces frontales de l'anneau c porte une tige ou un tenon u, qui peut s'engager dans un renfoncement approprié de l'équerre d De cette manière, tout la garniture est empêchée de tourner par rapport à l'équerre d et est ainsi mise à l'abri d'une usure non désirée.
Comme on le comprendra de ce qui précède, les deux extrémités du fil ou du ruban non élastique qui entoure l'organe de pression sont placées de telle façon qu'elles se juxtaposent en sens opposés sur le même ressort ondulé.
On obtient ainsi ce résultat que ce ressort se contracte par compression lorsque la garniture s'élargit dans le , sens périphérique, tandis que le ressort se dilate de nou-
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veau lorsque la périphérie du dispositif diminue, Par le fait que le fil flexible non élastique repose sur l'ex- térieur des bombements du ressort,. on obtient encore ce résultat que le ressort ondule est soumis en même temps à un effet dans le sens radial, et cela de telle façon que les déformations résultant, pour le ressort, de ces deux modes d'effort s'opposent l'une à l'autre.
Dans l'exemple de réalisation représenté, on n'a prévu un semblable ressort ondule qu'entre deux des segments non élastique de l'organe de pression: on peut toutefois éventuellement aussi disposer des ressorts ondulés de ce genre entre plusieurs des segments ou entre tous les segments non élastiques. --
Lorsque les garnitures ne sont exposés lors de l'emploi qu'à des températures relativement basses, les pièces non élastiques de l'organe de pression c sont faites en général en un métal léger comme l'aluminium,
Lorsqu'au contraire il se produit des températures dé-. passant 400 C, de tels métaux légers ne sont plus uti- lisables et l'on est alors obligé demployer pour les 'pièces non élastiques de l'organe de pression un métal lourd comme l'acier.
Par suite de la pesanteur de cette matière, la pression exercée par un tel organe de pression sur les bagues µ. et b deviendrait tellement forte que ces bagues a et b ne seraient pressées principalement que contre la tige de piston ou l'arbre et non contre les parois latérales de la boite ou chambre, ce qui doit précisément être obtenu
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par la conformation en coin des anneaux de pression. Pour remédier à cet inconvénient, il est avantageux, dans un tel organe de pression dont les pièces non élastiques sont faites en acier ou en un autre métal lourd, d'arranger des parties amincies ou des entailles à ces pièces non élas- tiques.
Une forme de réalisation d'un tel organe de pres- sion est représentée dans la boîte ou chambre située le plus à droite à la fig.l. Comme on le voit, la partie munie de la surface en forme de coin.est aussi mince que possible et est seulement reliée par un étancon z à la partie v dans laquelle le fil g est placé.
Mais comme dans des segments évidés de cette manière les pièces d'arrêt u. et et le ressort ondulé ne peuvent se placer que diffi- cilement, si même il soit possible de les loger du tout, une certaine partie de l'organe de pression non élastique doit, même dans le cas de ces pièces non élastiques en métal lourd, conserver plus ou moins la forme originale, comme on l'a représenté à la partie inférieure de la coupe faite de la boîte ou chambre située le plus à droite à la. fig. l.
Le nombre des segments employés, cela aussi bien pour les bagues a et b mêmes que pour l'organe de pression, peut varier. Les segments des bagues a et b ne doivent pas absolument être en graphite ou en une matière analogue ; on peut au contraire employer une autre matière appropriée, par exemple un métal.
Même lorsqu'on emploie à la place du ressort ondulé un ressort en spirale dont une extrémité est fixée à l'une
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des pièces non élastique de l'organe de pression et dont l'autre extrémité est reliée à l'un des bouts du fil pé- riphérique ou de l'organe équivalent, on peut faire varier le tension de ce ressort d'une façon tout-à-fait en con- cordance avec celle décrite plus haut à propos du ressort ondulé. Dans le cas d'emploi d'un ressort en spirale, la lame de tôle intercalée entre celui-ci et les bagues reçoit 'avantageusement en coupe transversale une forme semi-cir- culaire.
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------ RESUME. ##### @
1.- Garniture pour tiges de pistons, arbres de turbines et autres organes de ce genre, dans lequel des bagues divisées sont entourées par des organes de pression annulaires faits de pièces non élastiques et de pièces élastiques intercalés, caractérisé en ce que les baguea divisées sont faites en charbon ou matière analogue, en ce que la surface de pression des pièces non élastiques a une forme de coin et tand à déplacer les bagues dans le sens axial, et en ce que l'organe de pression annulaire est en- touré d'un fil ou d'un ruban non élastique dont une extrémité est reliée à une pièce intermédiaire élastique, par exemple à un ressort ondulé.
2.- Garniture suivant 1, caractérisé en ce que le ressort ondulé est relié de façon réglable au fil ou au ruban non élastique.
3.- Garniture suivant 1, caractérisé en.ce que le fil non élastique passe autour de la partie bombée du ressort ondulé ou des ressorts et des pièces non élastiques
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de l'organe de pression et est fixé par son deuxième extrémité! la pièce voisine de ce ressort ondulé, de manière que les deux extrémités du fil se juxtaposent par-dessus ce ressort ondulé,
4. - Garniture suivant 1, caractérisé en ce que l'extrémité pourvue d'un filetage du fil non élastique ou de l'organe équivalent passe à travers l'extrémité libre redressée du ressort ondulé et ! travers une pièce de rai- dissage fixée à celle-ci et est immobilisée en position par rapport à ces pièces au moyen d'écrous réglables.
5.- Garniture suivant 1, caractérisé en ce qu'entre le ressort ondulé et les segments des bagues en graphite, on a placé une lame de tôle ou une pièce équivalente fixée avantageusement à l'une des pièces non élastiques et support- ant la pression radiale du ressort.
6.- Garniture suivant 1, caractérisé en ce que les bagues divisées sont empêchées, par des tenons ou des or- ganes équivalents montés sur les pièces non élastiques et s'engageant entre les parties des bagues divisées, de tourner par rapport à ces pièces, et en ce que les pièces non élastiques sont empêchées de tourner par rapport aux boîtes ou chambres au moyen d'autres saillies.
7.- Garniture suivant 1, caractérisé en ce que les pièces non élastiques de l'organe de pression sont en forme de coins et les bagues divisées ont une forme de biseau correspondante sur leur périphérie, de façon que l'inclinaison de ces surfaces périphériques sur l'hori- z.ontale vale environ 15 .
8.- Garniture suivant 1, dans laquelle les pièces
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non élastiques sont faits en acier ou en une matière équivalente, caractérisé en ce que ces pièces sont partiellement pourvues, en vue de réduire leur poids, d'en- droits amincis ou d'évidements.