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" Perfectionnements aux pistons ".
Cette invention est relative aux pistons dont les segments ou bagues d'étanchéité se composent de plusieurs pièces segmentaires logées dans une gorge de piston avec, entre elles, des coins à ressort qui les repoussent radia- lement contre la paroi du cylindre en vue de compenser l'u- sure. Les segments de ce genre que l'on a proposés jusqu'ici sont de construction relativement compliquée et coûteuse, nécessitent le forage dans le piston de trous radiaux pour le guidage des coins et, enfin, s'usent de façon irréguliè- re, précisément à cause du guidage radial des coins qui obligele segment à demeurer concentrique à l'axe du piston, A
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malgré la poussée latérale résultant de l'obliquité de la bielle par rapport à cet axe.
En outre, le montage dans les cylindres de pistons munis de ces segments connus est rendu difficile par le fait que les pièces des segments tendent continuellement à s'échapper de la gorge du piston où rien ne le retient.
Suivant la présente invention, on remédie à ces inconvénients en montant librement dans la gorge du piston les coins de poussée du segment, ce qui évite la nécessité d'une gorge spéciale à trous de guidage radiaux, et en re- tenant les pièces segmentaires dans la gorge au moyen d'or- ganes d'arrêt, tels que des goupilles, qui leur laissent un certain jeu dans le plan du segment. De cette façon, celui-ci peut non seulement se dilater et se contracter radialement mais aussi se déplacer élastiquement dans la gorge pour y prendre une position excentrique par rapport au pis- ton quand celui-ci subit la poussée latérale de la bielle.
Ceci a pour effet d'amortir la poussée et d'empêcher dans une grande'mesure l'ovalisation du cylindre et les pertes de compression qui en résultent. De plus, dans un cylindre déjà ovalisé, les pièces du segment peuvent s'orienter les unes par rapport aux autres de manière que la forme du seg- ment s'adapte d'elle-même sensiblement à celle de la section transversale du cylindre et l'épouse exactement après un léger rodage en formant un joint étanche.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les pièces segmentaires et les coins du segment peuvent être pris dans un seul et même anneau de métal, de préférence peu épais, en découpant celui-ci à la scie ou par matriçage, sans produire aucun déchet, de sorte que la fabrication est
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très économique et simpleo Le découpage peut se faire perpen- diculairement au plan de l'anneau, ou obliquement par rap- port à ce plan.
Dans ce dernier cas, on obtient davantage supplémentaire que, les surfaces de contact des pièces seg- mentaires et des coins étant obliques, la pression des coins sur les pièces segmentaires se décompose en une poussée radia- le dans le plan du segment, qui applique celui-ci contre la paroi du cylindre, et une poussée perpendiculaire à ce planfl qui a pour effet de compenser le jeu que le segment pourrait prendre dans la gorge si celle-ci s'élargit. Les pièces du segment ne devant pas être élastiques par elle-mêmes, on peut les faire en aluminium ou alliage tendre pour épargner les cylindres.
Le dessin annexé montre à titre d'exemple une forme de réalisation de l'invention. Sur ce dessin:
Fig. 1 représente un piston muni de segments confor- mes à l'invention, vu en coupe verticale par la ligne A-B de Fig. 3.
Fig. 2 est une coupe analogue par la ligne C-D de Fig. 3.
Fig. 3 montre le piston en coupe horizontale par la ligne E-F de Fig. 1.
Figo 4 représente, séparées les unes des autres,les différentes pièces d'un segment démonté., et
Figo 5 est une vue en coupe d'un détail, à plus grande échelle.
Dans l'exemple représenté, le piston 1 comporte deux gorges de segment 2 disposées comme d'habitude, mais notablement plus profondes que les gorges usuelles desti- nées à recevoir des segments du modèle ordinaire. Chacune de ces gorges 2 contient un segment suivant l'invention,
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composé de quatre pièces segmentaires 3 et d'autant de coins 4 placés entre ces pièces 3 (Figs. 3 et 4).
Les coins 4 sont libres dans la gorge 2 et chacun d'eux est poussé radialement vers l'extérieur par une lame de ressort 5 en forme d'arc dont les extrémités prennent appui librement sur le fond de la gorge et dont la partie médiane saillante et arrondie 6 s'engage dans une encoche arrondie 7 à la base du coin. Celui-ci peut donc osciller par rapport au ressort. Par la poussée qu'ils exercent sur les pièces 3, les coins 4 tendent à écarter celles-ci radia- lement sur l'extérieur pour les appliquer contre la paroi8 du cylindre, représenté schématiquement en traits de chainette.
Quand le piston 1 n'est pas dans le cylindre, le segment est retenu dans la gorge 2 par des goupilles 9 qui sont vissées dans le piston et dont chacune traverse avec un certain jeu un trou circulaire 10 foré au milieu de chaque pièce 3. Le jeu est suffisant pour permettre à ces pièces 3, et par conséquent aussi aux coins 4, de se déplacer horizonta- lement en tous sens dans la gorge 2 lorsque le piston est monté dans le cylindre, afin que le segment épouse la paroi de ce dernier pour toutes les positions que le piston peut prendre dans le cylindre.
La Fig. 5 montre comment en découpant obliquement les faces en contact des pièces 3 et des coins 4, on obtient que la poussée de ceux-ci agisse à la fois radialement pour appliquer les pièces 3 contre la paroi du cylindre, et verti- calement pour serrer le segment dans la gorge 2 et l'empêcher ainsi d'y prendre du jeu dans le sens vertical.
De préférence, les pièces 3 et les coins 4 du seg- ment sont faits en métal ou alliage léger et anti-friction,
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et on leur donne une épaisseur aussi réduite que possible et une largeur assez considérable dans le sens radial afin d'avoir un bon guidage dans les gorges du piston et une grande marge dusureo Les Figs 3 et 4 montrent bien que l'on peut tirer les pièces 3 et les coins 4 d'un même flan annu- laire de métal en découpant celui-ci par quatre traits de scie en carré ou en le matricant d'une manière correspondante.
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"Improvements to pistons".
This invention relates to pistons whose segments or sealing rings consist of several segmental parts housed in a piston groove with, between them, spring wedges which push them radially against the cylinder wall in order to compensate. the sure. The segments of this kind which have been proposed heretofore are of relatively complicated and expensive construction, require the drilling of radial holes in the piston for guiding the wedges and, finally, wear irregularly, precisely. because of the radial guidance of the wedges which obliges the ring to remain concentric with the axis of the piston, A
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despite the lateral thrust resulting from the obliquity of the connecting rod relative to this axis.
In addition, fitting in cylinders of pistons provided with these known segments is made difficult by the fact that the parts of the segments continuously tend to escape from the groove of the piston where nothing retains it.
According to the present invention, these drawbacks are overcome by mounting the piston ring thrust wedges freely in the piston groove, which avoids the need for a special groove with radial guide holes, and by retaining the segment parts in the piston ring. the groove by means of stops, such as pins, which leave them a certain play in the plane of the segment. In this way, the latter can not only expand and contract radially but also move elastically in the groove to take an eccentric position therein with respect to the piston when the latter is subjected to the lateral thrust of the connecting rod.
This has the effect of damping the thrust and preventing to a great extent the ovalization of the cylinder and the compression losses which result therefrom. In addition, in an already ovalized cylinder, the parts of the segment can orient themselves relative to each other so that the shape of the segment itself substantially adapts to that of the cross section of the cylinder and fits it exactly after a light break-in, forming a tight seal.
According to another characteristic of the invention, the segmental pieces and the corners of the segment can be taken from one and the same ring of metal, preferably not very thick, by cutting the latter with a saw or by stamping, without producing any waste. , so that the manufacturing is
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very economical and simpleo The cutting can be done perpendicular to the plane of the ring, or obliquely with respect to this plane.
In the latter case, more additional is obtained that, since the contact surfaces of the segmental pieces and the wedges are oblique, the pressure of the wedges on the segmental pieces decomposes into a radial thrust in the plane of the segment, which applies the latter against the wall of the cylinder, and a thrust perpendicular to this planefl which has the effect of compensating for the play that the segment could take in the groove if the latter widens. The parts of the segment not having to be elastic by themselves, we can make them in aluminum or soft alloy to spare the cylinders.
The accompanying drawing shows by way of example one embodiment of the invention. On this drawing:
Fig. 1 shows a piston provided with segments according to the invention, seen in vertical section through the line A-B of FIG. 3.
Fig. 2 is a similar section through line C-D of FIG. 3.
Fig. 3 shows the piston in horizontal section by line E-F of FIG. 1.
Figo 4 shows, separated from each other, the different parts of a dismantled segment., And
Figo 5 is a sectional view of a detail, on a larger scale.
In the example shown, the piston 1 comprises two segment grooves 2 arranged as usual, but notably deeper than the usual grooves intended to receive segments of the ordinary model. Each of these grooves 2 contains a segment according to the invention,
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composed of four segmental pieces 3 and as many wedges 4 placed between these pieces 3 (Figs. 3 and 4).
The wedges 4 are free in the groove 2 and each of them is pushed radially outwards by a leaf spring 5 in the form of an arc, the ends of which bear freely on the bottom of the groove and the protruding middle part of which and rounded 6 engages in a rounded notch 7 at the base of the corner. This can therefore oscillate relative to the spring. By the thrust which they exert on the parts 3, the wedges 4 tend to move them apart radially on the outside in order to apply them against the wall 8 of the cylinder, shown schematically in chain lines.
When the piston 1 is not in the cylinder, the ring is retained in the groove 2 by pins 9 which are screwed into the piston and each of which passes through a circular hole 10 drilled in the middle of each part 3 with some play. The play is sufficient to allow these parts 3, and consequently also the wedges 4, to move horizontally in all directions in the groove 2 when the piston is mounted in the cylinder, so that the ring conforms to the wall of this cylinder. last for all the positions that the piston can take in the cylinder.
Fig. 5 shows how by obliquely cutting the contacting faces of the parts 3 and the wedges 4, we obtain that the thrust of these acts both radially to apply the parts 3 against the wall of the cylinder, and vertically to clamp the segment in groove 2 and thus prevent it from taking play in the vertical direction.
Preferably, the parts 3 and the corners 4 of the segment are made of metal or light alloy and anti-friction,
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and they are given as small a thickness as possible and a fairly considerable width in the radial direction in order to have good guidance in the grooves of the piston and a large margin of wear. Figs 3 and 4 clearly show that the pieces 3 and corners 4 of the same annular metal blank by cutting the latter with four square saw cuts or by stamping it in a corresponding manner.