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BREVET D'INVENTION "perfectionnements apportas aux pistons comportant des segments d'étanchéité,notammment à ceux pour moteurs à combustion interne"
L'invention est relative aux pistons comportant des . segments d'étanchéité; et elle concerne plus particulièrement, parce que etest en leur cas que son application semble devoir offrir le plus d'intérêt mais non exclusivement, parmi ces organes, ceux pour moteurs à combustion interne, notamment pour moteurs dont le piston comporte sur son fond un déflecteur con- tre lequel vient se briser le jet de l'injecteur de combustible.
Elle a pour but, surtout, de rendre tels, lesdits organes, qu'ils répondent, mieux que jusqu'à présent, aux divers desiderata de la pratique.
Elle consiste, principalement, à agencer de manière telle, les organes du genre en question, qu'au moins certains de leurs 'segments d'étanchéité au lieu d'être fendus, affeo- tent la forme d'un anneau continu.
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Elle consiste, mise à part cette*disposition prin- oipale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment en une seconde disposition -- exalu- sivement relative au cas des moteurs dont le piston doit ooagir avec des lumières pour assurer au moins certaines fonctions de la distribution--, consistant, ladite disposition, à agencer de manière telle, les pistons desdits moteurs,
que leur bord actif soit constitué par l'arête supérieure du segment d'étan- chéité qui se trouve le plus près de la tête du piston.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'ap- plication, ainsi que certains modes de réalisation, 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
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éléments spéciaux propres à lenràtablissement, ainsi que les ensembles fixes ou mobiles, notamment les moteurs a oomlms- . tion interne, comportant de tels organes.
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Et elle pourra, de toute façon, être bien oomptise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que h 4e..., sin ci-ennem, lesquels complément et dessin sont, bien en%on- du, donnés surtout à titre d'indication.
La fig. I, de ce dessin, montre, en coupe axiale, la partie supérieure de l'ensemble cylindre-piston d'un motettr à combustion interne comportant un piston établi conformément à l'invention.
Les fig. 2, 3 et 4, enfin, montrent, en coupe axial,.
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trois systèmes de segments (létanchéité destinés à être manz sur des pistons établis, eux aussi, conformément à .inve tion..
Selon l'invention, et plus partiovlièrement ae1: P1 celui de ses modes d'application, ainsi que oe'ax des . 4e réalisation de ses diverses parties, a=qaela il se 1 :w
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y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant.,d'établir
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un piston pour en r4unrp par.
exemple, un moteur à combustion interne dont la distribution est au moins en partie assurée par des lumières que le piston moteur découvre on obture selon les
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pooittons qu'il occupe, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue,
On agence de manière telle, ledit piston, qu'au
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Moins certains de ses segments dtdtanchdité, de préférence au moins celui qui se trouve le plus près de la tête du piston, au lieu d'être fendus, affectent la forme d'un anneau continu inextensible.
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, ,¯¯ , Ainsi, au moment de la combustion, les gaz sous pression, qui s'infiltrent entre les segments ainsi établis et le fond de leur gorge, ne peuvent provoquer 1'extension desdits segment
Or, dans les moteurs comportant des segments fendus, l'effet de la pression qui règne entre les segments et le fond
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ee 1,,e,= gorge est d'appliquer très énergiquement lesdits seg- ...:<, . - mente contre le cylindre, d'où if résulte un frottement eonsîdé- rable qui cause une usure rapide en même temps qu'une diminu- tion de rendement.
Afin de permettre la mise en place des susdits seg-,
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ments inextensibles, on est amené à faire le piston démontable, de préférence en rendant son fond amovible par rapport à sa jupe, C'est ainsi, par exemple, que l'on agencera le'et fond 1 de manière qu'il puisse se visser ou se fixer de toute
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autre manière'dans intérieur de la jupe 2, un rebord 3 que l'on fait comporter audit fond venant former, à sa partie supérieure, la gorge du segment supérieur 4 du piston.
Si l'on désire avoir recours à plusieurs segments
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inextensibles, on préva3r avants,geuseen,t, entre chacun d'entre eux, une entretoise annulaire 5* également amovible.
'"'<, , atest ainsi que, dans le cas où l'on prévoira deux segments'-inextensibles 4 et 6, on pourra donner à cette entre-
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toise annulaire la forme 6n 1 indiquée sur la fig. 3., de telle ".
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manière que ladite entretoise comporte, une base fermant à sa partie supérieure la gorgs du deu- xième segment inextensible 6 et s'appuyant sur un ressaut 7 ménagé dans l'épaisseur de la jupe, et une paroi verticale délimitant intérieurement la gorge du segment supérieur 4, cette paroi verticale étant de hauteur telle que sa tranche supérieure puisse être serrée par le sus- dit rebord 3, en même temps que la tranche supérieure de la jupe 2 .
Les segments inextensibles seront, de toute façon, établis de manière telle qu'ils puissent coulisser à frottement doux, dans l'intérieur du cylindre moteur et qu'ils présentent, dans leur gorge, une mobilité semblable à celle que l'on donne à l'heure actuelle aux segments usuels.
Bien entendu, au-dessous des segments inextensibles, on pourra disposer, si on le juge utile. autant de segments nsues 8 qu'il sera néoessaire.
On aura ainsi' réalisé un piston dont le fonctionne- ment ressort clairement de ce qui vient d'être dit et grâce auxe l'usure et la diminution de rendement du moteur seront réduits au minimum.
Les segments établis ainsi qu'il vient d'être @ seront complètement équilibrés en ce qui concerne les pouseées qui leur seront impsées par l'action exercée sur leurs faces interne: et externe par les gaz sous pression qui agissent sur eux.
Mais si l'on désire rompre dans une certaine mesure l'équilibre ainsi obtenu afin de provoquer 1'application du segment contre le cylindre dans une direction détermnée. il suffira, soit d'agencer de manière telle, ledit segment ou son alvéole, par exemple en rendant ledit segment dissymétrique. que la résultante des pressions s'exerçant sur ses faces laté-
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rales interne et externe ne soit pas nulle, soit de prévoir un dispositif tel qu'un système élastique agissant sur lui dans la susdite direction.
On groupera alors en une même ensemble plusieurs segments ainsi agencés et on les orientera de telle sorte que chacun d'entre eux soit applique oontre le cylindre dans une direction différente, ces directions étant, de préférence, régulièrement réparties autour de l'axe du piston.
On conçoit qu'alors, si l'on a recours, par exemple à trois ou quatre segments élémentaires, l'ensemble constitué par ces segments se trouvera assurer l'étanchéité sur toute la périphérie du piston sous l'effet des forces transversa- les, dont on a déterminé l'intensité ainsi qu'on le désire, qui agissent sur chacun'des segments élémentaires. z ¯ Pour mettre en oeuvre la première des deux solu- tions venant d'être indiquées, on peut, par exemple, avoir recours 4 l'un des modes de réalisation représentés par les fig. 2 et 3 .
Selon le premier mode de réalisation (fig. 2). on donne aux segmenta une hauteur qui ne soit pas la même sur toute leur périphérie afin que, sous l'effet de la pression -agissant sur leur face interne, ils soient repoussés dans ' une direction bien déterminée avec l'intensité désirée.
S'est ainsi que l'on peut avoir recours à quatre segments élémentaires 4'. 4''. 4''' et 4'''' groupés en deux ensembles identiques que l'on décale de 90 l'un par rapport à l'autre, chaque ensemble étant constitué par un segment de révolution séparé en deux parties selon un plan légèrement oblique par rapport aux faces terminales dudit segment de révolution .
Selon le second des susdits modes de réalisation (fig. 3). on a recours cette fois à quatre segments élémen- taires identiques 4 à cahaur desquels on fait comporter, sur
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sa face frottante, une creusure, par rainure 9 s'étendant sur un arc de cercle détermine pouvant être un peu supérieur à 180 . ces segments élémentaires étant montés dans leur gorge commune avec un décalage de 90 les uns pay rapport aux autres .
Pour mettre en oeuvre, maintenant, la seconde des deux susdites solutions, on peut, par exemple, avoir recours au Mode de réalisation représenté par la fig. 4 et selon lequel on pré- voit quatre segments élémentaires identiques 4 rehaussés cha- cun dans une direction bien détermineée pa un ressort 10 en ser- blable, chacun des ressorts 10 étant disposé à 90 des N'axés.
Bien entendu, on pourrait avoir recours à un nombre de segments élémentaires différent de quatre sans que le résuli obtenu diffère de ce qui vient d'être indiqué.
Et, ou bien on se contente de procéder ainsi qu'il vient d'être dit, ou bien, et mieux, on a recoure à certaines autres dispositions, telles que la suivante, laquelle peut, dans certains cas,être utilisée isolément.
Le piston à établir devant coagir avec des lumières 11 (fig. 1), par exemple portées par la paroi du cylindre, on @ ce (le manière telle, ledit piston, que son ord actif soit titué par l'arête supérieure du segment qui se trouve le prs près de la tête du piston.
Jusqu'à présent, le bord acitif du pisten était cons par la partie supérieure des parois latérales de ce dernier, per- tie dont la surface, au fur et à mesure de l'usure, prenait davantage de jeu par rapport à la paroi du cylindre.
Ainsi, si la distribution étaij bien assurée au début du fonctionnement du moteur, il n'en était plus de même dès qu'une certaine usure des parois latérales du piston était in- tervenue et il se produisait alors des fuites qui perturbaient la distribution et faisaient baisser le rendement du moteur.
Grâce à l'invention, au contraire, la distribution sera toujours assurée par l'arête d'une surface maintenue au
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contact de la paroi du cylindre.
Pour réaliser la disposition venant d'être indiquée, il suffit de conformer de façon appropriée la partie du piston qui se trouve au dessus du segment supérieur de ce dernier.
On pourra, par exemple, limiter vers le haut ladite par- tie par une surface conique dégageant bien l'arête supérieure du segment de tête, ainsi que cela est représenté sur la fig. I ,
Grâce à cette disposition, et notamment si le système de conduit aboutissant aux lumières 11 est incliné vers le haut (du cylindre), les gaz entrant ou sortant pourront ne pas être déflé- ohis à l'endroit de leur entrée dans le cylindre ou de leur sor- tie.
Lorsqu'on désirera-appliquer les dispositions venant ê- tre décrites à un piston devant comporter sur son fond (en général en son-centre)un déflecteur 12, par exemple conique, contre le- quel doive venir se briser le jet de l'injecteur de combustible
13, on procède avantageusement ainsi qu'il va être indiqué.
On constitue le fond du liston en une seule pièce de Métal résistant bien aux hautes températures, par exemple d'acier spécial.
On fait comporter à la face supérieure dudit fond le eus- dit déflecteur que l'on fait, de préférence, creux et, à sa face inférieure, une embase 3 également creuse propre à venir se visser dans un Maraudage que l'on ménage intérieurement dans la partie supérieure de la jupe 2 .
On prolonge ladite embase 13 par une paroi rentrante 14 constituant un col dirigé vers le bas, l'ensemble constitué par l'embase 13 et ledit col ayant, par exemple, une hauteur égale au tiers de l'alésage du moteur.
On établit une pièce 15 à section en V comportant une Tranche verticale propre à venir s'insérer, à frottement dans l'intérieur de la jupe du piston et une branche inclinée dont la partie supérieure puisse venir s'insérer contre la paroi
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extérieure du susdit 001, cette pièce étant telle que, loi-ses elle est en place, il existe entre 11e-.DJe les })8.l'O18 lut. ternes de la jupe 2 et les parois externes de là7-wm&iter Pa3rOt 14, une chambre annulaire A que* par tous moyens a,gprbr sf oh remplit de poudre métallique comprimée, par exemple de poudre d'aluminium .
On établit en un métal bon conducteur de la chabue, par exemple en aluminium, une pièce 16 comportait une panteie supérieure propre à venir s'enfiler dans le col constitué par,.la
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susdite paroi 14 et à venir s'appliquer, par sa tranche re 17, éventuellement avec interposition d'au moins une pl te isolante 18, par exemple en bakélite ou en mica, contre @
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paroi correspondante 19 que l'on a ménagée, sur la face inférieure re du fond de piston, tout autour de l'évidement prévu dans le déflecteur 12 l'ensemble étant tel qu'il subsiste, entre les parois .
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latérales de la partie supérieure de la pièce 16,
l '1ntI!r1 du fond de piston 1 et les parois intérieures de la susdite pa- roi 14, une chambre annulaire B que, de préférence, on laisse vi- de ,
On fait comporter à la susdite pièce 16 une embase
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20 propre à venir stappliquer, éventuellement avec interposi- tion d'un joint 21 contre la tranche inférieure de la susdite pièce 15, un jeu de par exemple 0,5 mm. étant, de préférence, prévu entre les parois externes de la susdite embase 20 et les parois internes inclinées de la susdite pièce 15 .
Enfin, on prévoit des moyens pour la fixation en place de la pièce 16, moyens que l'on constitue, par exemple, par un ensemble annulaire 22 portant l'axe de pied de bielle 23 et propre à venir se visser, par un filetage 24, dans l'inté- rieur de la jupe du piston, une fois tous les éléments susénon- cés mis en place et à s'appliquer alors, par sa tranche supé- rieure 25, d'une part contre un ressaut 26 prévu dans l'iné-
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rieur de la jupe 2 et, d'autre part, contre la zone périphéri- que 27 de la base de la pièce 16
On évide d'ailleurs avantageusement l'embase 20, inté- rieurement à ladite zone périphérique, de manière à y constituer une cavité 28 substantiellement ogivale.
Grâce à du cet évidement, dans l'intérieur duquel on peut prévoir des ailettes 29, on allège la pièce 16 tout en lui donnant la forme la plus favorable pour la transmission des calories aux parties basses de la jupe 2 ainsi que pour la transmission à ladite jupe des efforts supportes par le fond
A piston.
On conçoit qu'en jouant sur les dimensions des chambres de et B ainsi que sur la qualité du contact thermique prévu entre la tranche supérieure de la pièce 16 et la paroi 19 (c'est à-dire sur la section de passage offerte aux calories ou le proure gré d'isolement per les plaquettes 18), on pourra donner à l'écoulemet des calories reçues par le fond de piston l'al- lure que l'on désirera et qui répondra le mieux aux conditions de fonctionnement du moteur,
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus par- ticulièrement été explicités; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.