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BREVET D'INTENTION "Perfectionnements apportés aux pistons, notamment à ceux pour mo- teurs à combustion interne".
L'invention est relative aux pistons comportant des seg- ments d'étanchéité; et elle concerne plus particulièrement, parce que c'est 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.
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 -- et en même temps qu'à constituer au moins certains des segments d'étanchéité à faire comporter aux organes du genre en question par des bagues inexten- sibles, c'est-à-dire non tendues --, à prévoir des passages permet- tant au fluide se trouvant au contact de la face active du piston d'accéder dans l'espace situé contre la face interne des susdites bagues inextensibles.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale,
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en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de -préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'appli- cation, ainsi que certains modes de réalisation, desdites disposi- tions ; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les pistons du genre en question comportant application desdites dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles fixes ou mo- biles, notamment les moteurs à combustion interne, comportant de tels pistons.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnée surtout à titre d'indication.
La fig. 1 de ce dessin montre, en coupe axiale, la partie supérieure de l'ensemble cylindre-piston d'un moteur à combustion interne dont le piston est établi conformément à l'invention.
La fig. 2 est une vue en plan d'un piston établi selon une variante du précédent.
Les fig. 3 et 4, enfin, montrent, la première en éléva- tion et la seconde en plan, une portion d'un segment d'étanchéité établi, lui aussi, conformément à l'inention.
Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'établir un piston pour en munir, par exemple, un moteur à combustion interne, on s'y prend coma suit, ou de façon analogue-,
En ce qui concerne, tout d'abord, la structure générale dudit piston, on la détermine de toute manière appropriée permettant la mise en place de segments inextensibles, donc de telle manière que le piston présente au moins une gorge propre à recevoir au moins un tel segment.
C'est ainsi que l'on peut faire ledit piston démontable, ce que l'on réalise, par exemple, ainsi que représenté sur le dessin,
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en prévoyant un fond 1 propre à se visser dans une jupe 2 dans la partie supérieure de laquelle on a ménagé la susdite $orge 3 qu'un rebord 4 que l'on a fait porter au fond 1 vient fermer à sa partie supérieure, soit en certains points répartis sur toute la périphé- rie, soit, et mieux, sur tout le pourtour du piston.
Ainsi il est possible de venir glisser en place les seg- ments inextensibles 5 avant assemblage du piston.
On peut, bien entendu, constituer ces segments en tout métal approprié, par exemple les faire tous en fonte ou les faire en des métaux divers, tels que fonte, bronze, etc..
De même, on peut donner audits segments toute forme ap- propriée, notamment : ou bien avoir recours à un segment unique de grande hauteur, par exemple égale à plusieurs fois son épaisseur qui peut être celle d'un segment usuel ; ou bien avoir recours, dans une même gorge, à plusieurs seg- mente superposés, chacun d'entre eux étant, soit de hauteur et de section constante sur toute sa périphérie, soit de conformation telle (par exemple de hauteur variable ainsi que représenté sur le dessin) que la résultante dea pressions s'exerçant sur ses faces ne soit pas nulle et provoque une application d'une zone déterminée du segment contre le cylindre,
les zones de. divers segments se trouvant ainsi poussées au contact du cylindre étant décalées les unes par rapport aux autres afin de réaliser l'étanchéité sur toute la périphérie.
On prévoit, bien entendu, un certain jeu entre les tranches supérieures et inférieures des segmenta 5 et les parois en regard de leur gorge, ce jeu, destiné à permettre la mobilité dans le sens radial, pouvant être déterminé ainsi que pour les segments fendus usuels.
Quant au jeu à laisser entre la face interne des segments 5 et le fond de leur gorge, on peut, ici encore, lui donner la valeur usuelle soit, pour un piston de 85 mm. d'alésage, une valeur de 0 mm. 4, voire une valeur légèrement supérieure.
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Le piston ayant été établi ainsi qu'il vient d'être dit, on prévoit au moins un passage permettant aux gaz sous pression se trouvant dans la chambre de combustion du moteur d'accéder dans l'espace situé entre le fond de la gorge 3 et la face interne des segments 5.
Si le rebord 4 du fond 1 ne recouvre que par places la tranche supérieure du segment supérieur 5, les gaz sous pression pé- nètreront directement dans cet espace.
Si, par contre et ainsi qu'il sera supposé par la suite, le rebord 4 est continu, comme représenté sur le dessin, on prévoira, dans ce rebord, des perforations 6 telles qu'ellea aboutissent, après montage, dans l'espace en question.
On donnera avantageusement à ces perforations une faible section de passage, par exemple 1 mm2. et on en disposera sur tout le pourtour du piston à intervalles réguliers de par exemple 15 mm..
Ces perforations seront, de préférence, agencées de manière telle que leur débouché sur le fond du piston soit écarté de plusieurs millimètres de la paroi du cylindre donc se trouve à l'abri du lubré- fiant raclé par le segment supérieur quand le piston remonte.
Cela sera particulièrement avantageux lorsque le rebord 4 ira en s'amincissant vers sa périphérie et se terminera à une cer- taine distance (par exemple 2 mm.) de la paroi du cylindre,laissant ainsi sur la tranche supérieure du segment supérieur une bande annu- laire 7 exposée à la pression des gaz.
Pour obtenir ce résultat, on pourra, par exemple (fig. 1), faire les perforations 6 rectilignes et les incliner de telle manière (par exemple à 45 ) qu'elles se rapprochent de l'axe du piston en allant de la gorge à la surface libre du fond de piston.
En outre, on pourra agencer de telle sorte.les perforateurs 6, que leur débouché dans la gorge soit incliné, pour au moins cer- taines desdites perforations, de la même quantité pour tous les dé- bouchés, par rapport au plan radial passant par chacun d'entre eux.
Ainsi on créera un tourbillonnement de gaz dans la gorge du segment ce qui améliorera le fonctionnement et, en outre, provo-
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quera une rotation lente des segments 5 notamment si la face inter- ne de ces derniers est munie de saillies telles que de petites nervures 8 du genre de celles représentées par les fig. 3 et 4.
Ces saillies seront, en effet, frappées selon les flèches repré- sentées sur ces figures par les jets de gaz ayant traversé les perforations 6.
Afin de réaliser à la fois les deux dispositions venant d'être décrites, on pourra percer Chacune des perforations 6 ainsi que représenté fige 2, c'est-à-dire selon un élément de spirale hélicoïdale allant (du haut vers le bas) en s'écartant à la fois de l'axe du piston et du plan radial passant par le débouché, sur le fond du piston, de la perforation en question.
En suite de quoi on aura réalisé un piston dont le fonc- tionnement et les avantages sont les suivants.
Sous l'effet des variations rapides de pression sur la face active du liston, il se produit, par les perforations 6, un courant de gaz très violent et qui s'inverse une ou plusieurs fois par cycle, selon le cycle d'après lequel fonctionne le moteur.
Ainsi l'espace situé derrière les segments 5 est active- ment balayé par un courant gazeux qui nettoie ledit espace de tous les dépôts qui, sans cela, tendraient à s'y accumuler.
L'expérience prouve que les segments 5 sont ainsi com- plètement empêchés de se coller dans leur gorge car cette dernière reste constamment propre.
Cet effet de balayage pourra d'ailleurs être réglé en agissant aur le volume de l'espace situé entre les segments 5 et le fond de leur gorge. Si nécessaire, on pourra agrandir cet es- pace en prévoyant une cavité 9, par exemple annulaire, dans le fond de la gorge. Ainsi la quantité de gaz entrant dans ledit es- pace pour en sortir Immédiatement après sera plus grande et le balayage plus efficace.
Pendant tout le fonctionnement, l'étanchéité sera,assu- rée par les segments 5 qui, appliqués vers le bas par la pression qui s'exerce sur leur tranche supérieure (notamment sur la susdite bande annulaire 7), seront collés par leur tranche inférieure
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contre la paroi en regard de la gorge 3.
Bien entendu, au dessous des segmenta inextensible. 5 pourront être prévue autant de segments fendus usuels 10 qu'il sera nécessaire.
Comme il va de soi, et corne il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne ae limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalise- tion de ses diverses parties ayant plus particulièrement été ex- plicitéa; elle en embrasse au contraire toutea les variantes.
RESUME.
L'invention a pour objet des perfectionnements apportée aux pistons, notamment à ceux pour moteurs à combustion interne, lesquels perfectionnements consistent, principalement -- et en mette temps qu'à constituer au moins certaine des segments d'étanchéité à faire comporter aux organes du genre en question par des bagues inextensibles, c'est-à-dire non fondues --, à prévoir des passages permettant au fluide se trouvant au contact de la face active du piston d'accéder dans l'espace situé contre la face interne des susdites bagues Inextensibles.
Elle vise plus partioulièrement un certain mode d'application, ainsi que certaine modes de réaliaation, deadita perfectionnements; et elle vise plus particulièrement en- core, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les pistons du genre en question comportant application desdits perfectionne- ments, lea éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que- les ensembles fixes ou mobiles, notamment les moteurs à combus- tion interne, comportant de tels pistons.