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" Segment de piston ".
Dans le cas d'un segment de piston ordinaire, l'intensité de la pression régnant entre ledit segment et la paroi du cylindre est égale à la somme de la pression exercée par le fluide ( liquide ou gazeux ) derrière le segment et de la pression statique dérivée de l'élastioité du segment de piston.
Dans l'hypothèse que la pression la plus élevée est celle exercée au-dessus du segment de piston, et que cette pression, par suite de l'effet d'obturation produit par ledit segment, appuyé sur sa surface d'assise inférieure, est empêchée de se communiquer à l'espace en dessous du segment de piston, si le jeu dudit segment de piston dans sa rainure permet audit fluide
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de se frayer un chemin de l'espace au-dessus du segment à celui situé au-delà, dudit segment, de manière à ce que la pression exercée dans l'espace situé au-delà du segment de piston ait à être, à fort peu.
de chose près, égale à celle opérant dans l'espace situé au-dessus du segment de piston, cet appoint de pression exercée par le fluide aura pour effet d'augmenter considérablement, tant la pression d'application du segment que le taux d'usure dudit segment et de la paroi de cylindre.
Le but de la présente invention est de prévoir un type de segment de piston étudié de manière à réduire au minimum, non seulement l'usure de la partie du segment en contact avec la paroi du cylindre, mais encore, et surtout, l'usure de cette paroi elle-même. Cette invention vise encore à prévoir un type de segment exerçant, sur la paroi du cylindre, une pression pouvant être prédéterminée, et à laquelle peut être donnée toute valeur requise.
Il est, dans ces conditions, prévu, sous les termes de la présente invention, un segment de piston dans lequel est décou- pée une portion formant un retrait annulaire, intéressant une partie de la hauteur de la surface de travail dudit segment, et faisant face à la paroi du cylindre, et s'ouvrant dans l'espace sous pression de fluide. La profondeur de ce retrait est telle, que la pression centripète qui est engendrée dans ledit retrait annulle, en tout ou en partie, les pressions exercées sur l'anneau vers l'extérieur et vers le haut.
La description ci-dessous expose les caractéristiques de cette invention, avec tous les éclaircissements nécessaires, à l'appui de la planche de gravures schématiques ci-jointe , qui représentent :
Figure 1, un segment de piston de type ordinaire; figure 2, un segment de piston conforme aux données de la.
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présente invention, et, figures 3 et 4, certaines modifications apportées à la mise à exécution du sujet de ladite invention.
Conformément au dispositif illustré par la figure 1, a représente le piston, b le segment de piston, o la paroi du cylindre, et ! le siège inférieur de la rainure e dudit piston.
Dans l'hyothèse que la pression la plus élevée est celle exer- cée au-dessus du segment de piston b à partir de l'espace f, et que cette pression est empêohée de se propager à la surface inférieure dudit segment de piston b, par le fait que ce dernier, appuyé sur son siège inférieur d, produit un effet d'étanchéité @ nous constaterons que, par suite du jeu du segment de piston b dans sa rainure e, le fluide se fraie un passage, de l'espace f situé au-dessus du segment, à l'espace t situé derrière ledit segment.
Il s'en suivra que la pression opérant derrière le susdit segment b sera, à fort peu de chose près, égale à celle opérant dans l'espace f, et que cette press-ion de fluide sup- plémentaire aura pour effet d'entraîner une pression d'appui élevée, avec usure tout aussi considérable,tant dudit segment b que de la paroi c du cylindre.
Comme le font voir, à leur tour, les gravures nE!, 2, 3 et 4 de la planche ci-jointe,).! est prévu, d'autre part, un type de segment de piston b, à la su.rface inférieure duquel est prélevée, à sa paroi périphérique intérieure, une portion lais- sant un retrait angulaire h, tandis que, dans la paroi péri- phérique extérieure dudit segment de piston b est prévu un re- trait j, à partir de la face supérieure k dudit segment dd piston b, dont la partie en retrait intérieure h s'engage dans une rainure e de forme correspondante pratiquée dans le piston a.
Le segment de piston b est appuyé sur le siège inférieur d de sa rainure e, et sur la paroi périphérique intérieure m
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dudit segment b opère la pression règnant dans l'espace f, qui est réduite par étrangement à la valeur d'une certaine pression règnant dans l'espace g. Cette dernière pression, qui est inférieure à celle régnant dans l'espace f susdit, opère, à son tour, derrière la partie inférieure n du segment de piston b, tandis que, sur la surface du retrait périphérique extérieur opère la pression régnant dans le susdit espace f.
Il est clair, dans ces conditions, qu'il peut être donné au retrait périphérique extérieur 1 une profondeur qui est telle que l'action de la pression sur la surface o audit retrait 1 compense, soit le tout, soit une partie désirée quelconque de la force de pression sur le segment dirigée vers l'extérieur, constituant la résultante de l'action de la ires- sion, provenant des espaces situés au-dessus et en dessous du segment de piston b, et appliquée respectivement aux surfs.ces postérieures m et n de ce dernier, même si.la pression régnant dans l'espace f est égale à celle opérant derrière la partie supérieure m du susdit segment de piston b.
Il est possible, dans ces conditions d'obtenir une pression d'appui désirée quelconque du segment de piston b sur la paroi e du cylindre au point p, de manière à réduire au minimm l'usure subie par ces pièces.
Il peut être fait usage, en cas de besoin, dans le but de toujours maintenir le segment de piston b appuyé sur son siège inférieur d, d'un dispositif à ressort approprié quelcon que, tel que celui comportant un ressort hélicoïdal r, conformément à la figure 3, interposé entre la face supérieure de la rainure e dans le piston a et le segment de piston b, dans lequel l'extrémité inférieure dudit ressort r s'insère dans une poche aménagée dans la face supérieure du susdit sèment d piston b.
Ce dispositif peut aussi être conforme à celui repré senté par la figure 4, dans lequel le ressort hélicoïdal r
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s'appuie sur la face supérieure du segment de piston b, tandis que son extrémité supérieure s'engage dans une poche aménagée dans la face supérieure s de la susdite rainure e dans le piston.
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"Piston ring".
In the case of an ordinary piston ring, the intensity of the pressure prevailing between said ring and the cylinder wall is equal to the sum of the pressure exerted by the fluid (liquid or gas) behind the ring and the pressure statics derived from the elasticity of the piston ring.
On the assumption that the highest pressure is that exerted above the piston ring, and that this pressure, as a result of the sealing effect produced by said ring, pressed on its lower seating surface, is prevented from communicating to the space below the piston ring, if the clearance of said piston ring in its groove allows said fluid
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to clear a path from the space above the segment to that located beyond said segment, so that the pressure exerted in the space located beyond the piston ring has to be, at high little.
more or less, equal to that operating in the space located above the piston ring, this additional pressure exerted by the fluid will have the effect of considerably increasing both the application pressure of the ring and the rate of wear of said segment and of the cylinder wall.
The object of the present invention is to provide a type of piston ring designed so as to reduce to a minimum, not only the wear of the part of the ring in contact with the cylinder wall, but also, and above all, the wear. of this wall itself. This invention also aims to provide a type of segment exerting, on the wall of the cylinder, a pressure which can be predetermined, and to which any required value can be given.
Under these conditions, there is provided, under the terms of the present invention, a piston ring in which is cut a portion forming an annular recess, affecting a part of the height of the working surface of said segment, and forming facing the cylinder wall, and opening into the space under fluid pressure. The depth of this withdrawal is such that the centripetal pressure which is generated in said withdrawal cancels, in whole or in part, the pressures exerted on the ring outwards and upwards.
The description below sets out the characteristics of this invention, with all the necessary clarifications, in support of the attached plate of schematic engravings, which represent:
Figure 1, an ordinary type piston ring; Figure 2, a piston ring in accordance with the data of.
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present invention, and, Figures 3 and 4, certain modifications made to the practice of the subject of said invention.
According to the device illustrated in Figure 1, a represents the piston, b the piston ring, o the cylinder wall, and! the lower seat of the groove e of said piston.
On the assumption that the highest pressure is that exerted above the piston ring b from the space f, and that this pressure is prevented from propagating to the lower surface of said piston ring b, by the fact that the latter, supported on its lower seat d, produces a sealing effect @ we will note that, as a result of the play of the piston ring b in its groove e, the fluid makes a passage, from the space f located above the segment, at the space t located behind said segment.
It will follow that the pressure operating behind the aforesaid segment b will be, very nearly equal to that operating in space f, and that this additional fluid pressure will have the effect of causing a high bearing pressure, with equally considerable wear, both of said segment b and of the wall c of the cylinder.
As shown, in turn, engravings nE !, 2, 3 and 4 of the attached plate,).! is provided, on the other hand, a type of piston ring b, at the lower surface of which is taken, at its inner peripheral wall, a portion leaving an angular recess h, while, in the peri-wall. outer ring of said piston ring b is provided a retraction j, from the upper face k of said piston ring dd b, the interior recessed portion h of which engages in a groove e of corresponding shape made in piston a .
The piston ring b is pressed on the lower seat d of its groove e, and on the inner peripheral wall m
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of said segment b operates the pressure prevailing in space f, which is strangely reduced to the value of a certain pressure prevailing in space g. This latter pressure, which is lower than that prevailing in the aforesaid space f, operates, in turn, behind the lower part n of the piston ring b, while, on the surface of the outer peripheral recess, the pressure prevailing in the aforesaid space f.
It is clear, under these conditions, that the outer peripheral recess 1 can be given a depth which is such that the action of pressure on the surface o said recess 1 compensates either the whole or any desired part of it. the pressure force on the segment directed outwards, constituting the resultant of the action of the irradiation, coming from the spaces situated above and below the piston ring b, and applied respectively to the posterior surfaces. m and n of the latter, even if the pressure prevailing in space f is equal to that operating behind the upper part m of the aforesaid piston ring b.
It is possible, under these conditions, to obtain any desired bearing pressure of the piston ring b on the wall e of the cylinder at point p, so as to minimize the wear to which these parts are subjected.
Use may be made, if necessary, in order to keep piston ring b always pressed against its lower seat d, of any suitable spring device, such as that comprising a coil spring r, in accordance with FIG. 3, interposed between the upper face of the groove e in the piston a and the piston ring b, in which the lower end of said spring r is inserted into a pocket arranged in the upper face of the aforesaid seed d piston b .
This device can also be in accordance with that shown in Figure 4, in which the helical spring r
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rests on the upper face of the piston ring b, while its upper end engages in a pocket arranged in the upper face s of the aforesaid groove e in the piston.