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Segment pour pistons à mouvement alternatif.
Dans la fabrication de segments élastiques pour pis- tons à mouvement alternatif, on éprouve de grandes difficul- tés à obtenir une bonne élasticité dans toutes les direc- tions radiales afin d'assurer une bonne herméticité et une usure exclusivement régulière du segment et, le cas échéant, des parois du cylindre. En outre, il faut assurer un graissage suffisant du segment sans le risque de carbonisation du lubrifiant.
On a déjà proposé d'enrouler des segments de piston sous forme d'hélices dont les spires individuelles sont alors juxtaposées. L'expérience a toutefois démontré que la retenue et l'amenée de l'huile entre les spires individuelles sont de ce fait entravées, et ce d'une façon entièrement indépendante du fait que l'élasticité des segments de ce genre n'est pas, ou pas assez, régulière dans la direction radiale et qu'on ntobtient par suite qu'une herméticité défectueuse à lapériphérie.
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Tous les modes de réalisation connus présentent toujours le risque d'un grippage des segments, d'Il à. une insuffisance de lubrifiant, et des inconvénients qui en résultent. Finalement, la formation et l'accumulation de calamine sont favorisées, ce qui diminue l'élasticité des spires ou convolutions du-segment dans la direction de l'axe du piston et leur tendance à se coincer.
Le but de l'invention est d'éliminer tous ces in- convénients et d'établir un segment de piston qui travaille d'une façon parfaite, possède une élasticité entièrement uniforme non seulement dans toutes les directions radiales, mais aussi axialement, et assure en outre, d'une façon certaine une retenue dhuile.
On réalise le but visé, suivant l'invention, en prévoyant des encoches dans les parois extrêmes du seg- ment et en pratiquant dans le segment, entre ces encoches, des fentes parallèles auxdites parois extrêmes.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortent de la description qui suit et du dessin annexé, qui en reprèsente quelques exemples de réalisation et sur lequel : fig. I est une vue perspective d'un segment de pis- ton suivant 1'invention.. fig.2 en est une vue de côté.
Fig. 3 est une vue analogue à la rig. 2, montrant la position qu'occupent les divers éléments au moment où s'achève le mouvement de descente du piston. fig. 4 est une vue avec arrachement partiel d'un autre mode de réalisation du segment.
Fig. 5 est une coupe par la ligne V-V (fig.4). fig. 6 est une vue perspective d'un autre mode de réalisation du segment.
'il. 7 est une coupe par la ligne VII-VII (fig.6) en regardant dans le sens des flèches.
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Dans la segment établi selon les fige. 1 à 3 les faces frontales, ou faces extrêmes opposées, 1 et 2 du segment présentent respectivement des encoches 4 et 3 qui sont décalées l'ube par rapport à l'autre et vont approxima- tivement jusqu'au milieu du segment. Une entretoise 5 est ainsi constituée. A partir des bords de limitation externes 6 et T des encoches 3 et 4 le segment est alors subdivisé par une fente 8, menée parallèlement à ses surfaces extrêmes 1 et 2, de telle manière que les éléments de segment 9 et 10 qui en résultent sont uniquement reliés entre eux par l'en- tretoise 5.
11 est essentiel qu'un certain intervalle soit constitua entre les éléments de segment 9 et 10 par cette. fente 8. La grandeur de cet intervalle c'est à dire la lar- geur de la fente 8, ne peut pas être fixée numériquement, car elle dépend des propriétés mécaniques particulières du métal dont est fait le segment, de même que du diamètre du piston, du nombre de tours du moteur ou de la vitesse du piston et de nombreux autres facteurs. En tout cas , il faut pour réaliser l'invention, que la fente 8 assure entre les deux éléments de segment 9 et IO un intervalle, si faible soit-il.
Pratiquement, la largeur de fente la plus petite est déter- minée par le procédé d'usinage, c'est-à-dire par la largeur de l'outil à l'aide duquel la fente est pratiquée, qu'elle soit sciée, rabotée ou fraisée. Il ne semble ni concevable ni rationnel de pratiquer la fente autrement que par un enlève- ment du métal.En fait, si l'on pra,tique cette fente par une opération de coupe, on obtient en même temps l'avantage que les surfaces opposées des éléments 9 et IO se trouvent dressées et polies, de sorte que, dans le cas où elles viendraient re- poser l'une sur l'autre, comme il sera décrit plus loin, le frottement qui en résulterait serait réduit au minimum.
En général, on peut en tout cas dire que,, pour établir une fente de ce genre possédant une largeur absolument constante sur tout le pourtour du segment, une opération d'enroulement telle @
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que celle utilisée pour la fabrication des ressorts hélicoï- daux est expressément exclue, car un procédé de fabrication de ce genre ne permet jamais d'obtenir une exactitude suffi- sante.
Par l'application des encoches 3 et 4 et de la fente 6, on convertit en quelque sorte le segment de piston initialement d'une seule pièce en deux anneaux indépendants
9 et 10 qui ne sont reliés entre eux que par l'entretoise 5.
On voit immédiatement qu'un corps de ce genre permet une élasticité parfaitement régulière dans toutes les directions radiales et, en fait, des essais pratiques prolongés ont montré la régularité parfaite de l'élasticité dans toutes les directions radiales, même dans les conditions de travail les plus sévères.
En plus de cette élasticité radiale les éléments 9 et 10 du segment peuvent de mouvoir axialement en raison de la disposition de la fente 8 et de la forme particulière du segment entier. Cette possibilité est une caractéristique importante:de l'invention et, pour la clarté, on l'a représentée à une échelle un peu exagérée sur la fig. 3. Cette figure montre la position des divers éléments du segment au moment où s'achève le mouvement de descente du piston 51 dans' le cylindre 32. On voit ici que l'extrémité libre de l'élément de segment 9 repose élastiquement contre l'élément 10 mais que l'élément 10 reste parallèlement dans sa position.
Ce mouvement axial élastique de l'élément 9 résulte du fait que, à la fin du mouvement de descente du piston, celui-ci est soumis à un freinage intense et bruqque avec le segment. Alors que l'élément 10 du segment s'applique alors fermement contre la paroi latérale inférieure de la rainure du piston, l'élément 9 peut, sous l'influença de l'accélération qui s'exerce encore vers le bas, continuer à descendre, et ce dans une masure correspondant à la largeur de la fente 8.
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Au. moment où s'achève le mouvement de descente du piston, les divers éléments du segment viennent occuper la position inverse, l'élément 9 étant alors parallèle à la paroi de limitation supérieure de la rainure du piston et au contact de cette paroi, alors que l'extrémité libre de l'élément 10 repose élastiquement contre l'élément 9. On obtient ainsi en quelque sorte une action de pompage qui effectue alternativement une expulsion d'huile hors de la fente 6 et un retour d'huile aans cette fente par aspiration, d'une façon continuellement répétée.
C'est justement au moment où le mouvement du piston au contact des parois du cylindre change de sens, c'est-à-dire précisément au moment où le frottement est maximum et où, par suite, le risque d'usure ou de grippage du piston est maximum, qu'il est particuliè - rement important d'assurer une fourniture d'huile.
L'exemple de réalisation représenté par les figs.I à 3 est composé en quelque sorte de deux anneaux découpés 9 et 10 qui sont attachés l'un à l'être par l'entretoise 5.
Bien entendu, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, augmenter à volonté le nombre de ces anneaux, ce.qui s'ob- tient par exemple en disposant à l'extrémité libre du segment I0 une nouvelle entretoise 5, et ainsi de suite.
Les figs. 4 et 5 représentent un segment de piston de construction modifiée dans lequel il est prévu entre les divers éléments 11 et 12 une fente relativement large 13 qui, en des points répartis sur le pourtour du segment est interrompue par des saillies 14 prévues sur un des éléments, par exemple l'élément 11'. Comme le montre la fig. 5 la périphérie des saillies 14 est légèrement en retrait sur celle des éléments 11 et 12. Dans ce cas encore, ces deux éléments 11 et 12 sont reliés entre eux par une entretoiss 15.
Dans ce mode de réalisation, la fente étroite 8 de la construction selon les figs. 1 à 3 est donc notablement élargie et est, bien entendu, apte à recueillir des quanti- @
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tés d'huile notablement plus grandes. Un tel segment agit par conséquent en quelque sorte comme une bague de graissage et, de préférence on se sert d'run segment de ce genre, qui effectue un graissage énergique, non pas pour le segment le plus haut situé au voisinage de la zone de combustion, mais pour le second ou le troisième segment, la construction selon les figs. 1 à 3 étant utilisée pourle premier segment dans la zone de combustion.
La grande largeur de la rente 173 de la construction selon les figs. 4 et 5 pourrait permettre un mouvement axial par trop violent des éléments II et 12 ce qui pourrait être particulièrement facheux dans le cas de grandes vitesses du piston. C'est pourquoi on a prévu les saillies 14 à l'aide desquelles les divers éléments du segment s'appuient les uns contre les autres . Cependant les saillies ne doivent recevoir qu'une largeur telle, et elles doivent âtre disposées à de telles distances les unes des autres, qu'un mouvement axial des divers éléments soit encore possible, d'une façon analogue à ce qui a été décrit pour la fig. 3.
Les fig.6 et 7 montrent un troisième mode de réalisation dans lequel des encoches 18 et 19 obliques et parallèles entre elles, sont prévues dans les parois extrêmes 16 et 17 du segment. Entre les encoches 18et 19 le segment est divisé par une fente 20 qui est parallèle aux faces extrêmes dudit segment et qui en 21 en regard de l'encoche oblique 18, est parallèle à cette encoche, pour reprendre alors son cours parallèle aux faces extrêmes,, en se raccordant à la fente 22 de façon à constituer une nouvelle subdivision du segment.Le segment est par conséquent composé, aans ce cas, de trois éléments 23, 24 et 25.
De part et diantre des encoches obliques 18, 19, 20, 21 sont prévues, à une assez grande distance des extrémités des éléments 23 et 25, de petites saillies 26, 47 dont le rôle et le mode d'action sont les mêmes que ceux des saillies 14 de l'exemple de réalisation selon les figs. 4 et5.
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L'exemple de réa,lisation des figs. 6 et 7 repré- sente en quelque sorte une multiplication d'un segment se- lon les figs. I et 2, l'entretoise 5 à parois latérales verticales présentant dans ce cas des parois latérales obli- ques en raison de l'application des fentes obliques 18, 19 et 21. Les caractéristiques essentielles, le mode d'action et les avantages restent toutefois les mêmes. Bien entendu, l'exemple de la fig.6 pourrait auss ine comporter que deux éléments 23 et 24.
Pour obtenir une élasticité qui augmente d'un élément de segment au suivant, les divers éléments 23, 24 et 25 peuvent recevoir une épaisseur croissant progressivement dans la direction radiale, comme il ressort de la fig. 7 où, à gauche, la section transversale des divers éléments diminue par échelons, alors que , selon le mode de réalisation indi- qué à droite, cette section diminue progressivement, en ce sens que la surface interne des anneaux juxtaposés est celle d'un tronc de cône.De cette façon, l'élasticité des divers éléments du segment croît progressivement.
La même disposition est d'ailleurs applicable au segment selon les figs. I à 3, de même qu'à celui selon les figs. 4 et 5.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et embrasse au contraire tousles types de segg ments de pistons da,ns lesquels les avantages énumérés ci- dessus sont obtenus par l'application de quelques-uns des moyens décrits.