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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "DISPOSITIF D'ETANCHEITE POUR PISTONS"
L'obturation des cylindres par les segmenta du piston est d'une influence considérable sur le rendement et la durée d'un moteur ou d'une machine. Les segments, actuellement en usage, sont généralement d'une forme circulaire et sont obtenus par usinage d'anneaux complets, dont une partie est découpée pour obtenir l'élasticité nécessaire, les dits segments étant placés dans les rainures annulaires du piston. Pendant la montage dans le cylindre et quand on lea fait passer sur le corps. du piston, ces segments peuvent subir une déformation permanente.
De ce fait, ils perdent leur forme exactement circulaire et par
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conséquent ils ne s'adaptent pas régulièrement aux parois du cylin- dre. En outre, ils donnent lieu à une usure irrégulière du cylindre et à, une étanchéité incomplète. Comme il existe un certain espace entre les deux extrémités des segments, on décale ceux-ci sur le pourtour du piston, mais aux grandes pressions il se produit quand même une fuite à travers ces jeux, ce qui diminue le rendement de la machine. Pendant la marche, les segments exécutent un mouvement rotatif et les découpures viennent se placer d'un même côté. Un autre inconvénient des segments existants réside dans le fait que les extrémités de ceux-ci attaquent les parois du cylindre.
Pour remédier en partie à ces inconvénients, on a essayé des segments hélicoïdaux, vissés dans une rainure de forme hélicoïdale pratiquée dans le corps du piston. Ces segments ont été exécutés de façon que leurs deux extrémités formaient des anneaux circu- ' laires et qu'à leur extrémité supérieure ils étaient complètement fermés. Etant donné que les ressorts ainsi formés sont très rigi- des, leur montage sur le piston ou leur enlèvement de celui-ci donnait lieu à un travail très difficile et méticuleux, à tel point qu'on a été obligé d'employer des pistons en deux pièces.
Or, cette construction n'a pas été consacrée par la pratique, parce que les spires du ressort, serrées entre les filets de la rainure du piston, étaient empêchées de se mouvoir librement et après la moindre usure ils ne pouvaient plus développer une tensian suffisante ni dans le sens radial, ni dans le sens axial.
Tous les défauts énumérés ci-dessus sont éliminés par la présente invention, dont la caractéristique essentielle est la suivante : Le segment hélicoïdal ainsi que la rainure spirale formée dans le corps du piston pour recevoir le segment, sont invariables et uniformes sur toute leur longueur. Il en est de même de l'angle d'inclinaison de la spirale. La longueur de la rainure développée est au moins égale à celle du segment, de
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façon que ce dernier puisse, même dans son état le plus comprimé, se placer aisément dans les pas de la rainure.
Le dessin ci-joint montre un exemple d'exécution de l'in- vention :
Fig. 1 représente une vue du corps du piston;
Fig. 2 " " " " segment hélicoïdal; Fig. 3 " un plan- du segment hélicoïdal;
Fig. 4 " une variante d'exécution.
Dans le dessin, a désigne le corps du piston, b la rainure hélicoïdale taillée dans le piston, d le segment, également hélicoïdal, qui s'engage dans la rainure b. Le segment peut être obtenu par tournage d'une pièce unique, ou bien formé par un fil ou un ruban métallique. Entre lea pas de la. rainure hélicoïdale, est maintenue: dans le corps du piston une paroi d'une certaine épaisseur, correspondant à la déclivité de la. spirale, qui sert de guidage aux spires du segment hélicoïdal.
Le profil du segment hélicoïdal est égal à celui de la rainure, mais le diamètre du segment, à l'état libre, est d'au moins 2-3% supérieur à, l'alésage du cylindre. On peut ainsi facilement visser le segment dans la rainure du piston, où il est logé.
Les deux extrémités du segment d sont entièrement libres et le profil du segment, comme celui de la rainure b, ainsi que le pas de la spirale, sont invariables sur la totalité de leur longueur.
Jetant donné que le diamètre du segment, à l'état libre, est supérieur à celui de l'alésage du cylindre,, le segment sera. comprimé pendant le montage dans la cylindre et il exercera ainsi une pression radiale contre les parois du cylindre.'Si même temps, le segment doit pouvoir s'allonger dans le sens lon- gitudinal et s'adapter ainsi au pas de la rainure, ce qui produit la tension nécessaire pour l'obturation entre Iea spires
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du segment et les faces de la rainureo Cette coopération du segment et de la rainure n'est possible que si la.
longueur développée de la rainure est au moins aussi grande que la longueur développée du segment hélicoïdal, de façon que les spires de ce dernier puissent avoir la place nécessaire pour se loger commodément dans la rainure, même à leur état le plus comprimé..
Pour monter le segment sur le piston, il suffit de tendre légèrement son extrémité libre inférieure et de l'engager dans le début de la rainure; on fait ensuite tourner le segment doucement dans le sens du vissage et celui-ci se vissera presque automati- quement dans la rainure hélicoïdale.
On peut morne faire partir la rainure du piston, de la surface supérieure; de cette façon, il sera possible de monter et démonter le segment sans être obligé de sortir le piston du cylindre. Fig. 4 montre un exemple de réalisation de cette varianteo En général, l'angle d'inclinaison à l'état détendu du segment hélicoïdal est égal à celui de la rainure spirale du piston, mais il peut arriver qu'on n'obtient pas ainsi la tension nécessaire entre les spires du segment et les filets de la rainure. On peut remédier à cet inconvénient, si on donne au segment hélicoïdal un pas différent de celui de la rainure spirale du piston.
Par ce procédé, on peut déterminer à volonté la tension axiale, de façon qu'elle puisse produire une obturation parfaite dans le sens axial, sans que le mouvement des spires du segment hélicoïdal soit empêché dans le sens radial.
En tenant compte des différences de températures, on est obligé de donner au piston une forme légèrement conique; ceci est surtout indiqué dans les moteurs à haute compression. Pour assurer la liberté de mouvement des spires lorsque le piston est chaud, il est nécessaire d'incliner la rainure du piston de façon correspondante, de manière qu'elle ne soit pas disposée parallèlement
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à l'axe du piston, mais qu'elle soit taraudée parallèlement à la génératrice du cône.
Au besoin, on peut disposer avant le segment hélicoïdal un segnent circulaire, lequel est logé dans une rainure annulaire.
Ceci est indiqué quand un jeu trop grand doit être prévu entre le piston et le cylindre.
REVENDICATIONS.
EMI5.1
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1 - Dispositif d'étanchéité pour pistons, constitué par un segment hélicoïdal de plusieurs spires,,, placé dans une rainure spirale du corps du piston, caractérisé en ce que le profil du segment et de la rainure, ainsi que le pas de la spirale, sont, sur la totalité de leur longueur, uniformes et invariables, la longueur développée de la rainure étant au moins aussi grande que la longueur développée du segment,, de façon que le segment hélicoïdal puisse, - même à l'état le plus comprimé, - se placer aisément dans Les. spires, de la. rainure.