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Segment pour pistons.
Cette invention concerne les segments d'étanchéité utilisés sur les pistons de moteurs à combustion interne, moteurs à air comprimé, compresseurs, pompes, machines à vapeur et pour toutes autres applications analogues.
L'invention a trait tant aux segments uniques qu'aux segments multiples, c'est-à-dire composés de plu- sieurs éléments superposés, ces segments pouvant assurer leur expansion radiale par leur propre élasticité ou être inertes et être, dans ce dernier cas, poussés contre la paroi du cylindre par un ressort d'expansion radiale.
L'invention s'applique à des segments de toutes formes et en toute matière, telle qu'acier, fonte, bronze, fer ou autre.
Jusqu'à présent, on s'est efforcé d'améliorer
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l'étanchéité des segments, notamment pour empêcher les remontées d'huile dans les moteurs, en cherchant à perfec- tionner l'application de la périphérie extérieure du seg- ment contre la paroi du cylindre et, à cette fin, on a imaginé divers types de segments auto-expandeurs ou bien on a utilisé le ressort d'expansion radiale sus-mentionné; on a aussi établi des segments composés de plusieurs élé- ments superposés et des segments à lames à section tronco- nique superposées en zig-zag. Or, dans toutes ces cons- tructions, la chaleur intense produite par la combustion ou la compression oblige à utiliser des segments de hauteur inférieure à celle des gorges pour permettre aux segments de se dilater librement.
A l'usage, le jeu initial augmente sous l'action des poussées que les segments subissent dans les deux sens et les segments, quelle que soit leur consti- tution, ne tardent pas à battre dans les gorges en matant les deux flancs de celles-ci, si bien qu'ils agissent comme des tiroirs, en laissant passer une partie du fluide qu'ils ont précisément pour rôle d'arrêter.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, notamment de supprimer tout battement des segments dans la gorge du piston et de parfaire l'étanchéité.
Un but de l'invention est de créer un segment comportant un élément élastique dans le sens de mouvement du piston qui assure l'application du segment contre le flanc de la gorge du piston.
Un autre bt de l'invention est de créer un seg- ment comportant à la fois une élasticité dans le sens du mouvement du piston et dans le sens radial.
Un autre but est de créer un segment comportant plusieurs éléments superposés, dont les deux éléments adja- cents aux flancs de la gorge du piston sont poussés par une action élastique contre les deux flancs de cette gorge.
D'autres buts et avantages découlant des buts précités ou résultant de la construction ou du fonctionnement
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ressortent de la description détaillée qui suit.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, on utilise un élément élastique de forme quelconque, constitué par une lame circulaire ondulée ou autre, qui constitue lui- même le segment ou qui agit sur un ou des éléments plats de ce segment.
Des formes de réalisation de l'invention sont illustrées par les dessins annexés, dans lesquels :
La fig. 1 représente, en coupe transversale partielle, 'un segment conforme à l'invention.
La fige 2 est une vue analogue à la fig. 1 avec deux lames plates.
La fig. 3 est un développement latéral partiel du segment de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue analogue à la fig. l, avec trois lames plates et deux ressorts.
La fig. 5 est un développement latéral partiel du segment de la fig. 4.
La fig. 6 illustre en coupe transversale partielle l'application de l'invention aux segments tronconiques à lames superposées en zig-zag.
La fig. 7 est une vue analogue à la fig. 6 mon- trant une disposition légèrement différente des ressorts.
La fig. 8 illustre une légère modification de la fig. 4.
La fig. 9 est une coupe transversale du ressort utilisé dans les figs. 1 à 5 et 8.
La fig, 10 est une élévation du ressort de la fig. 9.
La fig. 11 est une coupe transversale du ressort utilisé dans les figs. 6 et 7.
La fig. 12 est une élévation du ressort de la fig. 11.
La fig. 13 représente un ressort formé par décou- page et cambrage de languettes.
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La fig. 14 est un plan du ressort de la fig. 13.
La fig. 15 représente un ressort comportant des ouvertures.
La fig. 16 est un développement latéral partiel d'une disposition de ressorts selon la fig. 10.
La fig. 17 est une coupe transversale correspon- dant à la fig. 16 .
La fig. 18 est une vue analogue à la fig. 16 illustrant une légère modification.
La fig. 19 est une coupe transversale de la fig. 18.
La fig. 20 est une coupe transversale illustrant un détail.
Suivant la forme de réalisation illustrée par les figs. 1 à 5 et 8, le segment comporte un ressort ondulé a, représenté seul dans la fig. 10. Ce ressort peut être utilisé seul comme segment. Mais de préférence il est asso- cié à un ou plusieurs segments plats b, b1, b2, b3 et i, Dans la fig. 1, il applique, sous l'action de son élasticité verticale, le segment b contre le flanc ± de la gorge du piston et, d'autre part, son élasticité radiale peut pousser la périphérie du segment b en contact permanent avec la paroi du cylindre d. Le segment b peut d'ailleurs avoir une élasticité radiale propre qui assure cette application ou y contribue. Dans la fig. 2, le ressort a agit pareil- lement des deux cotés sur les deux éléments de segment b1 qui sont ainsi appliqués sur les flancs respectifs de la gorge.
On a représenté ici supplémentairement un ressort d'expansion radiale a1 assurant l'application de la péri- phérie du segment contre la paroi du cylindre ou contribuant à cette application. Dans la fig. 4, deux ressorts a agissent pareillement sur trois éléments plats b2, b3, b2 d'un segment triple, dont les deux éléments b2 sont ainsi poussés énergiquement contre les flancs de la gorge.
Ici, des canaux f permettant le passage de l'huile sont
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représentés. Les vues latérales des figs. 3 et 5 montrent que les éléments b1, b2, b3 de segment simple, binaire ou triple sont évidés et que les ressorts a sont maintenus dans ces évidements. Dans la fige :8, par contre, les éléments i sont tout-à-fait plats, mais les ressorts a sont interposés entre eux de la même façon et assurent pareillement l'appli- cation des deux éléments 1 contre les flancs de la gorge.
Les figs. 6 et 7 montrent l'application de l'inven- tion aux segments multiples minces, tronconiques. Leur section transversale tronconique assure à l'état neuf une certaine pression contre les flancs des gorges ; mais suivant leurs applications antérieures les divers segments n'ont de contact entre eux qu'à leurs périmètres intérieur et extérieur et ne prennent appui contre les flancs de la gorge que par leur périmètre intérieur.
Or, le déplacement radial, très important dans les cylindres ovalisés, ne tarde pas à user ces segments multiples tronconiques sur leurs pé- rimètres intérieur et extérieur, si bien qu'ils battent dans la gorge en laissant passer le fluide à retenir tout comme un segment simple ; surplus, ces segments tronconi- ques n'étant plus maintenus suffisamment s'accrochent à la paroi d du cylindre et l'usent rapidement, ce qui est un grand inconvénient. L'invention supprime tous ces incon- vénients par l'interposition de ressorts g (figs. 11 et 12), soit entre les segments extrêmes h et les flancs c de la gorge (fig. 6), soit entre les divers segments h (fig. 7).
Les figs. 13 et 14 représentent une variante de ressort. Ici, au lieu de présenter des ondulations conti- nues comme dans la forme de réalisation des figures précé- dentes, le ressort est constitué par un segment de métal élastique dans lequel des pattes ou languettes sont décou- pées et cambrées. Au reste, ce ressort fonctionne comme le ressort ondulé.
La fig. 15 représente à gauche en coupe transver-
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sale et à droite en élévation développée un ressort simple- ment courbé transversalement et percé d'ouvertures o.
On pourrait d'ailleurs, sans sortir du cadre de l'invention, utiliser des ressorts fabriqués sous une forme différente, par exemple en fil métallique. Les ressorts peuvent aussi être enroulés en spirale ou suivant une hélice et être en toute matière appropriée.
Les figs. 16 et 17 illustrent un segment composé uniquement de ressorts h, semblables aux ressorts a sus- décrits, qui sont disposés en position relative convenable pour exercer correctement leur élasticité les uns sur les autres et assurer l'application des deux ressorts n exté- rieurs contre les flancs de la gorge c du piston. Pour maintenir cette position relative correcte, les ressorts sont assujettis les uns aux autres par tous moyens appropriés, tels que tétons 1 s'engageant dans des encoches correspondan- tes.
Les figs. 18 et 19 illustrent une disposition ana- logue, mais dans laquelle un élément de segment plat o est interposé entre deux segments ondulés élastiques ou ressorts n, les éléments étant pareillement assujettis dans la position relative choisie par des moyens 1.
La fig. 20 est une coupe illustrant un mode d'as- sujettissement ou verrouillage ; un téton 1 formé sur un segment s'engage dans une encoche pratiquée dans un seg- ment m. Le téton peut par exemple être formé par rabat- tement d'une partie du segment ou il peut être' rapporté sur celui-ci.
Les dispositions relatives des segments ondulés et plats, ainsi que le mode d'assujettissement illustrés ne sont d'ailleurs pas limitatifs et de nombreuses variantes peuvent être imaginées sans sortir du cadre de l'invention.
Il faut toutefois prendre soin que les ressorts soient d'une part assez souples pour permettre ou même faci- liter le déplacement radial des segments'afin d'assurer la
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parfaite application de la périphérie contre la paroi du cylindre et d'autre part assez forts pour éviter tout battement du ou des segments dans la gorge du piston.
Les éléments assurant l'élasticité dans le sens du mouvement du piston peuvent être quelconques : par exemple, les ressorts ondulés et cambrés décrits peuvent être remplacés par une ou des pièces de caoutchouc résis- tant à la chaleur ou encore par des ressorts à boudins logés dans des évidements prévus dans un flanc de la gorge pour assurer l'application du segment contre l'autre f lanc .
Au reste, l'invention peut recevoir une applica- tion générale dans tous types de segments, par exemple dans des segments multiples minces, constitués par un fil ou une bande à section rectangulaire, tronconique, conique, elliptique ou autre.
REVENDICATIONS
1 - Segment de piston pour moteurs et autres machines, caractérisé par un ou plusieurs éléments élastiques dans le sens de mouvement du piston qui assure l'application du segment contre le flanc de la gorge.