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"GABNITUR.1.G D'ETANCIEITE A SEGMENTS,POUR PISTONS D.3 MOTEURS A COI:1BUS TION"
Dans la construction de moteurs pour véhicules, on a déjà atteint un degré de perfection qui peut être considéré comme remar- quable. Mais malgré le degré élevé de résistance des matériaux utilisés dans sa construction, le moteur présente encore un grand défaut, précisément dans sa partie la plus vitale, qui diminue l'effet dynamique des gaz de combustion, En effet, il arrive fré- quemment, dans le moteur d'un véhicule, que la compression diminue @ après avoir parcouru environ 30.000 à 35.000 Km., bien que, par ailleurs, le moteur se trouve encore en bon état.
La diminution de la compression a comme conséquences : 1 ) une perte de puissance
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sensible; 2 ) une plus grande consommation d'huile; 3 ) une consom- mation spécifique élevée d'essence. Il y a lieu alors de procéder à une révision complète du moteur, au cours de laquelle, s'il n'est pas nécessaire d'aller jusqu'à la rectification du bloc des cylindres, il convient de remplacer les pistons, ou tout au moins les segments de pistons, afin de remettre le moteur en état de fournir à nouveau un travail convenable pendant un certain kilométrage. A cet égard, on doit tenir compte du fait que la perte de compression commence déjà après les premiers 5.000 Km., et qu'après 35.000 km. elle atteint déjà une valeur intolérable tant au point de vue écono- mique que pratique.
Bien entendu, ces kilométrages ne sont indiqués qu'à titre d'exemple car, pour différentes raisons, il existe des moteurs qui peuvent fournir des kilométrages plus élevés, sans que se manifeste aussi rapidement la perte de puissance critique résultant de la diminution de compression, mais les différences d'un moteur à l'autre ne sont cependant pas très grandes. Dans l'aviation, tout moteur retourne à l'atelier après un temps de vol effectif de 350 heures, pour révision des cylindres, ainsi que pour le remplacement des pistons et des segments de pistons. En les résumant, tous ces inconvénients proviennent du fait que les alésages des cylindres s'ovalisent, et deviennent plus ou moins coniques à leur partie supérieure.
D'autre part, les segments des pistons perdent, par leur usure, une partie de leur capacité d'étanchéité et comme en outre ils se déforment, ils ne s'adaptent plus convenablement dans les gorges du piston. En outre, la fente du segment de piston devient toujours plus grande, par suite de l'usure de la surface extérieure du segment, ce qui a pour effet de faciliter le passage des gaz et d'amener ainsi la diminution de la puissance du moteur avec toutes les conséquences énumérées.
Pour éviter ces inconvénients, il a déjà été proposé de loger un segment de piston, élastique et fendu, dans un anneau non fendu, en forme de U, qui l'embrasse et qui peut se mouvoir librement, dans le sens radial, dans la gorge du piston, et de presser élastiquement cet anneau non fendu
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contre la paroi du cylindre, dans la zone de la fente du segment de piston.
Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention résident en ce que l'anneau intérieur, en forme de U, qui embrasse les segnents de piston, est formé de deux parties dont chacune coopère avec le segment de piston adjacent, de. telle manière que la zone de la fente des segments de piston est recouverte par l'anneau. Il a été constaté par des essais qu'un moteur Ford du type V8 normal, conserve la même puissance après 200.000 km. qu'après les 1000 premiers kilomètres,, si l'on maintient constamment sa compression au même taux. Pour des moteurs d'aviation, on a obtenu, de cette façon, jusque 1000 à 1300 heures de travail effectif.
Lors de ces constatations, il n'a pas été possible de se rendre compte si le moteur, équipé de la garniture d'étanchéité suivant l'invention, avait déjà atteint la limite à partir da laquelle une perte de compression devenait déjà perceptible. Ces résultats sont donc atteints grâce aux perfectionnements qui font l'objet de la présente invention.
La disposition suivant l'invention tient compte de toutes les conditions cinématiques auxquelles est soumise la garniture d'étanchéité du piston. Elle tient compte en outra des fonctions thermiques que cette garniture doit remplir comme conductrice de chaleur.
A simple titre d'exemple, différentes formes d'exécution de l'objet de l'invention seront décrites ci-après avec référence aux dessins annexée, dans lesquels : lige 1 est une vue en coupe, à échelle agrandie, suivant la ligne I- i de Fig. 8 ;
Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de Fig. 8;
Fig. 3 est une vue montrant l'endroit da la fente de l'un des segments de piston:
Fig. 4 est une vue en coupe similaire à la Fig. 1 ;
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Fig. 5 est une vue partielle d'un anneau non fendu;
Fig. 6 est une vue montrant l'endroit de la fente du deuxième segment
Fig. 7 est une vue en coupe à travers deux disques annulaires formant ressorts;
fige 8 est une vue transversale d'un piston, à hauteur de la gorge du segment de piston.
Fig. 9 est une vue en coupe à travers deux segments de piston maintenus écartés l'un de l'autre par des disques annulaires formant ressorts;
Fig. 10 est une vue montrant l'endroit de la fente des segmenta de piston montrés en Fig. 9 ; fig. 11 montre une coupe longitudinale à travers un piston muni de la garniture d'étanchéité suivant l'invention.
Dans le corps du piston 13 est disposé un anneau 1, en forma de T, non fendu, dont la bride la,s'engage dans la rainure profonde 8 du corps de piston 13. L'âme circulaire lb de l'anneau 1 s'étend parallèlement au fond de la gorge de piston et repose sur l'anneau plat 7, qui peut se déplacer radialement jusque dans le fond d'une rainure 12.
Entre les faces planes des anneaux 1 et 7 se trouvent deux segments de piston 2 et 6, entre lesquels sont disposés deux disques 4, formant ressorts, qui tendent à écarter les dits segnents l'un de l'autre et à. les presser contre les faces en regard des anneaux 1 et 7. L'âme lh de l'anneau 1 en forme de T est pourvue d'une fenêtre 10, dans laquelle vient se loger le nez d'un ressort 5 dont une extrémité est pourvue d'un crochet 18 pénétrant dans une alvéole 17, du corps de piston 13, tandis que son autre extrémité s'étend librement au fond de la gorge (Fig. 8). L'anneau plat non fendu 7 est soumis à la pression du ressort 14 dont le nez 19 pénètre dans un dégagement 20 du dit anneau 7.
Une extrémité du ressort 14 est également engagée, par un crochet 18, dans une alvéole 17 (Fig. 8). L'autre extrémité du ressort 14 repose librement
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sur le fond de la gorge. Les segments de piston 2 et 6 se trouvent respectivement sous l'influence des ressorts 3 et 15 qui s'engagent au moyen de nez dans des évidements des segments, formés à proximité de l'endroit de leur fente,, ce qui empêche un glissement entre les segments de piston et les ressorts. Une extrémité des ressorts 3 et 15 pénètre, à l'aide d'un crochet, dana l'âme 111 de l'anneau 1, de sorte qu'un déplacement circulaire entre les éléments 1 et 2, et 6 et 7, est empêché.
Les fentes 16 des segments de piston 2 et 6 sont disposées de telle manière qu'elles se trouvent respectivement sur des côtés opposés du piston. Les disques annulaires élastiques 4- présentent,à l'état dépendu, la forme montrée en Fig.7 et sont établis en tôle d'acier monce. Les disques 4 sont logés chacun dans des dégagements circulaires formés respectivement dans les faces en regard des segments de piston 2 et 6 et tendent à écarter ces derniers dans le sens axial et à les presser respectivement contre les anneaux 1 et 7, de sorte que les segments 2 et 6 sont pressés fortement contre les anneaux 1 et 7 qui sont maintenus, à leur tour, en contact intime avec les faces correspondantes de la- gorge ménagée dans le corps de piston 13.
Il en résulte que les disques élastiques annulaires 4 également non fendus, servent aussi, dans une certaine mesure, à réaliser l'étanchéité entre les segments 2 et 6.
D'autre part, il convient de remarquer que les couronnes ou anneaux non fendus 1 et 7 n'ayant et ne devant avoir aucune élas- ticité propre, ceux-ci pourront 8tre établis en un métal à haute conductibilité thermique, tel que l'aluminium, de préférence en aluminium forgée de sorte que leurs bords en contact avec les parois du cylindre assureront une évacuation efficace de la chaleur du piston.
Comme les anneaux 1 et 7, de marne que les disques élastiques 4, ne sont pas fendus, le corps du piston doit être divisé pour permettre leur introduction. A cette fin, la tête A du piston est
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indépendante du corps B de celui-ci et est vissée dans ce dernier à l'aide d'un filet conique qui engage un filet correspondant taillé dans le dit corps B du piston, de façon à assurer une liaison étanche et solide entre les parties A et B. Afin d'éviter un dévissage ou relâchement entre les parties A et B du piston, une vis de blocage 22 est disposée dans un oeil 23 prévu à la partie B, et pénètre: à l'aide d'un tenon 24 dans un forage ménagé dans une bride 25 de la partie A. La gorge annulaire, pour le logement des anneaux 1 et 7, est formée dans la partie B du piston.
La tête de piston A s'applique avec la surface 26 contes le côté supérieur de la bride de l'anneau la. Il peut être avantageux de disposer en outre, dans la tête à du piston, deux segments de piston similaires aux segments 2 et 6. D'autre part, on peut établir la tête A du piston,en un métal présentant un faible coefficient de dilatation, ou une bonne conductibilité thermique, de sorte que malgré un plus fort échauf- fement de la tête, la dilatation des parties A et B soit approxi- mativement la même à l'endroit de la partie filetée 21.