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ASSEMBLAGE COULISSANT.
L'invention concerne un assemblage coulissant plus précisément un dispositif comportant deux pièces,animées d'un mouvement relatif de va- et-vient telles- qu'une parti& cylindrique de l'une soit engagée dans un alé- sage de l'antre,le tout étant agencé de façon qu'à l'une des extrémités de l'espace subsistant entre les surfaces en regard lubrifiées des-deux pièces règne une pression plus- élevée qu'à l'autre extrémité de cet espace.
Ces dispositifs, que l'on utilise entre autres pour le guidage d'une tige de piston dans un couvercle de cylindre, doivent empêcher les fui- tes de gaz par l'interstice annulaire comprise entre les surfaces en regard lubrifiées des deux pièces.Dans la suite- dumémcire, cet interstice annu- laire sera appelé fente.
En pratique, une certaine quantité de lubrifiant est toujours transportée vers l'extrémité où règne la pression la plus élevée. Dans cer- tains cas, par exemple- dans les moteurs à combustion interne, abstraction faite d'une éventuelle perte de lubrifiant, ce transport de lubrifiant ne constitue pas un sérieux inconvénient. Par contre, dans d'autres, par exem- ple dans les moteurs à combustion externe, les machines frigorifiques fonc- tionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud, les compresseurs, etc., ce transport de lubrifiant pourrait encrasser l'inté- rieur de la machine.
La présente invention concerne des moyens qui, dans un disposi- tif tel que spécifié dans le préambule, empêchent non seulement les fuites de gaz de L'enceinte à haute pression ve-rs celle à basse pression, mais aus- si le transport de lubrifiant à travers la fente vers l'enceinte à pression la.
plus élevée, le tout sans augmenter exagérément la¯ longueur du dispo- sitif
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Dans le dispositif conforme à l'invention, un racleur, solidai- re de l'une des pièces, enlève le lubrifiant en excès de la surface de l'au- tre pièce et l'enceinte, qui est limitée entre autres- par la partie de la pièce à racler se trouvant au delà du racleur et qui se trouve à l'extrémi- té de la fente où règne la pression la plu& élevées communique avec un sys- tème de canaux qui débouchent- derrière l'organe racleur, sur la surface de la pièce à racler tandis qu'entre- ces- débouchés et l'extrémité de la fente où règne la pression la plus basse, on amène- dans la- fente un lubrifiant sous une pression telle que,
par suite de la résistance offerte au passage du lubrifiant dans la partie de fente comprise entre l'extrémité où règne la pression la plus élevée et l'endroit d'alimentation en lubrifiant, ce lu- brifiant ne puisse s'écouler que vers l'extrémité de la fente où règne la pression la plus basse.
La résistance offerte au lubrifiant dans la partie de fente précitée dépend de la nature, et ausssi de la forme, de la fente. C'est ainsi que cette fente peut comporter, par exemple, un labyrinthe. Cette ré- sistance dépend en autre- de la différence-de pression-aux deux extrémités de la fente. En outre, le mouvement relatif des surfaces en regard des deux pièces peut provoquer une résistance additionnelle.
C'est ainsi que, dans une forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention, la partie de la fente comprise entre l'organe ra- cleur et l'endroit d'alimentation en lubrifiant est, au moins- partielle- ment, conique et les dimensions de cette fente sont telles que lors du mou- vement relatif de? deux pièces, le lubrifiant soit ramené vers l'endroit d'alimentation en lubrifiant.
De cette manière, la fente contient toujours une certaine quan- tité du lubrifiant,qui empêche ou du moins réduit les fuites du gaz de l'en- ceinte à pression la plus élevée vers l'enceinte à pression la plus basse.
Pour que la fente contienne toujours une quantité suffisante de lubrifiant, dans une forme de réalisation de l'invention, le lubrifiant est amené à la fente par un canal annulaire.
Le lubrifiant sous pression peut être amené de plusieurs façons à la dite fente annulaire, par exemple à l'aide d'une pompe.
Il importe que, conformément à une forme de réalisation de l'in- vention, la pression d'année du lubrifiant soit plus élevée que celle qui rè- gnerait à l'endroit d'alimentation en lubrifiant si le gaz s'échappait par la fente du côté à pression la plus élevée vers le côté à pression la plus faible.
Le lubrifiant qui s'écoule vers le côté, à pression la plus basse, peut être ramené à la fente-cylindrique par un système de pompe pour effec- tuer un nouveau cycle.
Dans certains cas, la pression nécessaire pour amener dans la fen- te la quantité de lubrifiant voulue, peut être obtenue d'une autre manière.
C'est ainsi que, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, lors- que le gaz à pression la plus élevée est sujet à des variations de pression périodiques, le liquide peut être amené d'un réservoir vers la fente. Dans ce cas, l'enceinte subsistant au-dessus du niveau du liquide dans ce réser- voir, communiquera par une canalisation à résistance assez élevée, avec l'en- ceinte contenant le gaz à pression la plus élevée-. Pour obtenir cette résis- tance assez élevée, il suffit', par exemple de prévoir un orifice étranglé ou d'utiliser un tube capillaire.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, la pres- sion appropriée du lubrifiant peut s'obtenir de la manière suivante : à l'ex- trémité de là fente où règne la pression la plus- basse, au moins l'une des surfaces animées d'un mouvement relatif est conique et la plus grande sec- tion de cette fente conique est tournée vers le côté où règne la pression la plus faible, les dimensions- de la fente conique étant choisies-de'façon que lors du déplacement de la pièce cylindrique dans l'alésage, le lubrifiant,
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amené à cette fente conique, soit aspiré vers le côté à pression la plus.é- levée. Dans cette forme de réalisation, une pompe auxiliaire,pour l'amenée du lubrifiant sous pression est donc superflue.
Sous l'effet de la fente conique décrite ci-dessus et sous l'influence de la pression du gaz à pression la plus faible, le lubrifiant pénètre dans la fente cylindrique et, par suite d'une part de la résistance de la¯partie de fent comprise entre l'endroit d'alimentation en lubrifiant et l'organe racleur et d'au- tre part de l'action du gaz à pression la plus élevée, il s'établit un état d'équilibre tel que la partie cylindrique de la fente soit remplie constam- ment de lubrifiant.
Pour amener le lubrifiant à la fente conique décrite ci-dessus, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, il est désirable que la fente conique dont la plus grande section est tournée vers le côté où règne la pression la plus basse, comporte, de ce- côté., un réservoir ali- menté. en lubrifiant. Cette alimentation peut s'effectuer à l'aide d'une pom- pe. Dans certains cas, le,lubrifiant peut être amené dans le réservoir, d'u- ne autre manière, par exemple par barbotage. Ce cas peut se présenter lors- que ledit réservoir se trouve dans le carter d'un moteur ou d'une machine frigorifique
Le dispositif conforme à l'invention peut avantageusement être utilisé dans les machines à piston à gaz chaud.
Par "machine à piston à gaz chaud", il y a lieu d'entendre un moteur à piston à gaz chaud ou bien une machine frigorifique fonctionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud. Comme la puissance que fournit un moteur à piston à gaz chaud ou le froid que produit une machine frigorifique dépend de la quantité de fluide actif contenue dans l'enceinte active, il va de soi qu'il faut éviter, dans la mesure du possible, les fuites de ce fluideo Ces fuites tendent à se produire essentiellement à travers la fente formée entre la ti- ge de piston et la douille qui constitue le guide de cette tige.
En outre,dans ce genre de machines, il faut éviter la présence de lubrifiant dans l'enceinte active. Ce lubrifiant pourrait en effet être entraîné par la fluide actif et se déposer sur les parois des échangeurs de chaleur ou dans le récupérateur, ce qui réduirait le transfert de chaleur dans ces éléments, et donc le rendement de la machine.
L'invention peut aussi être appliquée dans les cas, les plus fré- quents en pratique, où une partie cylindrique de l'une des pièces se déplace dans un alésage ménagé dans l'autre pièce et aussi lorsque- la. pièce percée de l'alésage coulisse le long de la partie- cylindrique immobile de l'autre .pièce. Si l'on a prévu une fente conique, le cylindre- ou bien l'alésage- ména- gé dans l'autre pièce,, voire- les deux, peuvent être-coniques-.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre' d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être' réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du¯ dessin faisant, bien entendu,, partie de ladite invention.
Les figures montrent schématiquement quelques formes de réali- sation de dispositifs conformes à l'invention.
Sur la Fig. 1, un cylindre se déplace dans un alésage cylindri- que muni d'un bord de raclage pour réduire l'épaisseur de la couche de lu- brifiant adhérent au cylindre.
Sur la Fig. 2, un cylindre se déplace dans un alésage partiel- lement cylindrique; entre l'endroit d'amenée du lubrifiant et un dispositif utilisé pour réduire l'épaisseur de la couche de lubrifiant, on a prévu une fente conique.
Dans le dispositif représenté sur la fige 3, on a prévu, du cô- té de la basse pression, une fente conique.
Sur la fige 1, la tige cylindrique 1 se déplace dans le palier de glissement 2. La tige 1 est la pièce comportant la partie cylindrique, tandis que le palier constitue l'autre pièce. A l'extrémité A se trouve une
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enceinte contenant un gaz à pression élevée, tandis que dans l'enceinte formée à 1''extrémité B règne une basse pression. En l'absence de dispositions spé- ciales, le gaz à pression élevée s'échappera à travers la fente vers l'en ceinte à pression la plus basse. La fente cylindrique formée-par les surfaces en regard de la tige et de l'alésage, est divisée, par le canal annulaire 3, en deux parties 4 et 5.
Le canal 6 amena- du lubrifiant à l'élargissement an- nulaire sous une pression qui est au moins égale à celle qui, en l'absence de lubrifiant, existerait si le fluide s'échappait de A vers B. Le lubrifiant amené s'échappera partiellement vers l'enceinte B et sera partiellement en- traîné par la tige vers l'enceinte à pression la plus élevée. Le bord 7 racle une certaine quantité de lubrifiant adhérant à cette tige. La tige cylindri- que, qui ne- comporta plus qu'une très- mince pellicule de lubrifiant, pour- suit son mouvement dans l'enceinte A. Lors du retour vers l'enceinte B, le lubrifiant adhérant encore à la tige sera partiellement raclé par le bord 8 et le lubrifiant raclé est ramené par le système de canaux 9 vers la fente cylindrique 4.
Pour éviter l'infiltration de lubrifiant dans l'enceinte A, le diamètre de l'ouverture 10 doit être suffisamment grand pour qu'il ne se produise pas d'effet de raclage en cet endroit. On obtient -ainsi un é- tat d'équilibre entre- la- quantité de lubrifiant entraînée par la tige et celle revenant par le système de canaux 9.
Un choix judicieux de la pression du lubrifiant amené par le canal 6 assure dans la fente cylindrique 5 la présence continuelle d'une certaine quantité de lubrifiant, ce qui empêche les fuites du gaz.
Le dispositif représenté sur la fig. 2 fonctionne de la même ma- nière que celui décrit ci-dessus ; organes correspondant à ceux du dispo- sitif représenté sur la fig. 1, portent d'ailleurs les marnes chiffres de ré- férence. Le gaz à pression la plus élevée qui se trouve en A est sujet à des variations de pression entre des limites déterminées. Entre la. fente cylin- drique 4 et le dispositif racleur, on a prévu une fente- conique 21 dont la plus grande section est dirigée vers le côté où règne la pression la plus é- levée. Cette fente a des dimensions telles- que, lors du- déplacement de la tige 1 vers l'enceinte B, le lubrifiante contenu dans la fente conique est aspiré de cette fente vers la fente cylindrique 4.
Ce dispositif comporte un réservoir de lubrifiant 22. L'encein- te formée au-dessus du lubrifiant dans le réservoir communique, par un capil- laire 23, avec l'enceinte A sui renferme-le gaz- à pression la plus élevée.
Dans l'enceinte formée au-dessus- du lubrifiant s'établit une pression qui est égale à la valeur moyenne de la-pression-du gaz dans l'enceinte A. Cette pression chasse le lubrifiant, par la canalisation 6, dans l'enceinte annu- laire 3. Une grande partie de lubrifiant s'écoule à travers la fente cylindri- que 5. Une autre partie de ce lubrifiant pénètre cependant dans la fente cy- lindrique 4 et est entraînée par la tige Le lubrifiant qui est raclé de la tige 1 par les bords 7 et 8 parvient dans la fente conique et, lors du mouve- ment de la tige vers l'enceinte à pression la plus basse, il est'aspiré dans la fente cylindrique 4.
De ce fait, cette fente cylindrique contient toujours- une certaine quantité de lubrifiant qui fait office de.verrou liquide et qui empêche les fuites du gaz de l'enceinte A vers L'enceinte- B.
La fig. 3 montre un dispositif réalisé d'une autre façon, mais qui fonctionne de la même manière que ceux qui viennent d'être décrits. Les parties correspondant à celles des figures précédentes portent les mêmes chiffres de référence. La tige animée d'un mouvement de va-et-vient est- conique. Du coté du¯gaz à pression la plus basse, se trouve aussi- une fente conique- 31 dont la plus grande section est tournée vera ledit- côté. Le lu- brifiant qui est amené à cette seconde fente conique, est transporté par le mouvement de va-et-vient .de la tige vers le gaz à pression la plus élevée.
Cependant, lorsgue ce lubrifiant parvient dans la fente conique 6, par sui- te du mouvement de va-et-vient et sous l'influence de la plus forte pression,, il rebrousse chemin. Il en résulte que la fente cylindrique 5 contient en permanence une certaine quantité de lubrifiant qui fait de nouveau office de verrou liquide empêchant les fuites de gaz.
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Le lubrifiant peut être amené de plusieurs manières à la fente conique 31. Si l'enceinte renfermant le gaz à pression la plus basse est le carter d'une machine, le lubrifiant peut être projeté par barbotage sur la tige 1 et être amené ainsi dans la fente conique 31.
Cependant, pour que l'alimentation soit aussi uniforme que pos- sible, dans la forme de réalisation illustrée,on a prévu à l'endroit de la plus grande section de-la fente-conique 31, un réservoir dans lequel peut s'accumuler de 1'huile qui vient mouiller suffisamment la'tige. Lalimen- tation en lubrifiant s'effeétue non pas par barbotage, mais à l'aide d'une pompe auxiliaire 32, qui amené le lubrifiant dans le réservoir 33. Le lu- brifiant en excès est ramené à la pompe par une canalisation de retour 34.