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SEGMENT OU BAGUE DE PISTON.
L'invention se rapporte à des perfectionnements à des segments ou bagues de piston avec des raccords ou pièces dinsertion aux aboutements, ces raccords se compénétrant par des nervures parallèles 19une à l'autre et aux surfaces limites du segment de piston, les nervures de compénétration des raccords se trouvant sur un rail en secteur de bague qui présente des décrochements de préférence du côté intérieur et les pièces de coménétration, de part et d'autre, du raccord et des extrémités des morceaux de bague se complétant mutuellement dans leur position de travail:, sur toute la longueur de la compénétration, pour donner une section de bague pleine.
Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention concernent une augmentation de 1'étanchéoté de la bague à l'égard des gaz et de ses qualités de résistance à 1?usure et au risque de ruptureo
Dans les segments de piston connus du genre en question:, les fentes radiales qui se trouvent aux extrémités des nervures de compénétration sont recouvertes par les pattes de prolongement du rail en section de bague.
Mais il reste encore des fentes de passage npn couvertes à la face supérieure de ces pattes et à leurs bords extrêmes. En outre, il s'est avéré que les nervures de compénétration et d'autres parties de compénétration sont soumises à une usure du fait des fortes sollicitations aux températures élevées, laquelle entraîne aussi des dangers de rupture.
La présente invention supprime ces dangers et défauts surtout du fait que d'une part les fentes subsistantes radiales et axiales sont rendues étanches aux gaz par une conformation à brisure des surfaces qui forment ces fentes, et par suite des fentes elles-mêmes, et que d'autre part les parties à compénétration sont amincies vers les extrémités libres des pièces à oompénétration principales, en particulier par des gradins; des chanfreins et des arrondis ou congés,suivant le principe de la forme d'égale résistance;
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en évitant autant que possible tous les coins faisant saillie aigue, respec- tivement, sont renforcées vers leur embout. D'autres caractéristiques et par- ticularités de 1?invention ressortiront de la description subséquente.
Les dessins montrent l'objet de l'invention en plusieurs formes de réalisation données à titre d'exemple en représentation schématique. On voit aux figures 1 à 12 des formes d'exécution de saillants pour fermer au passage des gaz les fentes terminales aux pattes de prolongement du rail en secteur annulaire de la pièce d'insertion ou raccord, les figures 1 à 4 con- cernant le raccord en principe en forme de T, les figures 5 a 8 le raccord en principe en forme d'U et les figures 9 à 12 un raccord à section en L ou en cornière. Aux figures 13 à 15 on a représenté un raccord à section en for- me de T avec des chanfreins aux extrémités de la nervure de compénétration en T, aux figures 16 et 17 on a représenté un pareil raccord à gradins symé- triques aux extrémités de la nervure de compénétration en T.
Les figures 18 à 23 montrent un raccord en forme de T et en forme d'U avec des congés ou arrondis aux parties de compénétration principale, et dans les coins ren- trants avec conformation simultanée des nervures suivant le principe de la forme d'égale résistance. Aux figures 24 à 34 on voit des raccords prolongés en éléments de bague, à section en T, (figures 24, 29, 30, 31), à section en U (figures 26 à 28) et à section en L ou en cornière (figures 32,34) des nervures de compénétration, figure 25 est une vue dessus d'un segment de ce genre, posé à plat.
Figures 35 à 39, enfin, montrent à titre d'exemple deux formes de réalisation d'une variante de l'objet de l'invention, dans laquelle l'une des pièces de compénétration est en principe en forme de T, l'autre pièce de compénétration en principe en forme d'U, avec emploi simultané de surfaces brisées et de congés arrondis.
Aux figures 1 à 17, les extrémités des bagues sont désignées par 12 et 13, les rails en secteurs annulaires des raccords par 10, leurs pattes de prolongation par 10', les nervures de compénétration aux extrémités des bagues par 8, la nervure de compénétration en T du raccord par 9, et les joints entre cette nervure et les nervures 8, par 7. Pour fermer les fentes radiales et axiales subsistant aux extrémités des pattes de prolongement 10' , on a suivant 1?invention conformé les surfaces formant ces fentes avec des brisures, des saillants 19, par exemple de base rectangulaire, étant agencés aux pattes de prolongation, ces saillants pénétrant dans des évidements ajus- tés du gradin de décrochement de l'extrémité de bague d'en face. Grâce à cela, le passage axial de gaz par les fentes 18 est empêché.
Aux figures 5 à 8, les nervures de compénétration médianes aux extrémités des parties de bague sont désignées par 14, les nervures en bran- ches d'U du raccord qui les entourent sont désignées par 15, le rail en sec- teur annulaire est de nouveau désigné par 10 et ses pattes de prolongement par 10', Les fentes 18 aux extrémités de ces pièces de prolongement sont, dans cette forme de réalisation, fermées aux surfaces terminales des décroche- ment des extrémités des parties de bague pour les pattes de prolongation 10', par des saillants 20 qui pénètrent dans une entaille médiane 20' des pattes de prolongation 10'.
Les saillants et entailles ne doivent nullement être disposés symétriquement aux bords qui se font face, ils peuvent, comme le montrent les figures 9 à 12, être disposés aussi unilatéralement. Ils n'ont aussi pas du tout besoin d'être rectangulaires, mais on péut avoir aussi bien une dent triangulaire ou analogue pénétrant dans un évidement de même forme de la sur- face coopérante,ou bien les deux bords peuvent présenter des indentations ou des ondulations ou analogues s'interpénétrant, la forme technologiquement la plus avantageuse chaque fois devant être préférée.
Les figures 9 à 12 représentent en même temps une conformation particulièrement convenable des parties à compénétration, où la nervure de pénétration 21 agencée d'un côté forme avec le rail en secteur annulaire 10 un profil en cornière simple ou en L, dans lequel la nervure, suivant les be- soins, se trouve sur l'une ou sur l'autre des deux surfaces planes parallèle,s.
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du segment. La conformation et le finissage du profil laminé sont extrême- ment facilites par le choix du profil en L. Le rail en secteur annulaire peut être placé aussi de manière variable, sur la face intérieure ou la face extérieure du segment de piston, comme cela peut être le cas aussi pour d'au- tres formes de réalisation.
Par le choix d'une forme de cornière simple du profil du raccord, (figure 12), les extrémités de parties de bague ne subis- sent que l'affaiblissement le plus petit possible et les angles d'un côté de la face interne de la nervure 21, de l'autre coté de la face supérieure du rail en secteur annulaire 10 constituent déjà en eux-mêmes la surface, respectivement une des surfaces brisées pour empêcher le passage des gaz.
23 sont dans ce cas les saillants aux bords extrêmes de la patte de prolon- gement 10' du rail 10,22 sont les prolongations ou nervures de compénétration des extrémités des parties de bague. 18 sont de nouveau les fentes fermées par les saillants 23, aux extrémités des bords des pattes de prolongation.
0-lest intentionnellement que les saillants et évidements qui se compénètrent aux faces étroites des pattes de prolongement aux figures 1 à 12 sont représentés à part des autres perfectionnements, pour présenter les différentes formes de réalisation de cette partie, ainsi que des autres parties de l'invention, individuellement, sous forme claire pour l'entendement.
Une autre partie de l'invention est la conformation des extrémités des nervures de compénétration des parties d'assemblage d'une part dans le but de la fermeture des fentes demeurées à la face supérieure des pattes de prolongement 10', d'autre part et en même temps dans le but de l'augmentation de la faculté de résistance (élimination du danger de rupture) des nervures de. compénétration et par suite des pièces d'insertion en- tiéres respectivement, des pièces d'assemblage.
Dans ce but, comme le montrent les figures 13 à 17, les nervures de compénétration 9, par exemple de la pièce de raccordement de section en forme de T, sensiblement, sont,aux extrémités, pourvues soit de chanfreins 9' (figures 13 à 15), soit d'un gradin 9' (figures 16, 17), ces deux dispositions pour la conformation brisée de la fente de passage 24 à la face supérieure des pattes du prolongement 10'. Ces chanfreins ou gradins vont alors avantageusement jusqu'aux extrémités des saillants 19 (figures 15, 16, 17) qui. ferment les fentes 18 (figure 13), en sorte qu'il ne subsiste aucune fente ouverte.
L'âme de T à parois parallèles,dans les segments de piston suivant les figures 1 à 4, respectivement la nervure de T 9 de la pièce de raccordement à forme de T en section, est, dans une autre forme de réalisation de l'objet de l'invention, figures 18 à 20, arrondie aux bords verticaux de la nervure. Il en résulte d'abord une sorte d' "0' aplati, en plan, mais qui, lorsque l'arrondi prend la forme représentée à la figure 18, devient en plan un ovale. Cet élément constituant toujours, en principe, une nervure de compénétration, est renforcé vers le milieu de sa longueur, ainsi que vers le milieu de sa largeur, et peut aussi être renforcé en hauteur vers le raccordement au rail en secteur annulaire, et est par suite conformé suivant le principe de la forme d'égale résistance.
De manière analogue, dans la forme de réalisation suivant les figures 21 à 23, dans le cas d'une section en principe en forme d'U de la pièce de raccordement, les nervures de compénétration 17 des branches parallèles de l'U sont renforcées vers leur raccordement au rail en secteur annulaire 10 (figure 23). On remarquera en outre que les nervures de compénétration 8 dans la forme de réalisation de la figure 18 sont renforcées vers leur racine. En même temps, on voit aux figures 18 à 21 des conformations des bords étroits des pattes de prolongement 10' qui sont égales à celles suivant les figures 5 à 7.
Tous les coins rentrants de ces formes de réalisation, par exemple au pied de la nervure de compénétration 9 en forme de T à la figure 20 et aux extrémités des décrochements dans les parties de bague 12,13 pour les pattes de prolongation 10'; sont arrondis, de même à la racine de la nervure de compénétration, médians 14 de la figure 21.
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A vrai dire, il existe déjà, dans les segments de piston et les bagues de garnitures d'étanchéité d'un autre système, des congés à des parties, mais dans ce cas les congés servent uniquement à un meilleur glisse- ment relatif et à une meilleure jointure au montage des pièces de compénétra- tion qui, en soi, sont conformées autrement. Les renforcements et les con- gés suivant ces formes de réalisation qu'on peut supposer employés aussi dans les autres formes de réalisation décrites ci-avant et ci-après, même lorsqu' ils ne sont pas représentés,ajoutent à la facilité de déplacement relatif des pièces de compénétration, et le but général, savoir une meilleure étanohéité au droit de la paroi du cylindre, est atteint de manière sûre même pour des parois de cylindres très usées.
Le segment de piston de cette conformation convient entre au- tres particulièrement à la fabrication au moyen de matériaux de faible résis- tance à la flexion, respectivement augmente beaucoup, parce que le danger de rupture est fortement diminué dans les coins rentrants, la faculté de ré- sistance des nervures de compénétration à l'égard des forces de flexion qui les sollicitent sous l'influence du frottement contre la paroi du cylindre, lesquelles forces agissent alternativement en sens opposés.
La pièce de raccordement de ce type peut avoir en- section d'au- tres formes encore que celle en U ou celle en T.
Il rentre aussi dans l'invention que les formes de compénétra- tion diverses décrites et représentées ne se trouvent pas seulement employées proprement sur des pièces de raccordement courtes mais aussi sur les éléments de segment mêmes, où on aura, de toutes façons d'abord deux formes de partie de segment, dont chaque fois l'une possède symétriquement l'une, et l'autre symétriquement l'autre, des pièces de compénétration (figures 24 à 34). De préférence, un segment de piston de ce mode de construction possèdera quatre ou six de ces bagues, c'est-à-dire chacune avec deux à trois parties de ba- gue de chaque sorte (à la figure 24 par exemple, trois pièces d'insertion 26 prolongées ou parties de bague 26 et trois pièces de segment normales 25).
Les pièces de segment 26, figures 24, 29,30, 31, ont par exemple la forme et la conformation visibles au dessin représentatif de la figure 24, où, par raison de simplicité, les amincissements aux extrémités de la nervure 9 et les saillies aux bords d'extrémité des pattes de prolongement 10' n'ont pas été figurés dans la représentation dessinée. Figures 26 et 28 concernent les éléments de segment eux mêmes avec des pièces de compénétration complé- mentaires aux pièces de compénétration suivant la figure 24, avec les ner- vures en fourche 8. Aux figures 32 à 34, la forme simple en L ou en cornié- re déjà dessinée à la figure 11 est mise en application, mais cette fois seulement comme partie de compénétration à l'extrémité des pièces à assembler.
21 est à nouveau la nervure en L ou la branche de cornière du profil en cor- nière, qui se trouve à l'une des faces planes parallèles du segment de pis- ton. 27 est cette fois la partie de segment équipée de la conformation de compénétration en L. Ici aussi on a laissé de côté, par raison de simplici- té, les chanfreins, gradins ou analogues suivant la figure 15 et la figure 17, ainsi que les saillants et les encoches aux bords étroits des pattes de prolongement 10' et de leurs parois voisines. Bien entendu, en pourvoyant chaque partie de segment à ses extrémités de pièces de comp énétration diffé- rentes entre elles, on pourrait arriver à des éléments de segments égaux en- tre eux et de même longueur.
Cette conformation dissymétrique des divers par- ties de segment présente le grand avantage économique qu'aussi bien la fabrl- cation que le remplacement de ces parties est extraordinairement simplifié et rendu moins coûteux, de sorte qu'il ne peut pas se présenter que par man- que accidentel d'une des différentes sortes de parties de segments, une pan- ne deviendrait irrémédiable.
Les figures 24 à 34 n9ont pas besoin d'une explication individuelle, car toutes leurs parties ont déjà été expliquées au sujet des formes d'exécution précédentes et par suite sont connues comme parties de l'objet de l'invention.
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Pour cette conformation dissymétrique des pièces de segment de même espèce convient particulièrement la conformation des pièces de compé- nétration suivant les figures 35 à 39, mais elles peuvent aussi être employées pour la conformation symétrique de telles parties de segment et pièces d'in- sertion pour segments, tout comme c9est le cas pour les pièces d'insertion ou raccords en eux-mêmes.
Une nervure de compénétration 99 à section en principe en forme de T (figures 37 à 39) est tournée ici vers le bas, et prend ainsi la position opposée de celle de la nervure 99 de la figure 17. En pénétrant entre les branches 15 du profil en principe en forme d'U de la pièce de compénétration complémentaire (figures 37, 39)'elle donne à la fente de passage axiale entre les branches d'U 15 et les faces qui s'y appliquent de la piéce de compénétration complémentaire (figures 37, 39 à gauche) cette forme brisée* suivant l'invention qui empêche le passage des gaz.
En même temps,la fente de passage reçoit aux bords étroits (faces antérieures) des branches d'U 15 une brisure par la découpure 31. figures 37, 39 à droite, dans laquelle pénètre le gradin ou le saillant 30 à la partie postérieure du décrochement de la partie de segment 25. lorsque les deux parties de segment 25, 26 sont amenées à s'abouter. Manifestement, dans toutes ces formes de réalisation, les sections des pièces d'assemblage qui coopèrent par compénétration, se complètent pour former une section de bague pleine sur toute la longueur de la compénétration. Figure 38 montre une variante de la forme de réalisation suivant la figure 36 avec des bords arrondis ou évidés en arrondis.
A la figure 38 on peut voir clairement aussi en même temps la simplicité extraordinaire de la forme d'assemblage suivant les figures 37, 39.
28,29 sont les évidements entre les branches d'U, dans lesquels passe la nervure 9'. Egalement dans les formes de réalisation suivant les figures 35 à 39, il ne subsiste nulle part une fente libre pour le passage des gaz, en sorte que l'économie en gaz et en huile peut être amenée au maximum.
Bien entendu le présent brevet protège, aussi pour les profils transversaux en forme, en principe, de U, et pas seulement pour les sections en T. (figures 13 - 17) l'agencement de chanfreins,de gradins et de congés, comme à la figure 39. comme aussi bien en général les particula- rités et divers éléments particuliers suivant l'invention, ainsi que leurs combinaisons quelconques.
REVENDICATIONS.
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1. Segment de piston avec pièces d'insertion ou raccords aux joints d'aboutements lesquelles pièces d'insertion se compénètrent par des nervures parallèles 1-'une à l'autre et aux surfaces limites du segment de piston, les nervures de compénétration des raccords se trouvant sur un rail en secteur de bague qui présente des décrochements de préférence du côté intérieur, et les pièces de compénétration de part et d'autre des raccords et des extrémités des morceaux de bagues se complétant mutuellement dans leur position de travail sur toute la longueur de la compénétration pour donner une section de bague pleine,
caractérisé en ce que d'une part les fentes subsistantes radiales et axiales sont rendues étanches aux gaz par une conformation à brisure des surfaces qui forment ces fentes, et que d'autre part les nervures de compénétration parallèles les unes aux autres sont amincies progressivement vers leurs extrémités suivant le principe de la forme d'égale résistance, à chacune des parties de compénétration coopéran- tes.