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Il a été connu précédemment plusieurs types de segments de piston qui donnent l'étanchéité à l'égard de gaz sous pression élevée, c.à.d. des segments de piston qui rendent théoriquement impossible pour les gaz de pression de pénétrer dans la fente radiale ou ouverture du segment de piston pour s'échapper ensuite du côté arrière du segment. Pareils segments sont fabriqués soit en une seule -nièce ou composés de deux ou plusieurs segments d'anneau superposés.
Il a été élément connu précédemment de produire des segments comportant deux ou plusieurs segments d'anneau de telle façon que les extrémités des segments d'anneau situées des deux côtés de
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la fente du segment de piston ne font pas ressort extérieurement au-delà d'une circonférence correspondant au diamètre interne du cylindre, par exemple en passant devant les lumières dans le cylindre d'un moteur à deux temps. Pareil effet de ressort est empêché en donnant au segment d'anneau une forme appropriée de façon que le segment d'anneau coopère avec 1;'autre segment d'anneau en question.
Suivant une autre réalisation, il est précédemment connu d'empêcher les extrémités de l'un des segments d'anneua de faire ressort intérieurement du fait de la pression de gaz contre la surface d'étanchéité de l'anneau. !Dans ce cas également, l'élasticité est limitée par un organe d'arrêt approprié sur l'autre segment d'anneau.
Finalement, il est également connu de produire des anneaux d'étanchéité comportant une pluralité de sections, de façon que chacun des segments d'anneau (moitiés d'anneau) possède une fente radiale ou ouverture de telle largeur, qu'il est possible de forcer l'anneau par exemple sur le piston d'un moteur à double action sans exposer la matière de l'anneau à des efforts de flexion anormalement élevés.
L'ouverture de chacun des segments d'anneau est rempli avec un épaulement de forme correspondante sur l'autre segment d'anneau. -
La pratique a prouvé que le développement continu dans le domaine de la construction de moteurs, en raison de la pression de gaz de plus en plus élevée dans le cylindre et le nombre de révolutions élevé, il est requis de forcer les segments de piston avec une pression plus grande extérieurement contre la paroi de cylindre.
En raison des qualités de ressort du matériel des segments de piston, pareille pression de refoulement augmentée extérieurement, peut uniquement être obtenue en augmentant l'épaisseur radiale des segments. Cependant si le segment doit être forcé par-dessus le piston, l'épaisseur radiale utilisable ou le rapport entre le diamètre externe du segment et l'épaisseur radiale du même est limité par la qualité de résistance du matériel. Ainsi, le matériel sélectionné donne la limité extrême de l'épaisseur radiale du segment.
La présente invention concerne un anneau d'étanchéité, particulièrement un segment de piston, lequel est composé de deux demi-
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anneaux surexposés adaptés pour être assemblés dans une ricoche d' anneau commune. Ces moitiés de segments sont toutes deux pourvues sur une de leurs surfaces latérales de parties élevées ou de parties élevées et de rainures qui font prise dans des rainures ou des rainures et parties élevées, respectivement, dans la surface latérale adjacente de l'autre moitié de segment et vice versa, cependant qu' un anneau circulaire interne et externe à joints étanche,s au gaz est ainsi formé, ledit anneau étant,
limté par deux surfaces latérales planes et parallèles ou par deux surfaces latérales conioues ou par une surface conique et une surface latérale plane. La caractéristique essentielle de l'invention consiste en ce que les extrémités libres situées des deux côtés de l'ouverture de l'une des moitiés de serment s'engagent dans une partie de l'autre moitié de segment, cette partie étant située diamétralement opposée à cette ouverture, l'engagement étant provoqué par la coopération des dites parties élévées et rainures, de telle façon que ces extrémités ne peuvent pas faire ressort par rapnort à l'autre moitié de segment, ni vers l'extérieur ni vers l'intérieur, mais qu'elles sont libres de se mouvoir périphériquement par rapport à cette autre moitié de segment sous une certaine étendue,
cependant que l'ouverture de chacune des moitiés de segment, le segment étant assemblé, et inséré dans sa gorge, se trouve rempli par une partie élevée correspondante sur le dos du segment, c.à.d. une partie située en opposition à l'ouverture de 1' cuire moitié de segment, cette partie élevée s'étendant sur un angle du centre de 10 à environ 180 , de préférence entre 50 et 90 .
L'invention sera expliquée ci-après avec référence aux dessins annexés oui montrent essentiellement deux formes de réalisation différentes de serments d'étanchéité composés selon l'invention.
Dans ces dessins :
La figure 1 est une vue en perspective du demi-segment supérieur vu oblique ment de dessous.
La figure 2 est une vue en perspective du demi-segment inférieur vu obliquement de dessus, ces deux demi-segments formant ensemble un anneau d'étanchéité selon l'invention.
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La figure 3 est une vue en plan du segment composé, le demisegment inférieur étant montré en lignes pleines et le demi-segment supérieur étant montré en lignes pointillées et traits.
La figure 4 montre sur échelle agrandie une coupe verticale du segment composé selon la ligne IV-IV de la figure 3.
La figure 5 est une vue en perspective du demi-segment supérieur vu obliquement de dessous et
La figure 6 est une vue en perspective du demi-segment inférieur vu obliauement de dessus, les deux demi-segments montrés dans les figures 5 et 6 formant ensemble une autre forme de réalisation de l'anneau dëtanchéité selon l'invention.
La figure 7 est une vue en plan du segment composés des figures 5 et 6, le demi-segment inférieur étant montré en lignes pleines etledemi-segment supérieur étant montré en lignes mixtes.
La figure 8 montre sur plus grande échelle une coupe verticale à travers le segment composé selon la ligne VIII-VIII de la figure 7.
La figure 9 est une vue,en perspective d'une partie du segment composé, dont le demi-segment supérieur étant pourvu d'un bord incliné ou arrondi.
La figure 10 est une vue en perspective de dessus de la partie arrière du demi-segment inférieur montré dans la figure 2 mais pourvu d'un chanfrein de bord à la partie arrière.
La figure 11 montre une coupe à travers le demi-segment selon la ligne XI-XI de la figure 10.
La figure 12 est une vue similaire en perspective du demi-segment inférieur selon la figure 6 mais suivant une réalisation Quelque peu variée.
La figure 13 montre une coupe verticale à travers le demi-segment selon la ligne XIII-XIII de la figure 12.
La figure 14 est une vue en perspective de l'intérieur de la partie arrière du demièsegment supérieur selon la figure 5, mais pourvue d'une rainure interne et
La figure 15 montre une coupe verticale à travers le demi-segment selon la ligne XV-XV de la figure 14..
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Le segment d'étanchéité selon les figures 1 - 4 comporte deux demi-segments 1 et 2 de même forme, lesquels étant assemblés (fig. 4) ont leurs surfaces latérales planes 3 et 4 détournées 1' une de l'autre. Des nervures périphérales 5 et 6 et un épaulement 7 sont disposés sur les faces opposées des demi-segments à la par- . tie arrière de deux-ci. Les nervures 5 s'étendent à partir de 1' épaulement 7 lelong de la circonférence interne des demi-segments en direction vers la ligne de centre latérale 8 du segment composé (fig. 3) et les nervures 6 sont situées à la circonférence externe des demi-segments et s'étendent des extrémités 9 du demi-segment vers la dite ligne de centre latérale 8.
L'extrémité 10 des nervu- res 6 est cependant située à une distance appréciable'de la ligne de centre 8. L'ouverture (la fente) 11 entre les extrémités 9 des demi-segments présente un angle de centre V, lequel quand le segment est assemblé peut varier entre 10 et environ 180 . Cependant ces valeurs extrêmes ne seront probablement jamais employées. L'angle de centre le mieux approprié est situé entre 50 et 90 . Les extrémité s 9 ont des pattes internes 12, lesquelles s'engagent dans des encoches correspondantes 13 aux extrémités de l'épaulement 7 sur le demi-segment opposé, cet épaulement, le scient étant assemblé, remplissant l'ouverture 11 dans le demis-sgeent opposé excepté pour un petit espace périphéral.
Le bord radial interne 14 des nervures 6 et le bord radial externe 15 des nervures 5 sont conformées en arc d'un cercle mais leurs rayons '17 et 18 ont des centres différents 19 et 20 qui ne coïncident pas avec le centre 21 des rayons internes et externes des demi-segments. Les nervures 5 et 6 sont façonnées de façon que quand les demi-segments sont assemblées, les nervures 5 du demi-segment supérieur font pression à leur partie 22 adjacente à 1'épaulement 7 contre l'extrémité externe des nervures 6 du demi- segment inférieur 1, cependant que les pattes 12 sur le demi-segment inférieur sont pressés vers l'extérieur contre leurs saillies respectives 23 aux extrémités de l'épaule mont 7 sur le demi-serment su- périeur 2.
Les extrémités du demi-segment supérieur 2 sont prisés de la même façon entre les saillies 23 sur l'épaule ment 7 du demi-
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segment ir¯c:xieur 1 et les nervures 5 sur ce demi-segment. Les extr6=its au les demi-segments 1 et 2 ne peuvent donc faire ressort ni radialement vers 1 rextc:riev?r ni radialement vers l'in- térieur.
Cependant les demi-segments peuvent faire ressort en di-
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rection de la ligne de centre 8 ( fib,, 3.) et, en. raison du fait que les bras des demi-serments 1 et 2 peuvent se ma?vczâ:r radialement du fait du coulissement péripiiéral des -Dattes 12 entre les nervures 5 et les saillies 23, les de ci- segment peuvent. faiTe ressort dans un plan perpendiculaire à la ligne de centre 8, c.â..d., 1es parties-. dorsales des demi-segmentssont également pressées radialement vers- l'extérieur contre la paroi du cylindre.
Il est évident par la
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figure 3 ou'il y a un certain espace périphéral entre 'les extremis tés 9 de l'un des demi-segments et l'épaulement 7 sur l'autre demisegment, aussi bien au'entre les nervures 5 sur l'un des demi-seg- ments et les nervures correspondantes sur l'autre demi-segment. 11 existe également un espace radial entre les nervures 5 et 6 sur l'un des demi-segments et les nervures correspondantes sur l'autre demisegment, cet espace étant le -olus large à la ligne de centre 8.
La forme des segments selon les figures 1 - 4 correspond en prin- aime avec la forme des segments sslon les figures 5 - 8. Les nervures 5 et 6 selon la -crémière réalisation sont cependant remplacées -car deux nervures 24 sur le segment inférieur 25, ces nervures 24 s'engageant dans des rainures correspondantes 26 dans le segment supérieur 27. Le segment inférieur 25 dans cette réalisation n'est donc -cas exactement identique au cognent supérieur 27.
Les nervures 24 et les rainures 26 sont façonnées en arc de cercle, mais leurs rayons ne correspondent pas l'un avec l'autre. Le centre 28 pour le rayon 25 à la paroi interne 30 de la rainure 26 correspond avec le cents pour les rayonsinternes et externes des demi-segments, mais le centre 31 pour le rayon 32 la paroi interne 33 de la nervure 24 est situé à une certaine distance du centre 28. L'excentri- cité entre la nervure 24 et lu rainure 2G est d'un tel ordre, que,
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Quand les dcr,i-:.,. ;aemt.â 25 et 27 Dont aCt-iblés (fig. 7), la paroi interne 30 de lu rainure 26 rcsfju extérieurement contre la paroi
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radiale interne 33 des nervures 24 aux extrémités externes des bras du sèment inférieur 25.
Les saillies 34- sur l'épaule nient 35 empêchent en même temps que ces extrémités des branches font ressort radialement versl'extérieur. De même les extrémités du demi-segment supérieur 27 sont prises radialement de la même façon par les saillies 34 de l'épaleuemtn 35 sur le de si-segment inférieur 25.
Du fait de l'espace radial entre les nervures 24 et leurs rainures respectives 25, les demi-segiens sont libres de faire ressort en direction de la ligne de centre 8 et du fait de l'espace périphéral entre les nervures 24 et les rainures 26 aussi bien au 'entre les extrémités des branches des demi-segmentset les épaulements35, les demi-seg- ments peuvent également faireressort dans une direction perpendiculaire à la ligne de centre 8 dans le plan des demi-segments.
Afin d'éviter oue les demi-serments soient trop rigides adjacent aux épaulements 7 et 35, respectivement, il est recommandé d'y enlevers des encoches. Ces encoches -couvent être enlevées de façon très diverses. Selon les figures 12 et 13, une encoche périphérique 36 est enlevée dans la face externe de chacun des demi-segments, cepen- c.ant Que l'encoche est la 'Plus -profonde au milieu de l'épaulement 35. Il 'courrait également être enlevé une seconde encoche 37 dans le dit épaule ment 35, cette encoche étant parallèle avec la rainure 36.
Selon la figure 14 une encoche similaire 38 est pratiquée dans la face irterns de l'épaulement 35. De même cette encoche 38 est dirigée de fçon ou'elle est la plus profonde au milieu de l'épaulement 35.
Selon la figure 10 le demi- segment 1 est pourvu du côté opposé à 1'épaulèrent 7 d'un chanfrein 39 oui a sa valeur maximum au milieu de l'épaulèrent 35. Du fait de ce chanfrein 39, la tendance à distorsion du demi-segment est diminuée ouand le demi-segment est forcé sur le piston.
Comme évident par la figure 9, si nécessaire, les demi-segments peuvent présenter à leurs extrémités des inclinaisons ou arrondis 40 au bord du scient, de sorte que ces extrémités sont empêchées
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de faire ressort dans les lumières pour l'admission de combustible et l'échappement dans la paroi du cylindre, pour le cas où, après un usage prolonge, les segments sont un peu usés.
L'invention offre entr'autres les avantages suivantes : a) Du fait de l'ouverture plutôt large 11 entre les extrémités 9 des demi-segments, le montage des segments est facilité même quand l'épaisseur radiale des segments est considérable. La matière dans les segments n'est pas exposée à une charge de flexion anomale quelconque quand les demi-segments sont forcés sur la tige de piston. b) En position fixée les extrémités 9 de chacun des demi-segments sont empêchés de faire ressort radialement vers l'extérieur en raison des efforts dans la matière des serments et de même d'être pressés radialement vers l'intérieur dans les gorges à segments du piston sous la pression de gaz existante.
c) Les oscillations qui se produisent éventuellement pendant le travail, soit des oscillations dans le plan des segments ou des oscillations perpendiculaires à ce plan, sont effectivement amorties et parfois comblètement éliminées par la coopération des deux demi- serments, les conditions d'oscillation des deux demi-segments étant complètement difiérentes aux sections transversales opposées mutuellement. Il n'y a donc pas de risque de rupture du segment en raison d'oscillations.
Les segments peuvent être fabriqués en acier coulé d'alliage ou non approprié pour segmcnts de piston, soit en fer coulé avec graphite sphérique ou en acier de oualité correspondante. Les demisegments peuvent être fabriqués de flans rectangulaires oui sont produits un à la fois per coulée. Les flans peuvent être coupés de blocs coulés cylindriques, et les flans peuvent finalement être obtenus par forgeage. L'usinage subséouent peut être poursuivi de manière connue en soi par tournage et meulage sur des machines-outils spéciales.
Dans tous les cas mentionnés ci-devant, les surfaces de glissement peuvent être chromées dur, nickelées dur ou alumini- umisées. On peut également employer tout autre procédé connu en soi en vue d'augmenter la résistance des segments.
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Les réalisations illustrées et décrites sont uniquement à consi- dérer comme exemples, et la forme des segments et les' dispositifs , pour le maintien radial des extrémités des segments peuvent varier de maintes façons dans l'étendue de l'invention. En commun pour . ' toutes ces réalisations est cependant le fait que l'ouverture entre les extrémités des segments est établie de telle largeur que, fai- sant usage d'une épaisseur sélectionnée des segments, les efforts se produisant quand les segments sont forcés par-dessus la tige de piston n'excèdent pas ceux admissibles pour la matière en questions.
Ci-devant les segments ont été décrits pour faire étanchéité contre une pression de gaz externe. Ils peuvent cependant être fa- çonnés et employés pour l'étanchéité contre une pression de gaz agissant intérieurement, cela de manière aussi parfaite.
Revendications.
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